宽带IP城域网解决方案

tian7163

摘要：本文全面的阐述了宽带IP城域网的定义,IP组网技术在宽带IP城域网中的应用，着重分析了襄樊铁通宽带IP城域网建设方案。
关键词：IP  组网技术 城域网 铁通
前言
IP技术为代表的宽带数据通信业务的迅速崛起，使得新老电信运营商在宽带IP网络的建设上基本都站在同一起跑线上，纷纷斥巨资构造面向未来的宽带网络。目前宽带骨干网上的ATM与IP之争已经随着大部分运营商国家宽带骨干网建设的完成而结束了，作为国家宽带骨干网竞争的延续，竞争的焦点集中到宽带城域网和宽带接入网方面了。应该说，是用户对宽带多媒体业务的需求和数据网络自身发展的需要促使了宽带IP城域网建设与运营的发展，而出口速率的拓宽和骨干网络的宽带化也为城域网的建设提供了条件。
一、宽带IP城域网的概念及特点
宽带IP城域网（MAN）是由计算机网络演化而来，但以往的许多经验不能原封不动地应用于宽带IP城域网。
宽带IP城域网是数据骨干网和长途电话网在城域范围内的业务延伸和区域覆盖，它以宽带光传输为开放平台，通过各类网关实现话音、数据、图像、多媒体、IP和各种增值业务及智能业务的接入，并与各运营商的长途网和PSTN互通的本地综合业务网络。因此可以认为宽带IP城域网最大的特点是宽带。
二、宽带IP城域网的组网技术
宽带IP城域网的技术选择城域网骨干方案有SDH、POS、ATM、GigabitEthernet、IP＋WDM或IP＋DWDM、RPR等。一直以来，IP网络缺乏电信级的可靠性和服务质量保证（QoS），所以ATM／SDH是必不可少的，但是ATM却存在价格昂贵、传输效率低、带宽可伸缩性差等问题。
GigabitEthernet在过去的两年时间里已经完全成熟，许多城域网都采用了GigabitEthernet技术来组建。
IP／WDM或IP／DWDM网络技术的出现使得新建和待建的城域网系统有了理想的平台。RPR是新一代的传输技术，它是一种包优化的光传输解决方案。RPR将IP路由的带宽效率、业务能力与光纤环丰富的带宽及自愈能力相结合，可支撑多种业务类型和基于LAN、MAN、WAN的低成本应用。它将是新一代IP宽带城域网络的主流技术。
三、宽带 IP城域网建设方案
目前，宽带IP城域网骨干网络建设的技术方案可以分成三类，一个是ATM多业务平台系统；另一个是纯IP网络平台；还有一个就是IP多业务平台系统。
1．ATM多业务平台系统
利用ATM交换机建设ATM城域网多业务平台系统存在两种方式，一种是全部采用ATM交换机和复用设备，即所谓的纯ATM体制。另一种是仅在城域网的接入部分采用以太网交换机，其它部分采用ATM设备，即所谓ATM+IP体制。由于在城域网中要提供非常多的以太网端口，直接由ATM设备来提供，成本太高。而采用ATM+IP方式的话，则既可减低成本同时又可方便管理，提供多业务能力。但即使是ATM+IP方式，它仍然存在IP Over ATM网络方案的弊病，如对于大量的WWW浏览、FTP、E-mail等Internet业务，依然存在传输效率低、不能实现分布式路由等缺点。不过一旦MPLS技术在ATM网络上可以大规模使用的话，就可以较好的解决这些问题。
2．纯IP网络系统
纯IP网络系统主要是以提供IP业务为主，采用了IP Over Fiber技术。尽管IP Over DWDM已经成为广域IP骨干网的主流技术，但在城域范围内，IP在光纤传输方面仍存在不同的传输格式的争议。目前发展纯IP城域网的骨干光传输平台存在以下几种方案。
（1）高速LAN交换机方案
这种方案主要是利用千兆以太网技术在城域构建纯IP的网络平台。它以高速LAN交换机(同时支撑第2层和第3层)为核心，中继采用市内光纤或传输连接，完全采用GE方式组网。其主要优点是组网简单、低成本、可以和现有的以太网实现无缝连接。这种方案最大的问题在于单链路的最高传输带宽相当于POS和DPT的一半。而稀疏波分复用系统CWDM技术和已商品化的万兆以太网技术，将是在城域解决这个问题以及提高千兆以太网带宽扩充能力的有效方法。
（2）高速路由器方案
这种方案以高速路由器为核心在城域构建纯IP的网络平台。它以GE方式组网为主，POS连接为辅，中继采用市内光纤或传输连接。这种方式性能较佳，但投资较大。这主要是高速路由器价格相对较高，同时考虑到虚拟拨号(PPPOE)不能传透城域网的IP网络层，使得宽带接入服务器要采用分布式接入方案，这些都导致该方案在初期投资会较大。
（3）DPT方案
这种方案采用了优化的动态分组传送技术，吸取当前SONET/SDH的优点，克服其缺点，把充分利用带宽、IP的丰富功能以及光环自愈等有效结合起来，在现有光纤网络上提供最经济与有效的服务。
目前许多大的硬件厂商都在积极推出城域网弹性分组环(RPR)的概念，RPR即指通过GE帧格式实现对保护环带宽的合理利用和高效的网络管理。Cisco的DPT是另一个RPR的提交方案，作为包优化的光传输解决方案，它的优势主要体现在网络建设与应用的经济核算中。
由于DPT技术方案还不是标准，主要是Cisco的路由器支撑，存在价格高，带宽成本较高的缺点。目前在城域网中构建纯IP网络平台的应用范围没有前面两种方案普及。
3．IP多业务平台系统
目前网络市场上的城域网IP多业务平台构建主要分两种，一种是Metro-DWDM方案，另一种是MSPP方案。
（1）Metro-DWDM
Metro_DWDM是指城域范围的IP Over DWDM系统，它综合性能较好，但成本的因素会制约其大范围的应用。它有两种发展方式。一种是通过采用CWDM技术，解决DWDM设备在城域网内的成本问题；另一种是应用波长路由交换机(全光交换机)，避免目前城域网存在着的大量电路交换设备浪费问题。Metro-DWDM核心技术是基于GE的分帧方法和自愈恢复办法。
（2）MSPP
MSPP具有丰富的多业务提供能力，可以提供较好的TDM业务传输和QoS保证。此外MSPP还应具有提供快速灵活服务的能力的，这样不仅可提高服务提供商在加入、移动、删除新用户方面的灵活性，而且服务开通时间由于其平台的集成性而得到的缩减，极大地提高了SDH传输系统对多业务流的传输效率，并为运营商节省大量的投资成本。
四、襄樊铁通宽带IP城域网建设方案分析
1．襄樊市概述
襄樊市是湖北省仅次于武汉的第二大经济强市，素有“汽车城”“纺织城”的美誉，同时该市还是铁路的一个重要枢纽，是鄂西北商业重镇。市区现有大、中型商业企业106个，科研院所291家，高新技术企业78家，各类院校3087所。因此，有着很好的用户群体和用户资源。
2．襄樊铁通IP网络现状
襄樊铁通自2001年11月开展宽带互联网业务以来，已发展宽带用户800余户，在整个襄樊市区及周边县市建立IP网络接入节点20余个，均采用点对点方式和中心节点互联，组成一个星型网络。既有IP网络存在以下明显不足：
        节点分布少，不便于业务开展。
        网络扩展性差，通道资源浪费严重，网络结构不合理。
        骨干设备与用户接入设备之间没有汇聚设备，不利于大规模地开展业务，不适于运营商的业务发展需要。
3．城域网的建设目标
根据业务的需求及既有网络资源，襄樊宽带IP城域网的建设需要达到以下目标：
        形成完整的结构灵活的层次化的城域基础网络结构，有利于灵活独立开展多种业务。
        以宽带业务为核心，发展宽带接入和宽带服务（ADSL/VDSL/以太网接入/2M以上专线），同时，兼顾窄带业务的发展，以Modem拨号接入的方式形成广泛的业务覆盖。
        建立有QOS和安全保证的、可靠的骨干网络。
        实现业务细分，客户细分，市场细分，产品捆绑。
        节省投资，快速提供业务，实现分步投资滚动发展。
        结构模块化，易于扩展。
本次建设着重构建襄樊市城域数据网络，初期布署能满足近期业务发展需要的网络设备，远期随着业务的发展可以将其布署到网络边缘，为今后城域网的扩展打好基础。
4．城域网的网络结构分析及设备选型

襄樊宽带IP城域网整体网络结构采用环形拓扑，根据光纤布放的情况，从中心节点出发分别构建两个环，GE环一由中心节点、A1节点、A2节点、A3节点四个节点构成，GE环二由中心节点、B1节点、B2节点三个节点构成，随着业务的发展，GE环二可增加新的节点，保证两个环的流量负载均衡。
襄樊宽带IP城域网采用高速LAN交换机方案，网络从层次结构上来说，仍然分为三层，骨干层为中心节点，采用思科企业的Catalyst 4507R，负责襄樊城域范围内的流量汇聚及转发，并布署本地接入设备Catalyst 2950作为网管服务器等设备的接入；汇聚层节点包括A1、A2、A3、B1、B2节点，采用Catalyst 3550作为转发设备，并下连Cisco2621xm和Catalyst 2950设备，Cisco2621xm主要用来隔离汇聚层及接入层的广播，同时发挥其多业务接入能力，接入语音、VPN、专线等多种用户业务，二层交换机Catalyst 2950主要用来收集本地的FE专线用户，同时也承担收集DSLAM流量的功能。
采用该网络结构具有如下优点：
        性价比高。本网络在投资最小化的情况下，达到了最大的网络覆盖范围，网络骨干带宽达到GE。
        充分体现了骨干高速转发、接入多样化的设计思想，在GE环上的Catalyst 3550由于通过接入路由器Cisco2621隔断了广播域，因此，该设备可不承担路由功能，专职包的快速转发，路由功能由骨干设备Catalyst 4507及Cisco 2621承担，同时在接入设备上，可根据用户特点，细分业务，提供VPN、IP专线、语音、内容、宽窄带接入等多种业务。
        网络具有很强的冗余特性。通过环形的结构，并在二层环网内，启用RSTP协议，能保证系统的快速自愈能力。
        具有很强的可管理性。
        扩展性强。环形的结构可保证网络扩展升级时，对业务能够最大限度的保护。
结束语
作为一个新运营商，建成面向宽带业务、扩展性强、调度能力强、网管统一的城域网是铁通宽带IP城域网建设的目标，城域网的建设可根据城市规模、业务类型、用户分布等情况选用相应的城域网技术，并允许多技术共存于城域网系统中。铁通宽带IP城域网应加强网管系统的建设，实现灵活电路调度和管理，实现可运营，可管理，可扩展，可赢利的建设目标。