IP城域網(wǎng)——未來城域網(wǎng)的發(fā)展方向
城域網(wǎng)建設(shè)的投入大、問題多、困難多是運營商最為關(guān)注和急于解決的問題。正因為運營商極為關(guān)注，制造商的商機大，因而城域網(wǎng)的新技術(shù)在不斷推出，達到令人眼花繚亂的程度。但是，目前推出的技術(shù)雖多，卻沒有一種技術(shù)可以滿足運營商的全部需求，因而城域網(wǎng)技術(shù)也是運營商最為困惑、最難確定的。
不同的電信運營商因其所擁有的資源不同，對城域網(wǎng)技術(shù)、設(shè)備有不同的要求，導(dǎo)致目前城域網(wǎng)的發(fā)展方向不能唯一確定；但是，用一個網(wǎng)絡(luò)來承載眾多業(yè)務(wù)，使運營成本最小化，則是他們的共同的要求。雖然目前還沒有一種技術(shù)能滿足運營商在可見的將來業(yè)務(wù)發(fā)展的需要，但市場的需求將會促進城域網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，并最終走向一致。
隨著國內(nèi)寬帶接入的快速發(fā)展，城域網(wǎng)已成為運營商對市場快速反應(yīng)和有效擴展業(yè)務(wù)的瓶頸，由此國內(nèi)正在掀起建設(shè)城域網(wǎng)的高潮。目前，城域網(wǎng)技術(shù)成了電信制造業(yè)和運營業(yè)重點關(guān)注的問題。
城域網(wǎng)的定義
城域網(wǎng)是一種主要面向公眾電信用戶的、最大可覆蓋城市及其郊區(qū)范圍的、可提供豐富業(yè)務(wù)和支持多種通信協(xié)議的公用網(wǎng)，在地理位置上網(wǎng)絡(luò)覆蓋一個城市（該城市一般屬于行政地級市以上的城市）市區(qū)和近郊區(qū)及其所轄的所有縣市（考慮到網(wǎng)絡(luò)扁平化結(jié)構(gòu)等實際情況，也可做適當(dāng)擴充，地理上覆蓋若干個地級城市）。
一個完整的城域網(wǎng)在垂直方向上由城域傳送網(wǎng)、城域承載網(wǎng)、城域業(yè)務(wù)/應(yīng)用網(wǎng)及支撐網(wǎng)（如信令網(wǎng)、同步網(wǎng)、管理及用戶支撐系統(tǒng)）組成。城域傳送網(wǎng)和城域分組承載網(wǎng)共同構(gòu)成了整個城域網(wǎng)的基礎(chǔ)承載平臺。城域業(yè)務(wù)/應(yīng)用網(wǎng)是整個城域網(wǎng)各種業(yè)務(wù)和應(yīng)用的提供平臺，由具體的業(yè)務(wù)與應(yīng)用系統(tǒng)組成，如城域會議電視網(wǎng)、城域IP電話網(wǎng)、城域遠程教育網(wǎng)等。目前大家經(jīng)常提及的城域網(wǎng)通常指由城域傳送網(wǎng)和城域分組承載網(wǎng)共同構(gòu)成的基礎(chǔ)承載平臺。
城域傳送網(wǎng)、城域承載網(wǎng)在水平方向一般可分為核心部分（網(wǎng)）、匯聚部分（網(wǎng)）和接入部分（網(wǎng)）等。對于中小規(guī)模的城域網(wǎng)，則可以簡化為兩層，只有核心層、匯聚層（匯聚層與接入層綜合在一起），或者是只有核心層（匯聚層）與接入層（匯聚層與核心層綜合在一起）。
目前傳送網(wǎng)的作用主要是向業(yè)務(wù)承載網(wǎng)的節(jié)點設(shè)備提供連接專線，光纖、波長可以提供高速、大帶寬的點對點專線；SDH VC可以提供中、高速，大帶寬的點到點專線；ATM PVC可以提供中速、高速的點到點專線；幀中繼、DDN提供中、低速專線，以上的專線均可以提供長途遠程專線。雙絞線、同軸線等能提供用戶與局端連接專線，從形式上來說長途遠程專線和本地近程專線有巨大的差異，但從本質(zhì)上來說，兩者對業(yè)務(wù)承載網(wǎng)都是連接其節(jié)點設(shè)備間的連接專線，它們都不參與業(yè)務(wù)信息元的交換或路由，從這個意義上說，傳送網(wǎng)這一層可厚、可薄，最薄的傳送層只剩光纖。
承載網(wǎng)完成業(yè)務(wù)信息元的交換或路由，將業(yè)務(wù)信息元從源端送達目的端。
影響城域網(wǎng)走向的主要因素
1.業(yè)務(wù)的多樣化和綜合化趨勢影響城域網(wǎng)發(fā)展方向
業(yè)務(wù)的多樣化是運營商商業(yè)運作的需要，也是社會信息化帶來的用戶需求；業(yè)務(wù)的綜合化是技術(shù)發(fā)展的必然產(chǎn)物，多媒體業(yè)務(wù)是下一代的主流業(yè)務(wù)已是業(yè)界的共識。業(yè)務(wù)的多樣化和綜合化趨勢要求網(wǎng)絡(luò)有能力承載寬帶業(yè)務(wù)與窄帶業(yè)務(wù)，還要有能力承載實時業(yè)務(wù)與非實時業(yè)務(wù)，理論與實踐都表明能夠承載上述4類業(yè)務(wù)的網(wǎng)目前只能是基于分組交換技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)。ATM做過嘗試，沒有成功；IP技術(shù)正在做嘗試，目前看來很有可能成功，IP電話的突破，表明電話業(yè)務(wù)分組化技術(shù)可行、商業(yè)上也可行；視訊業(yè)務(wù)的全IP化已成定局；實時業(yè)務(wù)的全IP化已無障礙，商業(yè)運營已接受，非實時業(yè)務(wù)已經(jīng)實現(xiàn)全IP化；從業(yè)務(wù)綜合的角度來看IP技術(shù)已經(jīng)獲得成功。因而從業(yè)務(wù)發(fā)展來看，IP技術(shù)是發(fā)展的方向。
網(wǎng)絡(luò)是用于承載業(yè)務(wù)的，網(wǎng)絡(luò)與業(yè)務(wù)的適配將最大限度地發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢，業(yè)務(wù)的發(fā)展走向直接決定了網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展方向，因而城域網(wǎng)的走向?qū)⑹前l(fā)展IP城域網(wǎng)。但是，目前的IP網(wǎng)是完全建立在Internet設(shè)計理念的基礎(chǔ)上，在服務(wù)質(zhì)量、安全等問題上存在嚴重的不足，無法用于建設(shè)運營商信任的商用網(wǎng)，過去3～4年來沒有得到具有實質(zhì)意義的進展，嚴重影響了電信運營商使用IP網(wǎng)的信心，也影響確定城域網(wǎng)技術(shù)的走向。
2. TDM的大量存在將影響城域網(wǎng)技術(shù)的走向
下一代城域網(wǎng)應(yīng)該能夠綜合寬帶、窄帶、實時、非實時業(yè)務(wù)，而TDM資源調(diào)度困難，很難實現(xiàn)對寬帶和窄帶業(yè)務(wù)的綜合。此外，TDM對于具有突發(fā)特征的非實時業(yè)務(wù)并非最佳方案，因而TDM不是下一代城域網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展方向。然而，由于基于TDM技術(shù)的傳統(tǒng)電話是電信運營商業(yè)務(wù)收入的主體，因此TDM的大量存在將影響到城域網(wǎng)技術(shù)的走向。
對電信運營商來說，充分利用“存量資源”、有效使用“增量資本”、使新增資金效益最優(yōu)化，追求網(wǎng)絡(luò)的綜合化和最簡化、減少網(wǎng)絡(luò)種類、降低運維成本是至關(guān)重要的。但是，不同電信運營商因其掌控的資源不同，對城域網(wǎng)的考慮也不相同，這就影響他們對城域網(wǎng)發(fā)展方向的判定，從而影響城域網(wǎng)發(fā)展方向的確定。運營商擁有的資源不對等性，過渡時期技術(shù)的多樣性、不確定性以及業(yè)內(nèi)技術(shù)觀點的離散性，都為城域網(wǎng)的發(fā)展方向帶來了不確定性。服務(wù)質(zhì)量問題、安全問題、接入論證和信任關(guān)系、面向連接與不面向連接、業(yè)務(wù)匯集點與業(yè)務(wù)控制問題和商業(yè)模型等問題，現(xiàn)有的技術(shù)難以給出令各方面都滿意的結(jié)果，實際上嚴重地影響著城域網(wǎng)技術(shù)走向的確定。過渡時期對新業(yè)務(wù)監(jiān)管不能及時到位，并且新業(yè)務(wù)發(fā)展中存在諸多不確定因素，同樣會影響城域網(wǎng)發(fā)展方向的確定。#p#
城域傳送網(wǎng)技術(shù)
在目前電信網(wǎng)中，傳送網(wǎng)有兩個用途：一是作為業(yè)務(wù)承載網(wǎng)的節(jié)點設(shè)備提供連接專線。從本質(zhì)上講傳送網(wǎng)無需建全程網(wǎng)，為了能有效地提供長途專線（國際、國內(nèi)和本地），可以構(gòu)建若干個網(wǎng)，在管理系統(tǒng)的支持下，用配置的方式向業(yè)務(wù)承載層提供可靠的連接專線。二是傳送網(wǎng)負責(zé)對匯聚的業(yè)務(wù)信息（元）群路進行交換或路由。在這種場合下，傳送網(wǎng)是需要成網(wǎng)的（但仍然不需要有全程網(wǎng)），它可以對主干業(yè)務(wù)信息（元）群路進行交換或路由，或?qū)Ρ镜兀ǔ怯颍I(yè)務(wù)信息（元）群路進行交換或路由。
對于城域傳送網(wǎng)來說，它的主要作用是為承載網(wǎng)提供可靠的數(shù)據(jù)專線。目前城域傳送網(wǎng)常用的技術(shù)主要有：光纖、WDM（包括CWDM，DWDM）、SDH、RPR，很顯然，以上這些技術(shù)主要是用于提供粒度大小不同的數(shù)據(jù)專線，屬于典型的城域傳送網(wǎng)。
MSTP以及GFT則是另外兩種技術(shù)。MSTP最初是傳送網(wǎng)，它在SDH技術(shù)的基礎(chǔ)上增加了一些技術(shù)措施，可以同時提供TDM專線和分組專線。目前MSTP在向承載網(wǎng)發(fā)展，將愈來愈多的承載網(wǎng)內(nèi)容加在MSTP的節(jié)點設(shè)備中。從邏輯層面來看，SDH與GFP屬于傳送層，以太網(wǎng)交換屬于業(yè)務(wù)承載層，目前MSTP將邏輯上獨立的兩層設(shè)備，物理上放在一個節(jié)點設(shè)備中。除此之外，業(yè)內(nèi)最新提出一種通用幀傳送（GFT）的技術(shù)思路。
基于MSTP的城域網(wǎng)技術(shù)
傳統(tǒng)電信運營商擁有大量TDM資源，傳統(tǒng)電話在國內(nèi)大部地區(qū)還是業(yè)務(wù)收入的主要來源，基于SDH的MSTP將是今后幾年城域傳送網(wǎng)建設(shè)的重點。它對傳統(tǒng)SDH設(shè)備進行了改進，在SDH幀格式中提供不同顆粒的多種業(yè)務(wù)、多種協(xié)議的接入、匯聚和傳輸能力，是目前城域傳送網(wǎng)最主要的實現(xiàn)方式之一。
第一代MSTP技術(shù)是將以太網(wǎng)信號直接映射到SDH的虛容器（VC）中，進行點到點傳送；提供以太網(wǎng)透傳租線業(yè)務(wù)，業(yè)務(wù)粒度受限于VC，一般最小為2Mbit/s；不能提供不同以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的QoS區(qū)分；不提供流量控制；不提供多個以太網(wǎng)業(yè)務(wù)流的統(tǒng)計復(fù)用和帶寬共享；保護完全基于SDH，不提供以太網(wǎng)業(yè)務(wù)層的保護。
第二代MSTP技術(shù)是在一個或多個用戶以太網(wǎng)接口與一個或多個獨立的基于SDH虛容器的點對點鏈路之間，實現(xiàn)基于以太網(wǎng)鏈路層的數(shù)據(jù)幀交換。第二代MSTP可提供基于802.3x的流量控制、多用戶隔離和VLAN劃分、基于STP的以太網(wǎng)業(yè)務(wù)層保護、基于802.1p的優(yōu)先級轉(zhuǎn)發(fā)。第二代MSTP也有一些缺點：不能提供良好的QoS支持；無法很好地取代利潤豐厚的租線業(yè)務(wù)；基于STP的業(yè)務(wù)層保護時間太慢；業(yè)務(wù)帶寬粒度也受限于VC，一般最小為2Mbit/s；VLAN的4096地址空間使其在主干節(jié)點的擴展能力很受限制，不適合大型城域公網(wǎng)應(yīng)用；節(jié)點處在環(huán)上不同位置時，其業(yè)務(wù)的接入是不公平的；MAC地址學(xué)習(xí)/維護以及MAC地址表影響系統(tǒng)性能；基于802.3x的流量控制只是針對點到點鏈路；多用戶/業(yè)務(wù)的帶寬共享是對本地接口而言，還不能對整個環(huán)業(yè)務(wù)進行共享。
第三代MSTP技術(shù)的主要特征是引入了中間的智能適配層（1.5層）、采用通用成幀規(guī)程（GFP）高速封裝協(xié)議、支持VC虛級聯(lián)和鏈路容量自動調(diào)整（LCAS）機制，因此可支持多點到多點的連接、具有可擴展性；支持用戶隔離和帶寬共享；支持QoS、SLA增強、阻塞控制以及公平接入。
智能適配層：以太網(wǎng)新業(yè)務(wù)的QoS要求推動著MSTP向第三代發(fā)展。從第一代和第二代MSTP的以太網(wǎng)業(yè)務(wù)支持上看，不能支持良好QoS的一個主要原因是現(xiàn)有以太網(wǎng)技術(shù)是無連接的，尚沒有足夠的QoS處理能力。為了能將真正的QoS引入以太網(wǎng)業(yè)務(wù)，需要在以太網(wǎng)和SDH間引入一個中間的智能適配層來處理以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的QoS要求。從目前的技術(shù)發(fā)展來看，該中間層主要有兩種，分別是MSTP和彈性分組環(huán)（RPR）。
通用成幀規(guī)程（GFP）：GFP是一種先進的數(shù)據(jù)信號適配、映射技術(shù)，可以透明地將上層的各種數(shù)據(jù)信號封裝為可以在SDH/OTN傳輸網(wǎng)絡(luò)中有效傳輸?shù)男盘枺籊FP有二類映射方式，即幀映射（GFP-F）和透明映射（GFP-T）。GFP吸收了ATM信元定界技術(shù)，數(shù)據(jù)承載效率不受流量模式的影響，同時具有更高的數(shù)據(jù)封裝效率，它還支持靈活的頭信息擴展機制來適配各種傳輸。
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