城域网传输技术发展

    作者：张建铭

    动力源充足

    城域网的发展，是近年来随着电信消费的不断增长发展起来的。

    而城域网主要所指得是支撑城域范围内的各种电信业务流量的传输网络，来自市场、业务、运营等多方面的合力正推动着城域网传输技术不断发展。

    ISP互连业务增加。随着电信市场的逐渐开放，市场正向多元化方向发展，电信增值业务市场的繁荣也造就了一批ISP活跃其中。随着ISP的产生、发展，也对各自网络间的业务互通不断提出新的要求。

    宽带接入业务迅速发展。2003年，红火的宽带接入发展为“燃烧”带宽提供了强有力的支持。到年末，超过千万的宽带用户总量还仅仅是国内ADSL一种方式的统计数字，电力线上网PLC、驻地网LAN接入、CAbleModem接入同样不甘寂寞。

    企业存储业务网络（SAN）等应用正在迅速发展，宽带游戏、视频流媒体等逐渐发展成为“吃”带宽的“大户”。当前的业务流量增长正在呈几何式攀升，由此带来的大量跨城域的信息交互，使得城域网到骨干网之间带宽瓶颈问题日渐突出，已经引起了运营商们的广泛关注。多种因素的推动，使得城域网正成为传输网络建设的热点。

    骨干运营商进入城域网。电信、网通等运营商在基本结束了长途骨干网的最后工程后，纷纷将网络建设的目光投向与最终用户“短兵相接”的城域网成为发展的必然。在宽带业务还处于初级阶段时，带宽运营仍然是运营商除了基本语音业务外的主要收入来源，为了进一步降低建设和维护成本，运营商们会不断地研究、改进城域网传输技术。

    不仅仅是连接地带

    城域网不仅仅是连接传统意义上的广域网和局域网之间的桥接地带。它同时是底层传输网络、接入网络同上层各种业务网络相交汇和融合的地区，是传统电信网与数据网的交叉地带。从特征上看，城域网有明显的业务多样性和业务流向不确定性。从业务角度上看，几乎所有的电信业务都在城域网内进行。按照业务类型，可分为基于TDM的传统语音类业务和新兴数据类业务，从发展速度来看，数据业务的发展速度明显更迅速，主要表现为各种数据专线业务、VPN、ip电话业务及Internet接入业务等。

    电信业务的深入发展，对城域传输网技术发展提出了两个明确的要求，即更大的带宽容量和在同一个网络节点上同时提供多种业务的能力，而如何同时提供多种业务是其中的重点。在城域网的节点上，要求能够同时有效地处理传统电信业务以及各种数据业务。而在业务治理上，不仅需要实现简单的数据送达，更要达到端到端的可治理能力，能够动态灵活地调控带宽资源是运营商对技术进一步发展提出的要求。

    多种技术武装SDH

    在城域网中，传统SDH技术是针对窄带TDM业务开发的，其缺乏对宽带数据业务的支持，在提供多种类带宽业务时存在瓶颈，主要表现在带宽利用率低，无法实现带宽的动态调配功能。同时，网络治理设备不能针对网络经营者对带宽的自治理、服务质量保证、计费等要求提供支持。此外，SDH自身能够提供的标准接口种类有限，难以高效地承载各种速率丰富的宽带业务。

    因此，需要对SDH技术进行改进，改善数据业务带宽的预先超额配置方式，实现网络带宽资源的共享。为进一步满足用户需求，要使SDH技术能够灵活便捷地分配任意带宽容量，用于TDM或电路交换业务的传送。而结合数据业务的突发性，需要采用统计复用及动态带宽治理等机制，提高带宽利用率。为了开展差分业务，新一代SDH技术应能够按照优先级顺序访问带宽资源，做到基于带宽使用量保障业务的不同等级。传输网络应该尽量做到透明传输，进一步发展的目标之一是消除多种协议间的适配和转换，实现传输网的协议无关性。

    在SDH网络中，业务配置需要网管员预先对资源进行静态调配，配置时间长，网络维护治理复杂，增加网络智能成为今后发展的一个重要方向。SDH发展的要害是要解决数据业务传输中的两个核心问题，即传输效率和传输质量以及它们之间的平衡。传输效率包括带宽的利用率、端口利用率；传输质量包括带宽的保证、业务的保护和业务的隔离等。

    新一代SDH技术通常称为MSTP（多业务综合传输平台），主要涉及的技术有VC虚级联、链路容量调整系统（LCAS）、通用成帧协议（GFP）等。

    VC虚级联

    能够很好地解决传统SDH网络承载宽带业务时，带宽利用率低的问题。此外，还提高了SDH网络承载宽带业务时的带宽分配灵活性，能够使虚容器组（VCG）中的各VC无需占用连续的SDH带宽资源，可通过不同的路由传送。但是，VC虚级联也存在着安全和路由时延不同步的问题。

    LCAS

    提供了一种虚级联通路首端和末端的适配功能，可用来动态增加或减少SDH网络中采用虚级联构成的VCG容量大小。LCAS解决了由虚容器通路承载的业务安全性问题，同时能够在不中断业务的前提下灵活改变带宽。LCAS是一种带内信令控制机制，能够在保证服务水平协议SLA前提下将网络利用率提高2到4倍。但是，LCAS的主要缺点是不能由用户自动发起业务容量请求，VCG的初始带宽仍需要SDH网管系统指定。

    GFP

    GFP的基本思路来源于简单数据链路（SDL），其目的是为了有效地将高层客户信号映射到字节同步的物理传输通道中，通常是光业务信号。GFP是在此领域唯一得到ANSI（美国国家标准协会）和ITU－T共同支持的标准。GFP与现有各种映射方式相比，优势在于其多协议适配能力以及简单性。它将技术重点放在对各种不同协议的唯一映射上，而把OAM（操作维护治理）、保护倒换功能交给上层客户和底层传输网完成，从而减少了IP层和光网之间的层数，更有效利用带宽，为以太网帧提供简单经济的端到端连接。

    综合采用VC、LCAS、GFP，能够实现SDH带宽的动态按需分配（BoD），从而使新的SDH网络能够直接向用户提供点到点的带宽服务，灵活调整带宽使用时长和大小，运营商能够按照用户实际使用的带宽和相应的SLA进行计费。此外，对于用户发起的带宽申请，系统能够给予实时响应。