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1南宁业务区宽带城域网改造方案设计作者：单位：2摘要：宽带城域网作为当前电信行业发展的主流，成为各大电信运营商的竞争焦点。联通南宁业务区城域网现状存在种种问题，不能适应当前互联网业务发展的需要，必须进行改造。本文在论述宽带城域网基本理论的基础上，提出以星型网络拓扑、通过多业务平台接入远端用户的方案改造南宁业务区城域网，并作了具体论述。关键词：宽带城域网南宁业务区型星网络拓扑MSAP多业务平台3一、宽带城域网的基本综述1、宽带城域网的基本概念城域网（Metro）原是与局域网和广域网相对应的计算机网络的概念,指城域范围的计算机网络。数据通信和电信技术的发展赋予城域网新的内涵,将城域网的概念延伸到整个通信网络,泛指运营商在城市及其郊区范围内提供多种业务的所有网络。它以宽带光传输为开放平台。各类网关实现话音、数据、图像、多媒体、IP接入和各种增值业务及智能业务,并与各运营商的长途网和公用电话交换网（PSTN）互通的本地宽带综合业务网。城域网与广域网的主要区别在于是城域网是城际之间连接的全业务网络，城域网需要支持各种客户层信号,而且要能很快地提供客户层信号所需的带宽。局域网的地域限制使各行各业形成了一个个信息孤岛,广域网的带宽限制又使信息高速公路上的宽带应用大打折扣,核心问题可归结为带宽与距离的矛盾。而城域网则是解决带宽和增加网络覆盖范围的很好方法,这使得城域网成为未来最具发展潜力的网络系统。2、宽带城域网的层次结构城域网可分为核心层、汇聚层、接入层和业务控制与业务管理层。其中核心层、汇聚层、接入层是具有明显层次的功能层，而业务控制层与业务管理层分别完成业务的控制和管理功能，是在前3个层次中抽象出来的逻辑层次，实际上存在于其它3个网络层次之中，与各层的网络设备紧密结合。城域数据网分层结构如图1所示。城域网核心层城域网汇聚层城域接入层/边缘接入层接入网业务交换点BSC/BS大客户接入点边际网BS图1接入网定位4城域数据网的各层所起作用叙述如下：(1)核心层核心层将多个边缘汇聚层连接起来，为汇聚层网络提供数据的高速转发，同时实现与上级网络的互联，提供城市的高速IP数据出口。核心层网络结构重点考虑可靠性、可扩展性和开放性。(2)汇聚层汇聚层完成本地业务的区域汇接，进行带宽和业务的汇聚、收敛及分发。(3)接入层接入层通过各种接入技术和线路资源实现对用户的覆盖，并提供多业务的用户接入，必要时配合完成用户流量控制功能。为降低维护及管理成本，综合接入层应考虑与汇聚层统一实施业务和设备管理。在城域数据网中，核心层应采用高速IP交换技术；汇聚层采用智能IP端局技术；接入层可以根据业务需求和实际情况，灵活采用多元化宽、窄带综合接入技术。大中城市的网络应当采用核心层、汇聚层、接入层3层结构；在一些规模较小业务量有限的城市，可以将核心层与汇聚层融合，采用2层结构。3、宽带城域网的组网技术（1）骨干层技术又被称为核心层，它由所有用户共享，负责传输骨干数据流。宽带城域网骨干层技术从大的方面可分为三类：第一类是从ATM技术；第二类IP（MPLS）技术；第三类为以太网技术。——1．ATM技术——ATM技术具有较强的综合传送能力，它可以动态分配带宽，传输突发性数据，也可保障固定带宽需求的业务。由于它是面向连接的技术，因而更容易对资源进行控制和保证传输质量。由于采用了固定长度的短数据包（信元）和精简的信元头，使交换快速和灵活地进行。但ATM技术在支持IP方面存在着种种不足和缺点，如ATM的综合能力是基于在链路上提供丰富的QoS参数，但不具备端到端的QoS能力；因为目前还没有一种标准方法实现IP优先级（CoS）分类映射到ATM的QoS，因而不能提供完全的QoS保证；较强的综合性会带来技术上的复杂性，同时导致管理复杂和价格昂贵；若将IP数据流一对一地映射到ATMSVC上，会耗费大量的时间和资源于建立和拆除连接上，且与IP业务流相应的VC连接数目存在指数增长O（N2）问题，造成复杂的地址解析和妨碍扩展性。——2．IP路由器技术——IP路由器技术最初是为了解决计算机网络的互连而产生的。传统路由器具备的主要优点是：无连接方式工作（不需要复杂的信令）、健壮性、无连接丢失、简单、有效、灵活。IP网络具有灵活的寻路机制、每个IP数据报独立、单向地寻找到达目的地的路径。这样就形成了许多好的网络特性：自动地绕过网络故障或阻塞的部分，满足点到点（单向、双向或不对称）。点到多点、广播等各种通信方式。IP网络非常适合非实时的数据通信和少量的实时业务支持能力。——传统路由器也有着明显的缺点：复杂的寻径算法、需通过协议进行逐包路由寻址（逐跳寻址）和表维护，从而引入额外时延和时延抖动，出现失序传递。随着因特网规模的扩大，路由器和子网的数量不断增加，路由表项急剧膨胀，可能影响路由表修改的事件5数目增长，用于路由表刷新的开销加大，任务变得异常繁重，很难保证QoS和支持实时业务。——3．千兆以太网技术（GE）——GE技术的优势是低价的设备、简单的技术路线。GE与以太网、快速以太网兼容，世界80％以上的网络节点为以太网形式，GE的实施具有直接、快速和千兆位的特点，设备便宜；传输距离达100Km，可以满足城域网需要。GE重新定义MAC层，接入冲突检测引入“载波扩展”，但少于512字节帧的载波扩展部份都没有承载用户数据，浪费带宽；以太网平均帧长约200-500字节，GE实际速率能达到390-977Mbps。原来以太网的不足，如多媒体应用及QoS、拓扑结构不可靠和多链路负载分享、虚拟网等，随着新技术、新标准的出现已得到部分解决。（2）接入层技术宽带接入层提供通常说的最后一公里的连接——即用户和骨干层之间的连接。在接入网方面，目前国际上主流并且比较成熟的技术包括ADSL技术、HomePNA技术、光纤接入技术、Cable技术以及无线宽带接入网技术等。这些技术基于的硬件环境不同，各自的性能特点也有较大差异。1．ADSL接入技术——ADSL技术在主要优点是可以充分利用现有的铜缆资源实现下行9～10Mbit／s和上行几百bit／s速率的接入手段。定位在为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，提供高速接入。目前ADSL大多依靠ATM技术接入到服务器或路由器（ATMoverADSL），而各省也已具备一定规模的ATM网络，因而这种技术主要作为ATM技术的接入和延伸，目前并没有作为IP城域网的主要接入手段。2．HomePNA（HomePhonelineNetworkingAlliance）技术HomePNA技术为对称式数据传输。它运用现有电话线高速接入互联网，上网速度快，上网时间也没有限制，它支持电话线上语音与数据同时传输，即可以边打电话边上网；提供RJ-11的以太网接口形式，可用电话线构建网络，方便地组建1Mbps/10Mbps的局域网连接。HomePNA技术使用方便，适用于住宅小区、旅馆等的Internet访问或网络互连，支持多媒体系统和多媒体应用，如IP电话、VOD视频点播、电视会议等。但其传输速度、传输距离决定了它的应用范围比较有限，是家庭宽带接入较好的选择。3．光纤接入技术光纤用户网是指局端与用户之间完全以光纤作为传输媒体的接入网。用户网光纤化有很多方案，有光纤到路边（FTTC）、光纤到小区（FTTZ）、光纤到办公室（FTTO）、光纤到楼面（FTTF）、光纤到家庭（FTTH）等。光纤用户网具有带宽大、传输速度快、传输距离远、抗干扰能力强等特点，适于多种综合数据业务的传输，是未来宽带网络的发展方向。它采用的主要技术是光波传输技术，目前常用的光纤传输的复用技术有时分复用（TDM）、波分复用（WDM）、频分复用（FDM）、码分复用（CDM）等。但由于光纤接入存在技术复杂、成本高昂等制约因素，短期内必将仅仅以骨干网的形态出现，实现光纤到户宽带接入的广泛应用尚需时日。4．无线接入技术无线接入技术就是利用无线技术作为传输媒介向用户提供宽带接入服务。除了传统的无线局域网络接入外，近来卫星宽带技术正在迅速发展。用户通过计算机的调制解调6器和卫星配合接入互联网，从而获得高速互联网传输、定向发送数据、网站广播等服务。二、南宁业务区宽带城域网现状及建设宽带城域网的必要性1、南宁业务区宽带城域网现状南宁业务区在接入传输网方面面临着种种问题：（1）网络规划困难，网络末端复杂多变，很难用一种网络拓扑一网打尽，因此网络基本因项目而异，自然成长，没有确定的规划和设计；（2）设备品种多，数量大，难以维护，由于建网初期网络规模小，业务单一，没有统筹规划，导致多厂家大量点对点PDH设备，协议转换器、光纤收发器在网上运行。设备数量多，占用网络资源大，给网络维护造成极大的麻烦；（3）由于网络规划建设初期，设备用量小，维护压力不大，在进行网络建设时较少考虑网管。随着用户数量的增多和设备种类的多样，管理效率低下，“最后一公里”的网络维护和管理已经成为运维部门日益关注的问题。另外，大量点对点设备对业务没有保护措施，不能满足对网络安全要求高的大客户的需求。现行网络拓扑如下：传输网路由器ｓｗｉｃｔｈＰＤＨ光端机１０Ｂａｓｅ－Ｔ／Ｅ１转换器Ｖ．３５／Ｅ１转换器光纤收发器点对点接入方式：机房设备占用空间大，走线复杂，占用电源资源多，设备管理难。用户接入设备多：不能够对用户业务统一平台接入，网络规划建设复杂数据中心管理不便：由于设备种类多，且多为点对点接入，多节点网络设备实现统一网管较难。机房72、宽带城域网的发展趋势当前城域网发展趋势包括两个方面：网络发展趋势和技术发展趋势。从城域网网络发展趋势来看，城域网正在从单纯的传输网向业务网演进。由于城域网业务模式发生变化，在城域网上需要同时传送话音、视频和数据业务，同时，城域网需要完成一定的用户接入，以满足日益变化的业务需求。城域网业务提供向边缘延伸意味着能实现最大限度的用户接入，有利于业务开通，同时，随着城域网竞争的加剧，运营商需要更多地争取用户，因此，将城域网变为业务网有利于快速的业务开通，业务与网络的统一将是新一代城域网发展的重要趋势。新一代城域传输网技术发展的趋势是城域传输网的多业务化及城域传输网的智能化。城域传输网实现长途骨干网与城域接入网的汇接。多种接入技术接入的多种业务需要一个高度可靠的传输网来承载。业务的多样化给城域传输网提出新的挑战。为避免多个重叠的业务网，降低网络设备投资成本，简化网络业务的部署与管理，城域传输网技术必将向多业务方向发展。为了高效传送多业务，要求传输网具有更好的自适应能力，而这种自适应能力不仅仅是网络接口或网络容量的适应能力，还有网络连接的自适应能力。自动交换传送网(ASTN)正是为解决传输网的自适应问题而产生的。网络运营商建立城域光传输网首先要考虑建设一个经济、高效的网络基础架构，即充分利用光层技术，提高系统容量，降低系统的成本；其次提供城域多业务平台，扩展用户范围，增强业务创收能力；最后发展智能光传网或城域多业务交换平台，增强网络的自适应能力，提供全新的网络业务，提高市场的竞争能力。很显然，目前南宁业务区在接入传输网方面面临的问题是不符宽带城域网发展的趋势，对其进行改造势在必行。3、建设宽带城域网的必要性（1）城市信息化步伐加快的必然要求随着网络经济的迅速崛起，各种应用陆续的推出，“电子商务”、“企业上网”、“政府上网”、“智能化小区”等工程的启动，到目前“信息港”、“城域网”等概念的兴起，政府、学校、企事业单位和用户，对于数据业务的需求日益旺盛。同时，语音、数据、图像等多媒体通信的需求，也日益增长，提供宽带多媒体业务，已成为网络运营商开拓市场的新的空间，宽带城域网成为信息高速公路建设的重要部分。建设城域网、实现城市信息化，无疑是全民信息化的重点内容和前期目标。（2）我国宽带市场竞争激烈的必然选择我国已经出台《电信管理条例》，电信市场改革的步伐不断加快，我国电信市场，已经成为中外电信运营商和投资者竞争的焦点，更多的运营商进入我国信息服务市场，我国信息服务市场开放程度进一步加大。更多的网络运营商和业务提成商，进入这一领域，宽带城域网市场的竞争将更加激烈。建设宽