IP城域网优化技术探析

2019-01-16王瑞

中国设备工程 2019年19期

王瑞

（大庆油田信息技术公司，黑龙江大庆 163000）

城域网在城市及郊区范围内为用户提供优质的网络服务，可以为用户提供多种通信业务并兼容多种通信协议，是一种本地应用类型的广域网性质公用网络，可以实现对广域网和局域网相互间的桥接，也可以使长途网和接入网的桥接，是上层业务网与底层接入网、传送网的结合区域，为数据网和传统电信网结合，是将来三网融合区，由于多种通信技术在该区域进行结合，在相互融合时会形成新的衍生体。本文对IP 城域网优化过程中多种业务要求进行结合，对现有多种业务解决方案的特点及应用进行了分析，然后对多业务应用策略进行探讨。

1 城域网优化需求分析

原来采用的IP 城域网多有用互联网接入的方式，所能提供的服务十分有限，对NGN、IPTV 及VoIP 等业务无法保证更好的Qos、可靠性及安全性。为了让网络承担多种业务，很多通信运营商从城域、骨干来着手组建电信级的IP 多业务网络。在骨干网络层中，电信运营商会重新组建起IP 承载网，从而实现视频监控、NGN、VPN 等经济收益好的业务。原来的公众互联网多用在上网功能，没有提供有效质量保证的专业服务。比如，中国电信组建了CNET 承载网，网通以CNCnet 及China169 作为IP 网络的前提，建立起IP 承载网来提供NGN 电信业务。骨干网络层的IP 承载网及公用互联网处于共存状态，互联网服务可以在城域网内进行扩展，IP 承载网可以在城域内实现功能延伸，在提供常用的宽带服务功能之外，还应该引入高价值的业务，城域网的业务接入层存在着多种类型的电信设备，分布的区域较大，组建网络及后期维护都需要较大的资金投入，需要对网络进行科学合理的布置，使网络可以更加安全可靠，提高网络服务业务的Qos 能力并进行合理分流。

IP 城域网优化的主要需求有：（1）可以提供端对端的服务保证。拥有Qos 功能，可以满足IPTV 等多种视频业务对于抖动、带宽等参数的需求。（2）有效的冗余备份保护机制。网络通信功能更为可靠，以较快的速率进行收敛，可以在50毫秒内对重要的网络业务实现保护倒换。（3）可以承载语音、视频等多种业务。应该具备较高的通信效率、较低的时延，可以实现组播网络视频业务，还应该具备静态组播配置、组播管理及安全控制等多种组播能力，可以对所有频道进行快速的切换。（4）具备高效率管理及维护机制。把原来的网络管理功能作为前提，提高对网络业务的管理能力。应该在网络边缘层来对业务进行识别，可以进行整形、流分类等多种处理功能，对P2P 等较高通信流量的业务进行流量限制。（5）充分保护网络和用户的安全。对不同身份的用户进行安全隔离及区分，采用网络安全设备防止受到毒攻击。（6）充分利用现有通信网络基础设施。需要与现有的网络进行很好的兼容，可以实现稳定、可靠的升级，进一步减少组建网络的成本，节约网络升级光纤接口等硬件资源。

2 主流多业务承载技术对比

2.1 以SDH 为基础的多业务传送平台方案

SDH 多业务服务平台应用安全、可靠的SDH 技术，尤其拥用良好的恢复性能以及延时能力，对该平台进行改造可以满足多种业务需求，可兼容2～3 层的数据功能。平台组建的基本思路是把多种业务处用VC 级联等办法映射到不同的SDH 时隙，SDH 设备会与2～4 层分组设备共同组建起实体。避免采用过多的机架，有效地节约机房占地面积，对电路进行合理的简化，使业务的服务速度得到提升，网络的扩展性能变得更为优化，减少企业的运营维护及使用培训成本，还可以为用户提供虚拟专网、视频广播等多种增值业务，尤其是集成了ATM、以太网和帧中继之后，有用超额订购及统计复用来提升带宽利用效率，有效地节约局部端口让SDH 设备更为优化。SDH 多业务节点可以实现通信协议转化功能，可以为用户提供多种边缘化的通信服务，也可以把不同业务的通信协议转变骨干网协议。当前，该解决方案会应用到多层数据帧的映射，网络带宽效率并不高，需要采用同步工作方式，对抖动有着较高的要求，通信设备成本投资较大，带宽配置需要花费较长的时间。随着TDM 业务不断退出应用，IP 业务不断的增长，采用SDH 组建的多业务网络平台会被弱化。将来的MSTP 会向两个不同的方向发展，一个会从城域传送网络核心应用到网络边缘，另一个发展为分组化城域传送技术。

2.2 基于波分复用技术多业务平台方案

WDN 从原来简单的点对点传输技术不断发展起来的，从原来的灵活性受到限制发展为可以进行动态重新配置的新技术，WDN 光城域网可以实现与SONET/SDH 相近网络控制和服务业务。DWDM 技术在广域网范围内取得了广泛的应用，但不可把广域网DWDM 网络组建方案用于城域网。WDM 应用于长距离传输最大的优势在于可以节约长途光纤通信资源，但在城域网的数据传送距离较短，光纤资源的投资比长途干线配置要少多，网络节点设备是城域传送网组建成本的关键，可网络服务业各的灵活性、管理性及减少通信设备资金支出，对组建城域网更为重要。

城域WDN 网络可以在相同的平台上提供多种业力，网络传输速率及通信协议必须要透明，通信设备投资要少，可以具备很好的扩展性，从而满足城域业务多种需求，应该具备较好的波长管理性能，可以较为便捷地应用波长业务，可以实现网络自愈功能，按着提供服务业务的差别制定出不同安全级别的保护手段。城域网数据传输的距离不长，对于容量要求较低，所以可以应用价格较低的网络部件来减少DWDM 通信设备的资金投入，或者应用信道间距大的CWDM 技术。点到点WDM 技术无法达到城域网的需求，由于ROADM 技术的不断成熟，采用ROADM 在光层进行组网，可以逐渐加入控制平面来保证WDN 技术在城域网中发挥出应用的性能。城域WDN 光网络可以为城域IP 网提供足够的带宽，在资源利用率、灵活性等方面要比光纤直接具有更大的优势，采用WDM 网可以根据光组播、带宽、OVPN、波长出租等新的服务业务。由于电层SDH 不断被IP 所代替，城域网将来会成为光层城域WDM 网。

2.3 把电信级以太网做为基础的多业务平台方案

把电信级以太网作为多业务平台的方案，是把以太网技术应用到电信网中，具有很好的网络及业务扩展性，可以为实Qos 网络数据保证能力，提供运营级网络管理，可以处理好IP 等多种服务业务的数据传送，把城域网向广域网进扩展和延伸，使电信运营商不断向分组化网络进行转型升级。多技术角度来看，以太网是一种较为简便的多业务平台解决方案，只需要开展一些规划、测试等方面的工作。由于已经投入应用很多年，被广大用户所熟悉，业务指配所需要的时间只有几小时或几天。再者，以太网技术已经进行了规范，可以实现很好的互换性，便于用户进行操作，以大多数软硬件有着很好的兼容性，组网投资较少。以太网该种承载技术与媒体没有直接的联系，可较为透明地实现与光纤、电缆等多种传输媒体接口连接。从网络结构上来看，以太网以端到端的方式建立起解决方案，省去了其他方案网络边界格式变换程序，避免网络组建的复杂性。再者，以太多可以具有较好的扩展性能，网络传输速度会从每秒10M 扩展到10G。以管理角度来看，该系统可用到多种层面，网络管理起来更为便捷。除此之外，大量的用户已经对以太网十分熟悉，用户的培训更加简单，组建新业务的速度会更快。

以太网是一种通用性很强的业务接口，高传输速率的以太网会由于规模优势而进一步节省成本。随着电信级以太网业务平台的可扩展性，可以提供良好的业务保护，Qos 保障及TDM 技术支持等多种电信业务的优化改进，以太网技术会变成电信网基础。目前，在宽带接入网汇聚层应用运营级以太网技术，可以为用户提供高传输速度的业力汇聚能力及以太网连通业务。可以看出，由于网络内IP 业务量的不断变多，把以太网技术作为基础的新解决方案会不断形成，电信级以太网组建起的多业务平台，可在城域网中得到广泛的应用，电信级以太网会变成未来IP 城域网的重要解决方案。电信级以太网范围内可应用的相关技术比较多，主要有VPLS、多环网技术、PBB-TE、VLAN 等二层VPN 网络技术。