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2004-6-16信息产业部电信研究院1城域网技术的发展方向蒋林涛信息产业部电信研究院总工程师IP与多媒体标准技术工作委员会主席2004-6-16信息产业部电信研究院2一.城域网现状2004-6-16信息产业部电信研究院31.城域网概述定义、概念的不明确范围（水平、垂直）水平—城域网、接入网、用户驻地网垂直—业务网、承载网、传送网2004-6-16信息产业部电信研究院4城域网概述技术的多样性和不确定性承载网IP网(路由器+三层交换机等)IP+ATM以太网(IPoverEthernet)传送网WDM(CWDM、DWDM)SDH，MSTPRPR层间功能的模糊化（正确/错误？？）2004-6-16信息产业部电信研究院52.城域网存在的技术问题过渡时期业务的杂乱性，TDM不是发展的技术方向，但占据电信收入的大头，需要加以考虑，影响城域网的发展方向的确定；过渡时期对新业务监管不能及时到位，新业务发展中存在诸多不确定因素，影响城域网的发展方向的确定；不同运营商拥有资源的不对等，过渡时期技术的多样性、不确定性，和技术观点的离散性，影响城域网的发展方向的确定；2004-6-16信息产业部电信研究院6城域网存在的技术问题投入最大，问题、困难最多，运营商最为关注、最急于解决，发展方向至今不明。服务质量问题安全问题（接入论证、信任关系等）面向连结与不面向连结业务汇集点及业务控制问题商业模型问题2004-6-16信息产业部电信研究院7二.城域网的走向2004-6-16信息产业部电信研究院81.运营商对城域网走向的一些考虑不同电信运营商因其掌控的资源不同对城域网的考虑是不同的，总的原则是充分利用“存量资源”，有效使用“增量资本”使新增资金效应最优化；网络综合化/最简化，减少网络种类，降低运维成本；电信运营商会从符合技术的发展趋势，符合有利于技术演进来考虑目前使用的城域网技术。但是城域网的走向则应该是确定的。2004-6-16信息产业部电信研究院92.TDM影响城域网的走向下一代城域网要求能综合宽带、窄带、实时、非实时业务；TDM资源调度困难，难以综合宽带、窄带业务；TDM对于具有突发特征的非实时业务不是最佳的。TDM不是下一代城域网技术方向。TDM的大量存在，基于TDM技术的传统电话是电信运营商业务收入的主体，TDM影响城域网技术的走向。2004-6-16信息产业部电信研究院103.业务的多样化和综合化趋势业务的多样化是运营商商业运作的需要，也是社会信息化导致的用户需求；业务的综合化是技术发展的必然产物，多媒体业务是下一代网的主流业务。2004-6-16信息产业部电信研究院114.业务的全IP趋势实时业务IP电话是突破。表明电话业务分组化技术可行、商业上也可行；视讯业务的全IP化已成定局；实时业务的全IP化已无障碍，商业运作已接受；非实时业务非实时业务已完全IP化宽带业务与窄带业务的融合目前只有分组技术能适配2004-6-16信息产业部电信研究院125.业务的全IP化决定城域网发展走向网络是用于承载业务的，业务的走向决定网络的发展走向；网络与业务的适配将能最大限度发挥网络优势，城域网走向将是IP网；2004-6-16信息产业部电信研究院136.城域网走向业务的全IP化决定城域网最终走向将是IP城域网。安全问题、服务质量问题、商业模型、业务综合能力最优化问题等都是下一代城域网中必须考虑，必须解决的。2004-6-16信息产业部电信研究院14三.城域网现有技术及其发展方向2004-6-16信息产业部电信研究院151.城域传送网技术传送网的主要作用是为承载网提供可靠的数据专线光纤WDM(CWDM、DWDM)SDHRPRMSTPGFT2004-6-16信息产业部电信研究院16(1)常用的城域传送网技术光纤WDM(CWDM、DWDM)SDHRPR等2004-6-16信息产业部电信研究院17（2）基于MSTP的城域网技术传统电信运营商还拥有大量TDM资源，传统电话在国内大部地区还是业务收入的主体；MSTP的定位很关键，是定位为传送网，还是定位为业务承载网，基于SDH的MSTP将是今后几年城域传送网建设的重点基于SDH的MSTP是对传统的SDH设备进行了改进，在SDH帧格式中提供不同颗粒的多种业务、多种协议的接入、汇聚和传输能力，是目前城域传送网最主要的实现方式之一。2004-6-16信息产业部电信研究院18基于MSTP的城域网技术第一代MSTP技术是将以太网信号直接映射到SDH的虚容器(VC)中，进行点到点传送；提供以太网透传租线业务，业务粒度受限于VC，一般最小为2Mbps，不能提供不同以太网业务的QoS区分，不提供流量控制；不提供多个以太网业务流的统计复用和带宽共享；保护完全基于SDH，不提供以太网业务层的保护。2004-6-16信息产业部电信研究院19基于MSTP的城域网技术第二代MSTP技术是在一个或多个用户以太网接口与一个或多个独立的基于SDH虚容器的点对点链路之间，实现基于以太网链路层的数据帧交换。第二代MSTP可提供基于802.3x的流量控制、多用户隔离和VLAN划分、基于STP的以太网业务层保护、基于802.1p的优先级转发。2004-6-16信息产业部电信研究院20基于MSTP的城域网技术第二代MSTP也有一些缺点：不能提供良好的QoS支持，无法很好的取代利润丰厚的租线业务；基于STP的业务层保护时间太慢；业务带宽粒度也受限于VC，一般最小为2Mbps；VLAN的4096地址空间使其在主干节点的扩展能力很受限制，不适合大型城域公网应用；节点处在环上不同位置时，其业务的接入是不公平的；MAC地址的学习/维护以及MAC地址表影响系统性能；基于802.3x的流量控制只是针对点到点链路；多用户/业务的带宽共享是对本地接口而言，还不能对整个环业务进行共享。2004-6-16信息产业部电信研究院21基于MSTP的城域网技术第三代MSTP技术的主要特征是引入了中间的智能适配层（1.5层）、采用GFP高速封装协议、支持VC虚级联和链路容量自动调整（LCAS）机制，因此可支持多点到多点的连接、具有可扩展性、支持用户隔离和带宽共享、支持QoS、SLA增强、阻塞控制以及公平接入。2004-6-16信息产业部电信研究院22基于MSTP的城域网技术智能适配层：以太网新业务的QoS要求推动着MSTP向第三代发展。从第一和第二代MSTP的以太网业务支持上看，不能支持良好QoS的一个主要原因是现有以太网技术是无连接的，尚没有足够的QoS处理能力。为了能将真正的QoS引入以太网业务，需要在以太网和SDH间引入一个中间的智能适配层来处理以太网业务的QoS要求；从目前的技术发展来看，该中间层主要有两种，分别是多协议标签交换（MPLS）和弹性分组环（RPR）2004-6-16信息产业部电信研究院23基于MSTP的城域网技术通用成帧规程（GFP）：GFP是一种先进的数据信号适配、映射技术，可以透明地将上层的各种数据信号封装为可以在SDH/OTN传输网络中有效传输的信号；GFP有2类映射方式，即帧映射(GFP-F)和透明映射(GFP-T)。GFP吸收了ATM信元定界技术，数据承载效率不受流量模式的影响，同时具有更高的数据封装效率，它还支持灵活的头信息扩展机制来适配各种传输。2004-6-16信息产业部电信研究院24基于MSTP的城域网技术VC虚级联和LCAS：虚级联的主要优势是仅要求通道两端的设备支持虚级联并且可大量节省传输带宽，因此为SDH传送网提供了一种更加灵活的通道容量组织方式，以更好的满足数据业务的传输；链路容量自动调整（LCAS）机制：为了满足带宽需求，在VC虚级联的源和宿适配功能之间提供一种无损伤的增加/减少线路容量的控制机制，它也可将部分失效链路移出。因此，在LACS技术的支持下，SDH网络可根据业务流量模式对所分配的虚容器传输带宽进行动态调整而不中断业务。2004-6-16信息产业部电信研究院25基于MSTP的城域网技术具有二层交换的MSTP技术在城域传送网的汇聚和接入层用途较广，主要完成大量的TDM和以太网业务的收集和汇聚功能；内嵌RPR功能的MSTP技术主要应用于城域传送网的汇聚层，通过RPR来实现带宽分配和拥塞控制，该技术并为多种业务提供不同层次的环网保护能力。2004-6-16信息产业部电信研究院26基于MSTP的城域网技术近期，我国电信运营商的盈利业务大部分是TDM业务，因此基于SDH的MSTP设备的应用和发展潜力巨大，使用范围广泛，在未来二、三年内仍将在城域光传送网的建设中占据主导地位，并且市场应用需求更多的集中在城域光传送网的汇聚层和接入层。2004-6-16信息产业部电信研究院27（3）GFT技术三种基本的数据传输技术分析桥接（Bridging）–由IEEE802.1工作组进行标准化的工作；–即插即用（Plug-and-Play），故管理简单；–效率低且缺乏快速保护机制2004-6-16信息产业部电信研究院28GFT技术路由（Routing）–主要是由IETF进行标准化的工作–有效且相对简单–缺乏快速保护机制和有效且简单的Qos支持–不具备即插即用的特性(noplug-and-playfeatures)交换（Switching）–以ATM技术与MPLS技术为代表的技术–有效、Qos支持、可以实现快速保护–连结建立、拆除和维持通信过程复杂–不具备即插即用的特性(noplug-and-playfeatures)2004-6-16信息产业部电信研究院29桥接技术（BridgingTechnology）BridgeRelayMACMACMACBridgeRelayMACMACMACBridgeRelayMACMACMACBridgeRelayMACMACMACBridgeRelayMACMACMACBlocked优点•简单•即插即用（Plug-and-Play），Littlesetuprequired缺点•由于在网络中存在无用的链路，故其效率低下•在运营商节点设备或用户节点设备处都缺乏二层拓扑图2004-6-16信息产业部电信研究院30路由技术（RoutingTechnology）优点•有效使用网络资源缺点•缺乏用户分离（拓扑结构）特性•将它用于传送网则缺乏即插即用（Plug-and-Play）•在当前传送网中，没有采用路由技术RoutingEngineMACMACMACRoutingEngineMACMACMACRoutingEngineMACMACMACRoutingEngineMACMACMACRoutingEngineMACMACMAC2004-6-16信息产业部电信研究院31交换技术（SwitchingTechnology）优点•有效使用网络资源•有效的Qos支持缺点•缺乏即插即用（Plug-and-Play）•很高的运行代价LabelLookup/SwitchMACMACMACLabelLookup/SwitchMACMACMACLabelLookup/SwitchMACMACMACLabelLookup/SwitchMACMACMACLabelLookup/SwitchMACMACMAC在第二层（layer-2）内，所有这三种基本技术是互斥的，这些技术之间的平滑迁移是不可能的。2004-6-16信息产业部电信研究院32GFT概述问题的提出技术的困惑–上述三种基本的数据传输技术是互斥的，在一个给定的网络中只能使用一种技术；–业务提供者必须选择三种基本的数据传输技术的一种来满足现在和将来业务的需要；–在这三种基本的数据传输技术要实现相互转移意味着同时整个网络要进行升级2004-6-16信息产业部电信研究院33GFT概述基本概念GFT–通用传输帧（GenericFrameTransport）GFT提供一种有效、简单数据帧格式简单(Simple):具有即插即用能力（Plug-and-Playcapab