城域网组网技术交流.ppt

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传输设备支援中心侯蔓,IP城域网组网技术交流,IP城域网是电信运营商或Internet服务提供商（ISP）在城域范围内建设的城市IP骨干网络，从城市信息化建设的角度来看，它是城市重要的信息基础设施。

自2000年以来，随着用户对IP宽带接入需求的增长，IP城域网络渐渐成为了各大运营商的投资和竞争的焦点。

目录,IP城域网的概念IP城域网的业务定位IP城域网的分层结构IP城域网所采用的三种技术组建IP城域网的解决方案黑龙江城域网现状,IP城域网的概念,什么是城域网IP城域网（MAN，MetropolitanAreaNetwork）的概念是由计算机网深化而来，指介于广域网WAN和局域网LAN之间，在城市及郊区范围内实现信息传输与交换的一种网络。

通常所说的IP城域网，是指覆盖城市范围、为全市各类用户提供宽带（通常是指2Mbit/s以上）接入的数字通信网络。

对一个城市而言，IP城域网的建设是其信息化基础设施的重要组成部分：

从技术和运营模式来看，IP城域网是计算机网络和传统电信网络的融合；从技术发展的趋势来看，IP城域网会是传统电信体系发展的必然趋势。

IP城域网的概念,我们也可以把IP城域网理解为就是IP分布式接入网络的延伸。

其初期的目标是为企业、政府和家庭用户提供方便快捷的网络连接，实现用户以兆比特级的速率宽带上网；长远目标是建设城市的信息化基础设施，结合无线宽带接入的手段，实现用户Any-to-Any的实时在线（Always-on-line）连接，使人与人、人与任何信息化的终端都可以无障碍地实现信息的实时沟通。

目录,IP城域网的概念IP城域网的业务定位IP城域网的分层结构IP城域网所采用的三种技术组建IP城域网的解决方案黑龙江城域网现状,根据当前数据网络发展现状，IP城域网的业务定位是作为IP广域骨干网络在城市范围内的延伸，承载各种多媒体业务，汇聚宽、窄带用户的接入，以IP网络的可管理性、可扩充性为基础，满足政府部门、企业、个人用户对各种基于IP的宽带多媒体业务（互联网访问、虚拟专用网等）的需求等。

IP城域网的业务定位,IP城域网的业务定位,IP城域网络承载的业务的特性IP城域网络承载的业务的特性将是宽带化、综合化和个性化。

业务开展的形式将着重于解决大/中型集团用户高速/超高速接入因特网、组建VPN/VPDN的需要；满足部分大型住宅小区内的大量分散用户共享10Mbit/s以太网或100Mbit/s以太网速率接入因特网的需求；满足部分大型写字楼内的各办公室集中共享10Mbit/s以太网或100Mbit/s以太网接入因特网的需求；满足政府机关或学校利用公网实现互联的需求。

IP城域网同时还必须是一个电信运营级的网络，以区别于供企业自用为主的企业级网络，要求在可靠性、服务质量QoS、业务类别方面有较高保障，从而对公众提供丰富、易用和可靠的服务。

目前的IP城域网主要要求能够满足两类业务的需求：

一类是QoS要求较低的Internet上网业务：

如E-mail、FTP、Telnet等。

另一类是QoS要求较高的互联业务和实时视频业务：

基于IP的语音业务（VoIP）、电子商务、VPN、远程教育、协同设计、数字图书馆、电视会议、可视电话、视频点播、新闻、宽带网站和智能化社区服务等。

IP城域网的业务定位,目录,IP城域网的概念IP城域网的业务定位IP城域网的分层结构IP城域网所采用的三种技术组建IP城域网的解决方案黑龙江城域网现状,为了便于网络的管理、维护和扩展，网络必须有合理的层次结构。

因此，大型网络的设计均遵循层次化设计的原则。

从广义角度上来分，一个IP城域网应该是三方面内容的综合：

“基础设施”、“应用系统”、“信息”。

基础设施包括数据交换设备、城域传输设备、接入设备和业务平台设备；城域网的应用系统由基本服务和增值服务两部分组成，这些服务如同高速公路上跑的各种车辆，为用户运载各种信息；信息包括科技、金融、教育、财政和商业等数据，以及环绕这些数据的各种信息系统。

从网络结构上来分，根据目前的技术现状和发展趋势，一般将城域网的结构分为三层：

核心层、汇聚层和接入层。

城域网的核心节点和汇聚节点又统称为骨干节点，它们就是未来的IP目标局，支持窄带（PSTN/ISDN/DDN/FRPVC等）和宽带（ADSL/以太网/ATMPVC等）的IP综合接入，相互之间采用市内光纤或高速传输线互连。

IP城域网的分层结构,IP城域网的分层结构,1）核心层IP城域网核心层网络主要负责进行数据的快速转发以及整个城域网路由表的维护，同时实现与IP广域骨干网的互联，提供城市的高速IP数据出口，其网络结构重点考虑可靠性和可扩展性。

核心层主要由传输网络与核心路由设备构成。

传输网络一般采用高容量的传输设备，负责完成数据的传送：

核心路由交换设备负责建立和管理承载连接，并对这些连接进行路由交换。

核心层节点位置选择应结合业务分布、机房条件、光纤布放等情况综合考虑，一般应设置在城区内；核心层节点数量根据实际网络需要进行设置；核心节点间原则上采用网状或半网状连接。

IP城域网的分层结构,2）汇聚层IP城域网汇聚层居于核心层和接入层中间。

主要实现如下功能：

扩展核心层设备的端口密度和端口种类：

扩大核心层节点的业务覆盖范围：

汇聚接入节点，解决接入节点到核心节点间光纤资源紧张的问题；实现接入用户的可管理性，当接入层节点设备不能保证用户流量控制时，需要由汇聚层设备提供用户流量控制及其他策略管理功能。

除基本的数据转发业务外，汇聚层还必须能够提供必要的服务层面的功能，包括带宽的控制、数据流QoS优先级的管理、安全性的控制、IP地址翻译NAT、数据流流量整形等一系列的功能。

在进行IP城域网建设中，汇聚层一般采用高性能大容量的三层交换机设备；汇聚层节点的数量和位置的选定与当地的光纤和业务开展状况相关，一般在城市的远郊和所辖县城设置汇聚层节点：

核心层节点与汇聚层节点采用星形连接，在光纤数量可以保证的情况下每个汇聚层节点最好能够与两个核心层节点相连。

IP城域网的分层结构,3）接入层接入层网络负责提供各种类型用户的接入，在有需要时提供用户流量控制功能。

接入层节点的设置主要是为了将不同地理分布的用户快速有效地接入骨干节点。

接入层节点可以根据实际环境中用户数量、距离、密度等的不同，设置一级或级联接入。

由于用户端设备端口需求量较大，因此要求接入设备要有优良的性价比。

当前用于提供宽带接入的方式主要有xDSL、CableMomdem和光纤+LAN等技术。

其中，xDSL适用于零散分布用户或不计划改造现有双绞线布线计划的小区、大厦用户，并可作为信息化大厦小区建设的补充接入方式；CableMomdem主要适用于布设有有线电视网的住宅区：

光纤十以太网方式主要适用于用户密集的住宅小区和商业大厦。

接入层节点到汇聚层节点间的网络连接依据设备情况而定，比如，当接入层节点使用二三层交换机等设备时，一般采用星形连接，每个接入层节点与一个汇聚节点相连；接入层节点使用宽窄带综合接入环路设备时，接入层使用环形连接，每个接入环上有一个节点与汇聚层节点相连；接入层节点使用宽带PON（PassiveOpticalNode）无源光节点设备时，接入层使用树形连接，PON局端设备与汇聚层设备相连。

接入层是整个IP城域网建设中的重中之重，关系到用户群的覆盖效果，直接影响城域网运营的效益。

IP城域网的分层结构,目录,IP城域网的概念IP城域网的业务定位IP城域网的分层结构IP城域网所采用的三种技术组建IP城域网的解决方案黑龙江城域网现状,1、吉比特以太网技术2、POS技术3、RPR技术,IP城域网所采用的三种技术,为了在ATM网上传送IP数据包并能保证QoS，曾出现了多种技术，如MPOA、ClassicIPoverATM等等，但由于ATM存在技术和设备制造缺陷、技术发展缓慢等问题，最终大多数运营商都转向纯IP的解决方案。

线速路由交换机的出现，使得可以省去ATM而直接在SDH网上运行IP数据包，这就是所谓的PacketsoverSDH（POS）。

而密集波分复用（DWDM）技术已经成熟，无需采用SDH时分复用设备，而是将原复用的多个信道改为DWDM，然后用吉比特（Gigabit）或太比特（Terabit）路由交换机直接与DWDM设备相连进行路由交换，即所谓的IP/DWDM方案。

运营商的广域骨干网已经越来越多地采用IP/DWDM方案进行广域互连。

与此同时，由于以太网技术的成本低廉、成熟稳定，并且不需附加的传输设备和交换机就可以在裸光纤上应用，运营商在建设IP城域网时也越来越多地采用GigabitEthernet交换/路由接口。

目前，常用的GigabitEthernet路由接口一般分为SX（short，2km以下）和LX（long，15km以下）两种标准。

IP城域网的所采用的三种技术,1、吉比特以太网技术吉比特以太网方案的结构十分简单，骨干层各核心路由器之间、骨干层与汇聚层之间均可采用GE以太网方式连接，而接入层和汇聚层之间则采用100Mbit/s快速以太网连接。

GE以太网是IEEE802.3以太网标准的扩展，传输速度为1Gbit/s，是超高速主干网的一种选择方案，尤其适用于高容量数据、话音、视频等实时业务。

它由原来的10Mbit/s以太网和100Mbit/s快速以太网发展而来，同样采用CSMA/CD协议并使用相同的帧格式。

相对FDDI、ATM等其他高带宽传输技术，GE以太网应该说是最有竞争力的一种选择。

在价格上，GE以太网也有很大的优势。

IP城域网的所采用的三种技术,事实上，GE以太网在城域网的应用在早些时候就已经出现，但是一般只能用于一个很小的范围。

光纤通信的大量应用和GE以太网在距离上的延伸，为GE与城域网的联姻提供了最好的技术基础，现在经过以太网连接的数据的传输距离大为增加，可以轻松达到几十公里。

目前局域网和城域网之间大量采用了吉比特以太网的技术，不但节省了网络的成本，还大大降低了运营管理的复杂度。

当然以太网也有一定的局限性。

在网络拓扑结构上，以太网的连接方式是点对点的。

为保证网络的可靠性，如果要实现多条线路的冗余连接，只能通过增加光纤的数量才能做到。

因此在节点的数量较多的情况下，以太网的连接方式要占用大量的路由器或交换机的交换端口和光纤数量，价格也会相应增加。

基于以太网的IP城域网不使用SDH设备，当光缆环路被切断时不能够像SDH一样在50ms内完成自愈恢复，使用MPLSTE（流量工程）机制能够在50ms内完成自愈，但一般的以太网交换机还无法支持。

因此，如果要在50ms内完成自愈，需考虑其他的办法，如后面将要讲到的RPR技术。

目前已有厂商推出10Gbit/s以太网的技术。

10Gbit/s以太网的技术对城域网的骨干以及骨干层和汇聚层的连接是一个很好的选择。

当网络的流量到达一定程度、设备制造商的成本降下来之后，10Gbit/s以太网也必将在城域网中得到广泛的应用。

采用以太网方式组网的城域网网络结构如图所示。

IP城域网的所采用的三种技术,IP城域网的所采用的三种技术,2、POS技术POS技术能通过SONET/SDH有效传输数据，是支持Internet爆炸式增长的一种主要技术。

由于SDH技术已经非常普及，而且也相当成熟，目前已有许多运营商广泛部署了这种系统。

路由器POS接口一般与ADM设备连接，是点到点SONET/SDH链路的终点。

基于POS技术的城域网具有以下优势：

POS接口已经在大量服务提供商和专用企业网络中成功进行了部署；可用带宽比例高达97%；可扩展性强，带宽能够从OC-3到OC-192/STM-64；组网方案灵活，经济有效，对于高速接口而言，其组网灵活性和经济有效性更为明显；网络管理性能强；具有快速恢复功能；是基于标准的多厂商解决方案。

基于POS的城域网解决方案网络拓扑如图所示。

IP城域网的所采用的三种技术,IP城域网的所采用的三种技术,3、RPR技术RPR（ResilientPacketRing，弹性分组环）是一种为传输IP分组而优化的传输技术