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1、Cisco宽带城域网解决方案总汇1Cisco宽带城域网解决方案汇总思科系统(中国)网络技术有限公司2001-5-31Cisco Confidential 请注意保密第1章 概述1.1 宽带网络发展现状及趋势Internet的网络发展已使通信领域发生了巨大的变化。一方面传统的电信语音业务的发展势头减缓，业务种类单一；另一方面，随着网络应用的不断延伸，宽带数据业务迅猛发展，业务种类层出不穷，给各类电信运营商提供了巨大的机会。因此，数据业务的增长和发展仍将是竞争的焦点。对电信运营商来讲，数据业务的网络基础是宽带网络结构。在国内，各类新型电信运营商都在纷纷建立自己的宽带网络基础设施以抢占宽带数据业务的

2、市场，传统运营商也纷纷构建自己的宽带网络结构。特别是当前宽带信息网络建设已列为国家重点发展方向，宽带网络建设更是如火如荼。带宽始终是宽带网络建设所关心的重点。一方面宽带接入的迅猛发展要求有高的网络主干带宽，另一方面，随着传输技术的不断演进，高带宽的价格越来越低，使开展宽带接入商业运营成为可能。目前，国内的电信运营商分别有着自己不同的网络基础设施的现状，有的运营商已经拥有自己的SDH和光纤网络，有的则通过租赁或新建自己的SDH或是光纤网络结构来构建宽带网络基础设施。这些运营商所建的宽带网络大多在 10GB 或更高的带宽以上。从传输技术的发展来看，始终围绕着如何提高网络带宽的利用率和增加网络带宽的

3、承载。光纤传输的技术的发展，使得构筑更高级别的宽带网络成为可能。POS、DPT、DWDM技术的发展为电信运营商的网络建设提供了多种类型的解决方案。特别是DPT和DWDM技术与IP技术的结合，使得宽带传输技术的发展和宽带网络应用有了紧密结合的接口。IP over Optical 和IPOptical的技术将会广泛应用在宽带网络的建设中。1.2 宽带网络主要业务概述宽带网络的业务主要是指数据业务。新型的数据业务和传统的业务有不同的特点，主要体现在如下方面：1.2.1 新兴业务网络系统的定义传统的电信运营商用有大量的基于TDM电路的网络，饱受诸般苦恼，如：64k窄带接入的限制、复杂的遗留下来的操作环

4、境、漫长的电路提供周期和业务提供周期。许多新兴的运营商选择了IP网络系统来和传统运营商竞争。然而，要成功，新兴运营商在建立新的IP网络体系时必须明确以下几个目标： 服务质量Internet的设计思想是“尽力而为”、“最小传输成本”，而且IP网络通常被认为不能提供可靠的有质量保证的服务。但是，利用新的IP技术，运营商可以通过流量测量工具，流量工程设计和操作的处理来保证服务质量，并因此可以仔细的设计服务级别方案(SLA)。服务质量通常通过SLA来衡量，定义了差错率、延迟、平均修复周期和服务可用性等。 广泛的业务覆盖范围在中国将市场开放给外国竞争者之前，国内的运营商还有一段时间来扩大他们的业务覆盖面

5、。这样，在不同时期，多种接入技术会有选择性的被使用。 快速的业务生成能力由于技术的发展或用户的需求将诱发大量的在IP网络基础上的新业务。因此，运营商需要一个简单、集成化的业务平台以快速生成业务。1.2.2 新型业务的网络模型这一部分将从功能体系的角度来描述业务网络系统。由于未来绝大部分的新业务和应用将基于IP技术，具备流量工程能力和QOS管理的MPLS技术将是用于构建业务平台的关键技术，以支持VPN业务和传统网络技术如：FR、ATM和SNA。新的网络系统将以IP/MPLS为基础，支持新兴的和传统的业务，并且提供强大的操作支持系统。一旦DWDM体系一段一段地建立起来以适应带宽的需要，整个网络系统

6、将与DWDM的传输段结合起来成为一个强健的可路由光网络，从而提供自恢复和吉比特光网络业务。宽带网络的新型数据业务主要有以下内容：1, 商业用户：VPN业务，高速上网业务，电子商务业务，电子教育业务等等。2, 个人用户：高速上网业务，电子娱乐业务和电子教育业务等等。1.3 思科在宽带网络方面的经验众所周知，Cisco在IP建设方面有一些长处。其实Cisco在宽带网络建设方面也有自己的独到之处。Cisco倡导的DPT光纤传输技术很好地将IP和optical传输结合在一起，DPT目前已经成为业界标准。在DWDM传输技术方面，Cisco也有自己的建树，以Metro光传输系列产品可以为运营商带来端到端的

7、IPoptical的解决方案。从宽带网络业务开展和业务管理角度来看，Cisco也可以为运营商提供一系列的网络计费和网络管理的解决方案，使得运营商能够实现端到端的业务解决方案。Cisco公司在宽带网络的经验还体现在下列关键技术上面：1.3.1 具有MPLS能力的IP网络系统Cisco开发了许多具有MPLS能力的路由器以利用流量工程功能保证网络的效率和服务质量、提供QOS管理和第三层VPN业务。IP/MPLS网络成功的关键有赖于MBGP的可伸缩性，而这正是大型可伸缩的Internet交换路由信息的基本要素。80%的Internet网络是建立于Cisco的路由器上的；换句话说，Cisco是唯一能够将

8、IP/MPLS网络做得最好的公司。IP/MPLS是在中国市场下一轮的竞争中获胜的关键技术。Cisco 12000系列提供了最佳的电信级质量和可靠性，是构筑IP骨干网的基石。而提供大量中、低速接口的“中程”路由器可用作边缘设备。1.3.2 增值业务平台在未来，大部分的新业务会建立在IP网络之上。因此，Cisco在IOS内提供了许多基本的功能以实现新的IP业务的创建。CiscoIOS运行于众多的平台之上，比如路由器和接入设备等。除CiscoIOS功能外，还有另外一些业务节点功能提供进一步的业务支持。新的业务可分为： 基本的、传统的传输业务：CiscoIOS提供拨号接入的功能，VPDN，传统的传输业

9、务：帧中继、AAL-5/ATM、SNA、租用线的替代业务等，这些都通过IP/MPLS网络实现。 智能的VOIP业务：CiscoIOS可以从提供基本的VOIP预付费业务和一步拨号业务开始。随着业务节点的增加，信令和呼叫控制的完善，许多现有PSTN业务、智能网和呼叫中心的功能都可以在IP的网络系统上实现。 新的增值业务：许多创造性的业务已经或正要被结合在一起，如信息的通用访问、Internet呼叫等待，多媒体呼叫中心等。1.3.3 宽带接入技术所有那些新兴的接入技术，如拨号、VPDN、电缆调制解调器、XDSL、MMDS、LMDS和GPRS，都是构成Cisco业务体系的重要部分。Cisco系统方案还

10、包括客户端的多业务接入设备。“多业务”至少将包括语音和数据的处理。Cisco的一项专有的技术是用DPT来组建IP环。这样的环网既可用于接入又可用于骨干网，既可用于商户又可用于住户。IP环上设备提供的以太网接口又提供了经济实用的宽带接入。1.4 技术方案建议概述（根据整体网络方案进行总结）第2章 网络现状与需求分析2.1 用户网络结构现状(请根据标书内容描述XYZ电信的网络现状)2.2 项目需求分析(请根据标书内容分析XYZ电信在本次项目中所要达到的目标和对网络建设的具体要求)第3章 宽带城域网设计3.1 网络设计总体原则宽带IP城域网在总体上首先需满足先进性、普遍性、统一性、可扩充性、安全性及

11、可管理性原则： 先进性：宽带IP网计划采用世界先进的太比特IP线速路由器交换机，能与ATM/SDH宽带传输交换平台充分互联，能够承载和交换各种信息并将其接入公众用户。 普遍性：宽带IP网必须考虑到用户的实际情况，以相应的可接受的价格向用户提供不同接入服务的方法。 统一性：宽带IP网必须遵循XYZ宽带IP网建设方案及规划，科学地统一建设。 可扩充性：宽带IP网必须随着需求的变化，充分留有扩充余地。 安全性及可管理性：建设XYZ宽带IP网，应注意保证整个系统的可管理性和整个系统的安全性、可靠性。在满足上述一般网络设计要求的基础上，XYZ宽带IP网作为最新的营运级宽带IP网还需要满足营运级的可靠性、

12、QoS、扩展性、网络互联、通信协议、网管与安全等方面的要求，下面分节详细描述。3.1.1 可靠性和自愈能力(请根据以下几个方面具体叙述在特定方案中的网络可靠性)包括链路冗余、模块冗余、设备冗余、路由冗余等要求。链路冗余在主干连接(主干设备之间及其与汇接设备之间的连接)具备可靠的线路冗余方式。建议采用负载均衡的冗余方式，即通常情况下两条连接均提供数据传输，并互为备份。主线路切换到备份线路的时间应小于50ms,以充分体现采用光纤技术的优越性。这种高速的网络自愈特性应可以保证不会引起IP路由的重新计算，不会引起业务的瞬间质量恶化，更不会引起业务的中断。模块冗余主要设备(主干设备和业务汇聚点的核心设备

13、)的所有模块和环境部件应具备1+1或1：N热备份的功能，切换时间小于3秒。所有模块具备热插拔的功能。系统具备99.999%以上的可用性。设备冗余提供由两台或两台以上设备组成一个虚拟设备的能力。当其中一个设备因故障停止工作时，另一台设备自动接替其工作，并且不引起其他节点的路由表重新计算，从而提高网络的稳定性。切换时间小于3秒，以保证大部分IP应用不会出现超时错误。路由冗余网络的结构设计应提供足够的路由冗余功能，在上述冗余特性仍不能解决问题时，数据流应能寻找其他路径到达目的地址。在一个足够复杂的网络环境中，网络连接发生变化时，路由表的收敛时间应小于30秒。3.1.2 拥塞控制与服务质量保障拥塞控制

14、和服务质量保障(QoS)是公众服务网的重要品质。由于接入方式、接入速率、应用方式、数据性质的丰富多样，网络的数据流量突发是不可避免的，因此，网络对拥塞的控制和对不同性质数据流的不同处理是十分重要的。业务分类网络设备应支持68种业务分类(COS)。当用户终端不提供业务分类信息时，网络设备应根据用户所在网段、应用类型、流量大小等自动对业务进行分类。接入速率控制接入本网络的业务应遵守其接入速率承诺。超过承诺速率的数据将被丢弃或标以最低的优先级。队列机制具有先进的队列机制进行拥塞控制，对不同等级的业务进行不同的处理，包括时延的不同和丢包率的不同。先期拥塞控制当网络出现真正的拥塞时，瞬间大量的丢包会引起

15、大量TCP数据同时重发，加剧网络拥塞的程度并引起网络的不稳定。网络设备应具备先进的技术，在网路出现拥塞前就自动采取适当的措施，进行先期拥塞控制，避免瞬间大量的丢包现象。资源预留对非常重要的特殊应用，应可以采用保留带宽资源的方式保证其QoS。3.1.3 网络的扩展能力网络的扩展能力包括设备交换容量的扩展能力、端口密度的扩展能力、主干带宽的扩展，以及网络规模的扩展能力。交换容量扩展交换容量应具备在现有基础上继续扩充48倍容量的能力，以适应IP类业务急速膨胀的现实。端口密度扩展设备的端口密度应能满足网络扩容时设备间互联的需要。主干带宽扩展主干带宽应具备48倍甚至更高的带宽扩展能力，以适应IP类业务急

16、速膨胀的现实。网络规模扩展网络体系、路由协议的规划和设备的CPU路由处理能力，应能满足本网络超过100个节点规模的要求。3.1.4 与其他网络的互联(请根据以下几个方面具体叙述在特定方案中的网络互联性) 保证与INTERNET国内国际出口的无缝连接。 保证与现有ATM/SDH网络的无缝互联。 保证与各ISP网络和大型企业网的无缝互联。3.1.5 通信协议的支持以支持TCP/IP协议为主，兼支持IPX、DECNET、APPLE-TALK等协议。设备商应提供服务营运级别的网络通信软件和网际操作系统。支持RIP、RIPv2、OSPF、IGRP、IS-IS等多种国际标准的路由协议。根据本网规模的需求，

17、必须支持OSPF和IS-IS路由协议。然而，由于OSPF协议非常耗费CPU和内存，而本网络十分庞大复杂(200个业务节点，每节点包含10个甚至更多的三层网络设备)，必须采取合理的区域划分和路由规划(例如网址汇总等)来保证网络的稳定性；应提供适当的路由规划的后备方案。支持BGP-4等标准的域间路由协议,保证与其他IP网络的可靠互联。支持MPLS标准，提供与ATM网络的无缝互联。3.1.6 网络管理与安全体系支持整个网络系统各种网络设备的统一网络管理。支持故障管理、记帐管理、配置管理、性能管理和安全管理五大功能。支持系统级的管理，包括系统分析、系统规划等；支持基于策略的管理，对策略的修改能够立即反

18、应到所有相关设备中。网络设备支持多级管理权限，支持RADIUS、TACACS+等认证机制。支持安全监控和控制机制，当发现存在安全漏洞和遭到攻击时，应及时通知网络管理人员，并应自动采取适当的措施予以保护。3.2 宽带城域网主干解决方案汇总3.2.1 宽带光纤城域网解决方案Cisco光通信体系以IP技术为核心的数据通信技术和业务的发展非常之快，同时光通信技术的在逐渐取代传统的传输系统时必须对IP网络及业务提供强大的支持。在整个网络发展的过程中有纵向的(不同历史时期的)和横向的(不同层次的)各方面因素的协调。为此Cisco有一整套光通信网络发展的模型。 在最初的层次，PhaseI，数据业务和传输系统

19、的结合是将二者叠加，这样能及时地使系统利用现有技术提供高速的数据通信能力。如PoS技术，现在全世界已大范围地采用，已经有大约100T总端口容量的PoS线路卡/路由器在世界各地安装。更上一个层次，PhaseII，在端口能力上升，达到WDM/DWDM系统的接口速率等级时，业务设备可以直接和WDM系统结合，而不需要SDH设备的参与，这样大大提高了全系统的性价比。现在Cisco的高端路由器也已经具备了这样的接口/业务能力。以上是简单地将传输和上层数据业务设备结合的方案。它们的好处在于可以通过现有技术的简单改造就可以实现。但并没有将二者的优点结合得很好。下一步的发展是，充分、全面地利用最新的技术进步，将

20、二者的优势和需求结合起来。第三、四步，PhaseIII&IV，是将上层数据技术和传输技术紧密地耦合起来，在同一的平台上既提供TDM传输业务又提供多种上层数据业务支持，将IP技术的优点结合到光传输网络中去，Cisco ONS 15454、15303能在同一平台上提供数据、电路、DWDM、视频等业务，并同时具有统计复用和时分复用的技术优点。另外动态分组传送(DPT)也是Cisco的针对数据业务特点的优化的光传输技术。最高境界，PhaseV，全面实现光互联网的构想：上层数据(IP)业务和光传输系统完美结合，系统的效率达到最高，形成几百T容量的新一代无缝数据通信系统。所以，Cisco的全光网络解决方案

21、绝不是简单的网络各部分实现的拼凑，而是一个有长远规划的、全面面向新一代数据通信网络技术和业务需要的体系结构。针对大容量的新型数据网络建设要求，Cisco提供不同层次的先进技术和产品，包括大容量DWDM传输系统Cisco 15800(128X10G)WaveMux，城域DWDM传输系统Cisco 15200，T比特级交换路由系统Cisco 12016 Terabit System，以及Cisco ONS 15000系列(15454、15303)综合业务(TDM、ATM、数据、视频)传输平台。这些都领导着业界潮流并已得到广泛的市场认可。城域DWDM 城域网DWDM技术的发展及特点DWDM比传统光纤

22、系统提供许多好处。它通过创建将每一个光纤转换成多个光纤的虚拟光纤，最大限度地减少光纤使用。DWDM提供更大的可伸缩性,并延长了非再生距离限制。长途DWDM技术非常适合使用点到点或环拓扑的长途运营商。实现无需电再生的长距传输，大大提高了承运商扩展容量的能力,同时留出备份带宽，而无需部署新光纤。而城域网DWDM技术实现在充分利用光纤资源的基本要求外,提供光波长自愈环，和灵活的组网能力,以及丰富的网络接口。随着技术的进展和业务的发展，WDM技术正从长途传输领域向城域网领域扩展，当然，这种扩展不是直截了当的，需要针对城域网的特定环境进行改造。适用于城域领域的WDM系统称为城域网WDM系统，其主要特点和

23、要求可以归结如下：低成本是城域网WDM系统最重要的特点，由于城域网范围传输距离通常不超过100km，因而长途网必须用的外调制器和光放大器可以不必使用。由于没有光放大器，也就不需要任何形式的通路均衡，从而减少了分波器和合波器的复杂性，容许使用波长间隔较宽、波长精度和稳定度要求较低的光元器件，使系统成本大幅度下降。城域网WDM系统容许网络运营者提供透明的以波长为基础的业务。这样用户可以灵活地传送任何格式的信号而不必受限于SDH的结构和格式。特别是对于应用在城域网边缘的系统，直接与用户接口，因而要求其光接口可以自动接收和适应从100Mb/s到2.5Gb/s范围的所有信号，包括SDH，ATM，IP，E

24、SCON，FDDI，千兆比以太网和光纤通路等。相比较而言，长途DWDM产品通常只能提供622Mbps, 2.5Gbps和10Gbps接口。城域网DWDM系统具有丰富的组网能力。除了能够实现长途DWDM系统已具备的点对点、链形总线组网能力外，城域网DWDM系统还能组成光通道(波长)自愈环,以提高网络的安全性和可靠性，尤其是可以为城域网中的数据业务（ATM，IP）提供基于光线路的高速倒换保护。城域网DWDM系统应具备强大的OADM能力。能够提供网络中节点任意数量的波长分/插复用（OADM）能力，以满足动态调度业务的需求。城域网DWDM系统应能够灵活升级。能够从网络结构、网络管理、端口选择与设置等方

25、面支持多种业务的灵活的调度，并且设备结构简洁，模块化性强，便于维护管理和系统在线扩容。 Cisco城域DWDM实现方案Cisco新一代城域密集波分系统ONS15200采用模块化设计，具备灵活的OADM能力，可以组成各种网络拓扑，如环形、链形、网状等。由于具备光通道自愈保护功能，系统的升级不会影响已有网络的性能。无需光放大器可以实现城域范围的DWDM应用。Gigabit Ethernet,155Mb/s,622Mb/s,2.5Gb/s均可接入ONS 15200构成的DWDM网络。ATM、IP、SDH提供的多种业务可以在由ONS 15200构成的一个统一平台上传送。而且可以提供小于1ms的快速光通

26、道自愈保护。Cisco ONS 15200系列城域DWDM产品具备两种规格：ONS 15201和ONS 15252，它们都是完整的OADM系统，其中ONS 15201是1个通道（波长）的OADM，仅1U高，是目前业界体积最小的OADM系统；ONS 15252子框高度为12U，可以配置成16个通道（波长）的OADM，并均可以设置成光通道保护工作模式，是目前业内波长分/插(OADM)复用能力最强、密度最高的一款产品。选用Cisco ONS 15200系列中的ONS 15252组成的四个节点城域DWDM系统如下图所示： ONS 15252是16波的OADM系统，可以在线升级为32波，本系统共用了4个

27、波长资源。具体配置如下：其中一个波长（l1）在这四个节点均作1+1配置，即在DWDM环中一个光口为东向传输用，另一个光口为西向传输用，该波长在每个节点得以再利用。这个波长形成的虚拟光纤环可以提供给各种速率(155Mpbs,622Mbps,或2.5Gbps)的SDHADM设备使用，或提供给IP路由器的DPT使用；第二个波长（l2）在节点1和节点2均作1+1配置，即在DWDM环中一个光口为东向传输用，另一个光口为西向传输用，该波长提供虚拟光纤通道供各种速率(155Mpbs,622Mbps,或2.5Gbps)的SDHADM设备互连使用。第三个波长（l3）在节点1和节点3配置成光波长通道保护模式OMS

28、P，连接ATM系统。在DWDM环中，实现光通道自愈保护。第四个波长（l4）在节点1和节点4配置成光波长通道保护模式OMSP，连接ATM系统。在DWDM环中，实现光通道自愈保护。 Cisco城域DWDM方案的特点Cisco可以提供从核心到业务汇聚层和接入层全面的光传输网络解决方案，并且在国际光纤互联网论坛(OIF)中积极参与标准的制定，为下一代全光网络的构筑作好了准备。通过近几年的发展，Cisco以其先进的技术在光网络产品市场无论是市场占有率还是技术水平上均逐步处于全球领先地位。目前Cisco可以向电信营运商提供全面而完整的IP和光传输(IP+Optical)的解决方案。 可以为客户快速部署核心

29、骨干网和多业务城域网 最大限度的提升网络的实效性和可靠性 多业务传输基于一个统一的平台 统一的网管系统，便于网络管理 网络可以在线平滑升级采用Cisco ONS 15200系列产品构建城域DWDM传输系统具有以下优势：具备所有城域网DWDM设备较之长途DWDM的基本特点。Cisco ONS 15200系列城域DWDM产品具备两种规格：ONS 15201和ONS 15252，它们都是完整的OADM系统，其中ONS 15201是1个通道（波长）的OADM，仅1U高，是目前业界体积最小的OADM系统；ONS15252子框高度为12U，可以配置成16个通道（波长）的OADM，并均可以设置成光通道保护工

30、作模式，是目前业内波长分/插(OADM)复用能力最强、密度最高的一款产品。Cisco ONS 15200提供丰富的接口，如F.E,G.E,155Mbps,622Mbps,2.5Gbps,10Gbps等。由于ONS15200可以提供灵活的波长调度，并提供光纤线路保护功能，所以在承载SDH，ATM交换机和IP路由器的传输同时，可以提供性价比高、有安全保障的带宽出租(波长出租)，为运营商提供了更多的营运模式。今后只需增加板卡即可增加工作波长，为建设真正意义上的宽带网作好了准备。ONS 15201和ONS 15252配合组网，可以提供最好性/价比的城域网传输方案。ONS 15201可以在一个节点级联应

31、用。针对业务的特点不同，如IP、ATM、SDH等,可以在一个网络中对每个业务通道设置成不同的工作保护模式或非保护保护模式。构成功能完善可靠、宽带多业务的统一传输平台。由于ONS 15200系列具有精简的结构和极高集成度，其功耗很小。基于eb的网管系统，直观、易用，而且功能强大。通过SNMP和CORBA接口可以方便地和CIC（Cisco Information Center）网络管理系统连接，实现DWDM和IP业务的统一管理。新一代多业务光传输系统 Cisco ONS 15000-革命性的多业务光传输平台Cisco ONS 15000系列包括ONS 15454和ONS 15303，它们研制的基点

32、是通信网络的根本性转变和体现这一革命的新一代传输系统设计的要求。这一革命的核心即是高速数据通信与传统语音网络的本质不同。Cisco独一无二的传输系统在同一平台上提供时分复用和统计复用技术。这样运营者可以经济地在一个物理光设备上同时提供高速数据业务和传统的DS1和DS3等TDM业务，而且还可以管理到DS1和数据包一级。这一方案引起了业界的极大共鸣。Cisco ONS 15454提供了高速、高效的多业务骨干传输功能，但它的意义决不仅是一个传输系统或是传统传输系统的演示。而Cisco ONS 15303在接入层向用户提供经济的、高效的传输功能，快速部署Ethernet。它们是在爆炸式发展的市场和技术推动下，全面反映新一