建设新一代宽带IP城域网

2019-11-03 09:04:13

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供稿：网友

网通

　　目前，宽带ip城域网在中国已经初具规模，越来越多的用户已经认识到宽带网的好处，宽带接入成为用户的首要接入方式。中国电信、中国网通、中国联通等运营商根据其自身的用户发展情况，在中国的许多地市都建成了其自己的宽带IP城域网。

　　目前的宽带IP城域网，其网络结构可以分为四层：核心层、汇聚层、小区层和楼宇层。核心层和汇聚层可以泛指为城域网的骨干，其建设由运营商负责；小区层和楼宇层泛指为接入网，其建设可以由运营商，也可以由其它机构负责。考虑到网络的扩展性和稳定性，在网络骨干中一般采用路由技术，而交换只发生在接入网部分，用户的以太网数据流在网络汇聚层转变为路由方式进行传送。在设备的选型上，骨干路由设备主要为路由器和高端的路由交换机，接入网设备主要为ADSL Modem、DSLAM和二层以台网交换机。目前的宽带IP城域网典型组网方式如下：

　　问题

　　此种城域网组网方式很好地解决了数据包快速转发问题，但是它并没有很好地解决如下问题：

　　● 缺少传输业务和数据业务的融合

　　以上城域网组网方案采用Ethernet over Fiber方式，设备之间的互连通过裸光纤。在距离足够的情况下，光纤的作用只是连接两个节点，每一对光纤上的数据流带宽仅为1Gbps；并且当光纤出现故障的情况下，数据流不能实现备份。

　　§用户群体单一，更多面向住宅用户，缺少企业用户

　　目前通过802.1p、IntServ、DiffServ等技术，单纯路由的宽带IP网还只能实现简单的CoS，还不能够实现复杂的QoS。但是简单的CoS保障并不能够满足企业用户的需要，企业用户需要的是能够有服务质量保证的网络。因此，目前的宽带IP城域网的主要用户还是普通的住宅用户，而企业用户大多还是选择SDH、DDN、ATM、Frame Relay等方法联网。

　　● 缺少多业务的提供，只能完成Internet接入

　　目前宽带IP城域网提供的业务还主要是Internet接入业务，网络业务比较单一。由于没有很好的QoS保障和考虑到网络扩展性因素，多媒体业务和VPN业务发展比较缓慢。

　　● 缺少对不同级别用户管理和计费的手段

　　对于路由器、路由交换机等设备而言，其处理对象为每一个IP数据包，对于这些设备来说并没有“用户”的概念。路由器、路由交换机根据每一个IP包中的目的IP地址进行数据包的转发，他们并不关心这些数据包是由哪一个用户发出的，根据不同的用户需求，数据包的处理应该有什么不同。目前对于ADSL用户来讲，通过PPPoE拨号可以进行用户的认证、计费，但是对于以太网用户，由于BRAS数量的限制以及投资的问题，还不能够为以太网用户提供经济的认证方案。

　　● 缺少先进的用户隔离手段

　　通过VLAN可以进行用户的隔离，但是由于VLAN数量的限制，我们不能将VLAN划分得很细。VLAN Stack可以扩展VLAN的数来，但是由于其业务实现比较复杂，并且各厂家之间在互通方面存在问题，因此其实现并不广泛。

　　10G以太网、CWDM(疏分波分复用)和Split-MLT可以在一定程度上对目前的城域网进行优化。 WDM(Wave Division Multiplex波分复用)是一个崭新的技术，它通过在一根光纤上传送不同波长的光波来扩展网络带宽。通过在路由交换机上支持CWDM模块，可以将数据网络和光网络进行更好的融合，以节省投资，增加带宽和提高网络可靠性。如北电网络的Passport 8600路由交换机支持CWDM(Coarse Wave Division Multiplex)应用，它由Coarse WDM GBIC、8-Port/4-Port Multiplex/De-multiplex(OMUX)、1 Lambda Optical Add Drop Multiplex(OADM)三部分组成。Passport 8600 CWDM GBIC是标准的GBIC模块，在大小、信号、功率等方面都与标准的GBIC模块一样，它可以插进交换机通用的GBIC插槽中。Passport 8600具有8种彩色波长的GBIC模块，其波长范围为1470nm到1610nm。Passport 8600 CWDM OMUX模块为一无源器件，它可以被安装在标准的19英寸机架中。OMUX可以在光纤中复用或者解复用4个或者8个光波信道。Passport 8600 CWDM OADM模块为一无源的，可以扩展的光复用/解复用器，它可以从光纤中增加或者卸载所需要的特定的波长，而让其它波长的波透明通过。 MLT(Multi-Link Trunk)技术可以将多个链路捆绑在一起，在提高可靠性的同时，大大增加了链路的中继带宽。一般来讲MLT是在两台交换机之间进行配置。但是当多台交换机存在时，此时链路的故障需要网络重新进行Spanning Tree的计算以进行恢复，这大约需要花费几十秒钟的时间；而若在三层进行保护，则所耗费的时间会更长。Split-MLT功能将MLT延伸到多台交换机之间，此时当一条链路出现故障时，数据流可以在1秒钟之内自动转换到另外一条链路上。此种技术特别适合于解决由于VLAN配置限制所不能够解决的BRAS之间的备份问题。

　　传统网络改造

　　通过10G以太网、CWDM和Split-MLT技术所实现的传统城域网网络结构的改进如下图所示(MSTP Ring在网络中起到数据收集的作用，本文不做详细阐述)：

　　城域网络虽然在网络带宽、可靠性方面做了一些改进，但是其没有QoS保障、业务单一、没有为企业用户量身定做网络的特点并没有变，因此我们可以说改进的网络的本质并没有变，它实际上还是主要以普通住宅用户为服务对象，网络业务还主要是Internet接入业务。

　　为了解决以上城域网的不足，解决方案以MPLS技术为核心，通过MPLS Layer2 VPN解决方案为企业用户提供Any-to-Any的网络连接方式，基于MPLS的服务质量保证了企业用户的需要。

　　在OE V2中，MPLS的作用为：

　　● 通过显示路由可以很容易地完成IP流的流量工程

　　● 提供ATM-like QoS

　　● 通过提供控制标记隧道机制完成虚拟专用网络(VPN)

　　基于MPLS的VPN可以分为MPLS Layer 3 VPN和MPLS Layer 2 VPN。对于MPLS Layer 3 VPN来讲，用户节点从ISP接受IP层服务，Customer Edge(CE)与PRovider Edge(PE)在数据链路层和IP层相邻，PE基于IP报头转发数据包，CE视PE为路由器，即运营商网络中的设备(PE)需要参与用户的路由工作。正是由于运营商的设备需要参与用户的路由，因此如何解决MPLS Layer 3 VPN的扩展性问题是每个运营商所面临的非常棘手的问题。对于MPLS Layer 2 VPN来讲，用户节点从ISP接受数据链路层(Layer2)服务，Customer Edge(CE)与Provider Edge(PE)在数据链路层，而不是IP层相邻，PE基于数据包的数据链路层报头，如FR DLCI或者802.1q VLAN标记进行数据包的转发，CE视PE为第二层设备。由于MPLS Layer 2 VPN的解决方案，运营商的设备PE不需要参与用户的路由工作，因此运营商在提供VPN业务时，其网络扩展性得到了很大的改善。

　　建立一个可持续盈利的新一代宽带IP城域网，它以提供更具有扩展性的MPLS Layer 2 VPN业务为核心，通过丰富的QoS保障措施保证宽带IP城域网络在提供Internet访问的同时，更加适合企业用户的需要。另外，OE Version II Any-to-Any的数据流访问方式更加适合于企业内部管理需要的同时，简化了运营商开通VPN业务的成本。

----《通信产业报》