城域网组网综述

2019-11-04 22:15:03

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供稿：网友

　　城域网最初是一个计算机网概念，目前谈论的城域网指的是城域以太网／ip城域网，是数据网的范畴。城域传送网指在城域范围内为各种业务网提供传输电路的基础承载网络，类似于本地传送网，包括光纤、WDM、SDH、MSTP和RPR等。随着数据业务的快速增长以及MSTP／MSPP等设备的出现，两者在网络边缘将会产生一定的融合。

1 城域网的重要性

IP城域网是各地市的宽带、窄带等IP业务的承载平台，所有IP业务都将在城域网内接入开展，所以，为不同地区构建一个适合该地区业务需求发展的城域网是未来几年网络建设规划方面的重中之重。目前，中国电信正处于建设世界级现代电信企业集团的攻坚阶段和由规模型向规模效益型发展的要害时期，正由传统电信业务提供商向综合信息服务提供商转变。城域网是电信营运商开展宽带增值应用的要害层面。城域网组网所采用技术的优劣将直接影响宽带用户的有效接入和新型增值业务的开展。另外，城域网组网实施方面还应充分考虑未来宽带业务快速增长所带来的网络容量方面的压力。例如，要求视频类应用到2008年针对普通用户带宽达到2Mbit/s，部分高端用户达到8Mbit/s；此外，城域网还应能同时承载语音、视频、数据及企业互联等业务。城域网能够根据客户和应用需求，提供不同等级的QoS服务。在业务的可控化方面要尽量做到业务的感知、认证、计费、安全和QoS等的集中控制和治理。城域网组网在具体实施时还需充分考虑成本因素，要以最小代价完成组网优化工作，保护已有设备投资。为此，形成若干基本组网原则，即网络层次清楚、结构扁平、网络质量确保服务差异化、治理控制集中。

2 城域网的结构

新型城域网应该达到网络层次清楚化和网络结构扁平化。一种可行的设计思路是将城域网范围的二三层网络分离，分别构建成物理和逻辑层次清楚的三层路由网络（成为IP城域网）和二层宽带接入网。在IP城域网中，尽量采用大容量的路由器设备和大带宽的链路，从而减少节点设备和链路数量；在网络结构上，要形成大容量、少节点、广覆盖，从而减少物理和逻辑级联数。另一方面，利用宽带接入服务器（BRAS）和业务路由器（SR）构建清楚的IP城域网边缘，形成业务接入控制层，实现集中的业务提供和控制。宽带接入网是最繁杂的设计层面，因为这一层面需要直接完成有效接入用户的功能，涉及多种二层汇聚和接入技术。所以，我们选择的二层汇聚和接入技术，应能满足用户差异化服务的需求并充分考虑成本因素。

3 城域网中应用的要害技术

（1）路由技术

目前的因特网是一个全球性的网络，城域网虽然竭尽全力试图将流量留在网内，但仍然难以避免其“二传”的命运。如何合理疏导流量并使每种业务都获得最佳路由并获得相应的服务质量保证也是城域路由技术的一个要害环节。

动态路由是IP网络技术的一个核心技术，是IP网络生存到今天的一个重要保障。动态路由技术为IP网络提供了非常良好的白愈能力，其中外部路由协议（BGP）更为运营商提供了良好的调整网络流量流向的能力。另外，策略路由、流量工程、MPLS VPN都具有疏导流量的能力，并且每种技术都有其自身的特点和应用环境。

如何保证路由和网络的稳定性是路由技术的另一个重要课题。Graceful Restart技术可以将路由器重启所带来的影响降到最低；Fast OSPF／ISIS技术可以加速IGP的收敛。

（2）端到端的QoS治理

QoS需要端到端的治理，任何一点的疏忽都会导致用户实际感受的劣化。城域网是最靠近用户的一端，也是通常的网络瓶颈，对运营商而言则是投入最大的一块。网络能力的少许提高就意味着巨大的网络投资，因此在城域网中，以带宽换取服务质量难以实施，那么区分服务、为特定业务和用户提供服务质量保证就显得尤为重要。

根据城域网的网络结构，城域网的服务质量控制分为接入网、汇聚网、核心网3个层面的控制，其中又以接入网的控制尤为艰巨。目前的LAN switch、DSLAM、路由器都具备了按优先级标识排队（WFQ）、按优先级实现包丢弃（WRED）等能力，所以在城域网接入点上实现业务和用户的优先级标识，在各个层面实施WFQ、WRED等优先控制策略，可以完成城域网内的服务质量控制。然而，无论是对网络设备的要求还是对运行维护人员来说，业务标识都不是一件简单的工作。良好的规划、严格的业务操作规程、优良的网络接入设备是实施端到端服务质量控制必不可少的3个重要环节。

（3）接入网技术

接入网技术的发展日新月异。ADSL技术由传统的ATM核心转向IP核心，ADSL2+、VDSL，FTTx的逐步成熟为城域网提供了更多宽带接入技术选择。

城域以太网论坛还提出了提供小于50ms快速保护的光以太城域网技术，在MSTP、RPR、VPLS之后又捉供了一个新的选择。

（4）用户/业务治理

早期的因特网对于业务和用户的治理仅仅停留在用户的接入控制上，收费模式也仅仅存在几种简单的模式，按使用时长、使用流量或是包月来划分，完全没有对用户细分的治理能力，更不用说对业务细分的能力了。随着因特网增值服务的日益增多和用户需求的细分，我们需要有更细化的用户和业务治理能力。

首先，不同业务需要不同的带宽支持，单一的按带宽购买网络服务的模式显然不能满足用户的需要，非凡是对于大带宽需求的业务，如IPTV、视频会议。这些业务对于用户而言，带宽需求高，但使用频次却不高，假如长期购买大带宽，费用上难以承受。因此，按使用用户需求动态调整用户接入带宽，按使用时长收取带宽费用，在未来将成为一种必然的收费模式。这种收费模式实现起来并不简单，用户带宽的调整需要很高的用户自服务能力，这样才可以在用户需要时随时调整自己的接入带宽，避免冗长的服务申请流程消磨用户使用服务的热情。另外，假如网络接入带宽控制点和网络服务确认控制点是分离的（多数情况下是分离的），两者之间的控制信息传递也需要标准化支持。例如，假如我们为IPTV用户提供特定接入带宽，则需要在用户申请IPTV业务的请求获得确认后，才可以为该用户开启高带宽接入；假如将IPTV的业务控制点与网络接入控制点合二为一，则将会大大增加网络接入控制设备（如BRAS）的复杂度，而且需要这个设备随着IPTV 业务的发展不断地调整其业务治理的方式和能力，这显然不符合IPTV业务的发展需求。假如分离，则需要制定业务控制点和网络接入控制点之间的信令接口， COPS协议是国际标准组织预备采用的一个标准。

其次，同样的接入带宽也需要不同等级的服务质量保证。逻辑复用技术使接入带宽和实际使用带宽成为两个概念，而互联网发散型、突发式的流量模型又使实际使用带宽无从定义。因此，资源竞争时的优先级成了服务品质保证的惟一标识，也成了运营商提供差异化服务、降低网络成本、提高网络利润率的手段。安全控制是一直随着因特网的发展而发展的技术。

城域网是最终面对用户和业务的网络，又是成本最为敏感的网络，经济、高效、充分满足用户需求和业务需求是城域网设计的宗旨。

4 中国电信北京研究院在城域网领域的工作方向

IP城域网本身涵盖的技术范围和设备种类相当广泛。在这种背景下，制定涉及多种组网形态和设备种类的测试规范，可对网络建设和优化改造提供非常有价值的技术依据。依据此系列规范可保证城域网主流设备的要害技术参数和性能指标，同时保障组网设备间要害协议的互联互通。

我们将认真研究城域网的要害技术和新技术。VPLS是目前国际、国内主流运营商竞争能力竞相研究和着手开展的新型宽带业务。VPLS初期定位于城域网点互联业务，但也可逐步用于跨越广域的多城域互联业务。我们将明确VPLS针对不同城域网形态的业务定位，重点研究城域范围开展大客户VPLS（虚拟专用局域网业务）的部署实施策略。

构成城域网的设备种类很多，从运营商的角度评估设备的功能和性能是重要的环节。我们将认真研究测试、评估的方法和手段，使我们的测试工作更准确、更严谨。

中国电信北京研究院近年来一直在投入力量研究城域组网技术。我们从2004年开始，分别从传输数据、接入等不同层面进行技术研究和组网方案制定，对五大类（核心、汇聚路由器、业务路由器、宽带接入服务器、二层交换设备和DSLAM）数十款设备进行了广泛和详实的测试为实际组网提供了非常有价值的技术依据。

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