城域网简介
2019-11-04 22:15:36
供稿：网友
城域网，即CAN（City Area Network），是在整个城市内建设的大型网络。城域网的最大特点是快，而且非常地快！一般情况下，用Modem接入最快速度56Kbps，用ISDN 接入最快速度128Kbps（2B+D），用ADSL接入最快速度800Kbps上行、8Mbps下行。企业用DDN接入虽然可以租到几十Mbps的带宽，但真正分到个人的带宽却太少了。可是在城域网内，每人最低也能分到20Mbps的带宽且是永久性接入。什么，不够快？还不如100M的以太网（Ethernet）快？那是当然，不过这可是在整个城市里甚至在全国进行通信的速度，还不够快吗？
下面谈谈城域网的架设。
城域网的架设方法多种多样，目前中国有6座试点城市，他们的架设方法大致相同。城域网是要代替现有速度较慢的PSTN网（就是现在的电话网）作为新的媒介来接入因特网。城域网是在城市内用光纤连接用户和节点的，城市与城市之间也是用光纤来连接，等于整个网是个光纤网，速度自然快。至于连接到国外的速度嘛，假如出口带宽不变的情况下，速度应该会快一点。
目前城域网是个ATM网。ATM（异步传输模式）交换采用异步时分复用技术，用户数据被组合成固定长度的分组，称为信元，并在ATM网中分时传送。 ATM交换支持不同的传输媒体，如：双绞线、同轴电缆、单模/多模光纤，并提供不同的传输速率。可以组建不同规模的网络，如：局域网（LAN）和广域网（WAN），同时支持数据、数字化语音/图像的传输。ATM以信元为单位，并在信元中增加了可丢弃标识和优先级，且支持带宽预约，确保具有实时性要求的数据可以得到优先传送。同时ATM交换机简化差错控制和流控制的功能，使用具有时分交换结构和多级矩阵交换结构的硬件进行信息的存储和转发，减少节点处理延时，使得传输速率可以达到1Gbps。
光纤是城域网的骨架。光纤是由一组光导纤维组成的用来传播光束的、细小而柔韧的传输介质。光纤可分为传输点模数类和折射率分布类两种。传输点模数类又分为单模光纤和多模光纤两类。单模光纤传输速度快、容量大；多模光纤传输速度较慢、容量较小。折射率分布类又分为跳变式光纤和渐变式光纤两类。跳变光纤的折射率为常数；渐变式光纤折射率随光纤的半径增大而减小。与其他传输介质相比较，光纤的电磁绝缘性好，信号衰变小，频带较宽，传输距离远。光纤通信实际是应用光学原理，由光发送机产生光源，将电信号转变为光信号，再把光信号导入光纤，在光纤的另一端由光接收机接收光纤传过来的光信号，并将它转变为电信号，经过解码后再处理。光纤通信系统中起主导作用的是光源、光纤、光发送机和光接收机。从原理上来讲，一条光纤不能进行信息的双向传输，如需进行双向通信时，需使用两条或双股光纤，一条用于发送信息，另一条用于接收信息。由于光纤是用纯度极高的二氧化硅制成，所以成本比起双绞线、同轴电缆要高得多。因而怎样在带宽不变的情况下尽量减少光纤的条数以节省成本便成为十分重要的问题。为此，现在城域网正在偿试引用密集波分复用技术（DWDM）。
密集波分复用技术（DWDM）是一种新型的光技术，一般用于ATM骨干网，它能有效地增加现有光纤骨干网的容量和性能，并且成本低廉。
大部分现有的ATM骨干网都工作在2.5Gbps或其以下的光纤链路。波分复用（WDM）是一种增强光纤传递信息能力的技术，它在同一根光纤上以不同的波长（或色彩）同时传递多个信号。事实上，波分复用将一根单纤转换为多条“虚拟”纤，每条虚拟纤独立工作在不同的波长上。拥有多于一小组信道（2个或3 个）的系统称为密集WDM（DWDM）系统。几乎所有DWDM系统均工作在1550nm的低衰耗波长区间。现在ATM骨干网带宽可以达到400Gbps，每个信道10Gbps。减少光纤条数以节省成本变显得尤为重要。
如何使光纤跑到10Gbps呢？有3种方案：
空分复用技术成本太高，显然不适用。
时分复用技术（TDM）称为“较高比特率”方式，要求信号以电的方式进行复用，然后将信号复用至一个新的更高比特率进行传输。
时分复用技术有4个缺点：
第一，全盘升级至新的更高速率，网络接口必须用4倍于其容量的单元替换。对日后升级带来不便。
第二，随着比特率的增加，信号失真（由于色散和光纤的非线性）成为传输距离上的一个限制因素。导致信号脉冲“污染”的色散效应在10Gbps标准单模光纤上比在2.5Gbps标准单模光纤上大几倍。
第三，电子器件目前最高传输速率为10Gbps，而光纤的容量高于此速率几个数量级。
第四，操作和维护费用都非常昂贵。
相比之下密集波分复用技术不需要全盘升级，且2.5Gbps色散限制通常在1000公里范围，而10Gbps色散限制为200公里。因此密集波分复用技术比时分复用技术传得更远。目前密集波分复用技术答应在一根光纤上传递40多个信道，每个信道速率高于100Gbps。
总而言之，密集波分复用技术提供的优势包括：
1．通过将每根光纤转换为多路虚拟纤，最大限度地减少光纤的使用量。
2．与等价容量的单激光器解决方案相比，能扩展非再生距离限制。
3．通过递增式服务中，容量升级和缩短支配时间，提供更大的伸缩性。
4．在一根光纤上从一个单信道扩展为40多个信道。
5．此外密集波分复用技术是目前唯一一种能够在一根光纤上传递10Gbps以上带宽的商用技术。
6．DWDM系统对比特率和在其上运行的协议的变化透明。
综上所述，用ATM网，并在骨干网上使用密集波分复用技术是架城域网的最佳方案。
假如说以前的拨号上网像牛拉车一样慢，那么城域网便真的可以让我们在网上飞起来，感受高速带来的种种便利，让我们期待城域网的普及吧。
