萬兆城域網

城域網的典型套用是寬頻城域網，就是在城市範圍內，以IP和ATM電信技術為基礎，以光纖作為傳輸媒介，集數據、語音、視頻服務於一體的高頻寬、多功能、多業務接入的的多媒體通信網路。寬頻城域網的發展經歷了一個漫長的時期，從傳統的語音業務到圖像和視頻業務，從基礎的視聽服務到各種各樣的增值業務，從64 kb/s的基礎服務到2500Mb/s、10000Mb/s等的租線業務。隨著技術的發展和需求的不斷增加，業務的種類也不斷發展和變化著。萬兆城域網是指數據傳輸速度達到10000Mb/s的城域網。

基本介紹

• 中文名：萬兆城域網
• 外文名：Mega metropolitan area network
• 分類：計算機 網路
• 典型：寬頻城域網
• 特點：數據傳輸速度達到了10000Mb/s
• 類似：區域網路 廣域網
• 層次：核心層 匯聚層 接入層

簡介

城域網的典型套用是寬頻城域網，就是在城市範圍內，以IP和ATM電信技術為基礎，以光纖作為傳輸媒介，集數據、語音、視頻服務於一體的高頻寬、多功能、多業務接入的的多媒體通信網路。

寬頻城域網能滿足政府機構、金融保險、大中國小校、公司企業等單位對高速率、高質量數據通信業務日益旺盛的需求，特別是快速發展起來的網際網路用戶群對寬頻高速上網的需求。

寬頻城域網的發展經歷了一個漫長的時期，從傳統的語音業務到圖像和視頻業務，從基礎的視聽服務到各種各樣的增值業務，從64 kb/s的基礎服務到2.5Gb/s、10Gb/s等的租線業務。隨著技術的發展和需求的不斷增加，業務的種類也不斷發展和變化著。

萬兆城域網是指數據傳輸速度達到了10000Mb/s的城域網。

區別

區域網路或廣域網通常是為了一個單位或系統服務的，而城域網則是為整個城市而不是為某個特定的部門服務的。

建設區域網路或廣域網包括資源子網和通信子網兩個方面，而城域網的建設主要集中在通信子網上，其中也包含兩個方面：

一是城市骨幹網，它與中國的骨幹網相連。

二是城市接入網，它把本地所有的聯網用戶與城市骨幹網相連。

組成

萬兆城域網路分為3個層次：核心層、匯聚層和接入層：

核心層主要提供高頻寬的業務承載和傳輸，完成和已有網路(如ATM、FR、DDN、IP網路)的互聯互通，其特徵為寬頻傳輸和高速調度。

匯聚層的主要功能是給業務接入節點提供用戶業務數據的匯聚和分發處理，同時要實現業務的服務等級分類。

接入層利用多種接入技術，進行頻寬和業務分配，實現用戶的接入，接入節點設備完成多業務的復用和傳輸。

現有技術

寬頻城域網是為滿足網路接入層的頻寬大幅度增長的需求而建立的，主要針對數據及多媒體業務。在地理範圍上局限於城市內部（類似於電話交換網的各本地網）；在技術上綜合採用了各種廣域網技術（IP over ATM、IP over SDH、IP/MPLS、ATM/MPLS等）、區域網路技術（乙太網技術：10Mb/s、100Mb/s、1000Mb/s、VAN等）、LMDS等；在工作層面上，它既不是區域網路在地理範圍上的簡單擴大，也不是廣域網在規模、地理範圍上的縮小，而是兩者巧妙、科學、合理地綜合套用（取長補短地融合以及互動使用）；在傳輸媒質上，主要採用光纖、銅線、同軸電纜、5類UTP電纜、微波以及它們的綜合等；在接入方式上主要採用乙太網、xDSL、DDN、FR、LMDS、ATM、擴頻微波等。

特點

傳輸速率

城域網採用大容量的Packet Over SDH傳輸技術，為高速路由和交換提供傳輸保障。千兆乙太網技術在寬頻城域網中的廣泛套用，使骨幹路由器的連線埠能高速有效地擴展到分布層交換機上。光纖、網線到用戶桌面，使數據傳輸速度達到10000Mb/s。

簡單投入少

城域網用戶端設備便宜而且普及，可以使用路由器、HUB甚至普通的網卡。用戶只需將光纖、網線進行適當連線，並簡單配置用戶網卡或路由器的相關參數即可接入城域網。個人用戶只要在自己的電腦上安裝一塊乙太網卡，將寬頻城域網的接口插入網卡就聯網了。安裝過程和以前的電話一樣，只不過網線代替了電話線，電腦代替了電話機。

技術先進

技術上為用戶提供了高度安全的服務保障。城域網在網路中提供了第二層的VLAN隔離，使安全性得到保障。由於VLAN的安全性，只有在用戶區域網路內的計算機才能互相訪問，非用戶區域網路內的計算機都無法通過非正常途徑訪問用戶的計算機。如果要從網外訪問，則必須通過正常的路由和安全體系。因此黑客若想利用底層的漏洞進行破壞是不可能的。虛擬撥號的普通用戶通過寬頻接入伺服器上網，經過賬號和密碼的驗證才可以上網，用戶可以非常方便地自行控制上網時間和地點。

直連技術

光纖直連技術是指乙太網交換機、路由器、ATM交換機等IP城域網網路設備直接通過光纖相連。嚴格來說這並不是一種城域傳輸方案，但由於在IP城域網中已經採用了很多光纖直連的方案，所以我們在這裡把光纖直連作為一種傳輸技術來介紹。

IP城域網設備的光接口以點對點方式直連，業務接入設備也通過光纖與骨幹設備直接連線。光纖直連技術捨棄了傳輸設備，方案簡單，成本低廉，但有比較明顯的缺點：首先，由於沒有傳輸層，光纖質量、性能監測和保護等無法實現。

其次，光纖利用率較低，浪費嚴重，每兩個業務接入點需要一對光纖，一個業務接點如果與其他業務接點都有業務互通，光纖數量呈階乘增長。最後，業務連線埠壓力大。每加入一個新節點，交換機或路由器等IP城域網設備就需增加一個接入連線埠。因此，這種方式只適用於節點數不是很多或節點距離比較近的區域網路等場合。

傳送平台

由於SDH/SONET已經占了傳輸網路非常大的份額，必然會在以數據通信為代表的IP城域網中發揮重要作用。基於技術成熟性、可靠性和總體成本等方面的綜合考慮，以SDH/SONET為基礎的多業務解決方案仍將在可預見的未來扮演重要的角色，這一點在城域網套用領域顯得尤為突出。

SDH/SONET環路在網路性能監視、故障恢復及可靠性方面有著得天獨厚的優勢，非常適合時間敏感型語音業務的需求，同時滿足電信級別的高性能要求。然而，SDH/SONET又是一個以複雜的集中式供應和有限的擴展性為特徵的體系結構，難以處理以突發性和不平衡性為特點的IP業務。

SDH/SONET技術本身也在不斷發展，SDH/SONET技術的特有優勢將在內繼續得以保持，它將繼續在高低端領域以及在支持異步傳輸模式(ATM)、IP和乙太網透明傳輸等方面發揮潛力。

改造後的SDH/SONET的功能模組，先由各個業務接口模組將多種業務適配映射至不同的VC，然後通過高低階的交叉矩陣進行調配，實現支路到支路，支路到線路，線路到線路的全交叉連線。實際上，改造後的SDH/SONET設備早已突破了以往ADM的模式，支路和線路已無速率上的分別，而只是根據業務的流向來定義了。在新一代SDH/SONET的平台上還可以加裝合波器、分波器、波長變換器等以支持DWDM的套用。

改造後的SDH/SONET又稱作多業務傳送平台(MSTP)。在這個平台上，TDM業務、ATM業務、IP業務都可以接入，並且能高效傳輸；更進一步，3種業務還可以進行交叉和交換。因此多業務傳送平台(MSTP)的優勢是非常明顯的，既能夠兼容大量套用的TDM業務，又可以滿足日益增長的數據業務(IP、ATM)的要求，同時採用了目前最為成熟的SDH組網和保護技術。

MSTP技術是一種折衷的方案，它較好地解決了運營商既需要傳輸TDM業務，又需要處理數據業務時的矛盾，它也是運營商在已有大量SDH設備安裝運行的情況下，對自身網路進行演進，為用戶提供新興業務的較好選擇。但是，如果在處理大量或純粹的IP業務時，MSTP也存在著不能動態、公平分配頻寬等缺陷。

未來技術展望

積極引入SDN，提升流量靈活調度能力

流量調度平台試點引入SDN 的流量控制機制，平台與與城域網均採用 100G 鏈路進行連線；城域網間流量由省內流量調度平台轉發；在平台上引入 SDN 控制器，探索採用 SDN 進行流量控制的機制及相應發策略， 試點流量引導效果及對業務的快速保障策略。

保障業務可靠性技術

對城域網來講， 確保業務可靠性的最終目的就是為了保障網路系統承載力的可靠性。 其中 IP 網路的可靠性是依靠設備冗餘、拓撲、故障的快速檢測來實現的。 接入層的可控制設備不僅承載了流量的轉發和控制這兩大功能， 還負責對各部門中的用戶進行管理， 是確保業務可靠性的一個關鍵性的技術。 由此可以推斷出，接入控制設備本身的可靠性是確保城域網中業務可靠性重要的基礎， 其主要是藉助跨機箱的無縫熱備技術實現該目標的。 針對扁平化結構與三層結構在實際套用過程中所表現出來的差異性， 廣東省內的城域網可以採用對不同網路結構進行最佳化的方式， 在超大城域網和大型城域網的發展中，有關部門可以對三層結構模式進行套用，在中小型城域網中，有關部門可以對扁平化的系統架構進行套用。

視頻承載的最佳化技術

因為視頻業務本身具有高寬頻、用戶體驗敏感、長連線等其他特點，這使得其在開展一些大規模的視頻業務時，對城域網容量和承載力都會是一個考驗。 因此，在對超寬頻城域網中的視頻承載技術進行最佳化時， 需要以解決視頻體驗提升、故障的快速定位、視頻直播業務的承載力等問題為重點。城域網架構需支撐百兆寬頻普及 4K 視頻業務發展，構建大容量、高質量的綜合承載網路。 因此需簡化網路結構，城域網目標架構扁平化調整，規劃期取消匯聚層。以提升時延、抖動等網路質量指標；減少網路運行維護成本；提升網路安全性。 對出口節點的拓展，可以讓城域網技術在對省內的發展需求進行滿足的基礎上， 為視頻承載技術的最佳化提供一定的幫助。