建設新一代寬帶IP城域網

2019-11-03 09:04:13

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供稿：網友

網通

　　目前，寬帶ip城域網在中國已經初具規模，越來越多的用戶已經認識到寬帶網的好處，寬帶接入成為用戶的首要接入方式。中國電信、中國網通、中國聯通等運營商根據其自身的用戶發展情況，在中國的許多地市都建成了其自己的寬帶IP城域網。

　　目前的寬帶IP城域網，其網絡結構可以分為四層：核心層、匯聚層、小區層和樓宇層。核心層和匯聚層可以泛指為城域網的骨干，其建設由運營商負責；小區層和樓宇層泛指為接入網，其建設可以由運營商，也可以由其它機構負責。考慮到網絡的擴展性和穩定性，在網絡骨干中一般采用路由技術，而交換只發生在接入網部分，用戶的以太網數據流在網絡匯聚層轉變為路由方式進行傳送。在設備的選型上，骨干路由設備主要為路由器和高端的路由交換機，接入網設備主要為ADSL Modem、DSLAM和二層以臺網交換機。目前的寬帶IP城域網典型組網方式如下：

　　問題

　　此種城域網組網方式很好地解決了數據包快速轉發問題，但是它并沒有很好地解決如下問題：

　　● 缺少傳輸業務和數據業務的融合

　　以上城域網組網方案采用Ethernet over Fiber方式，設備之間的互連通過裸光纖。在距離足夠的情況下，光纖的作用只是連接兩個節點，每一對光纖上的數據流帶寬僅為1Gbps；并且當光纖出現故障的情況下，數據流不能實現備份。

　　§用戶群體單一，更多面向住宅用戶，缺少企業用戶

　　目前通過802.1p、IntServ、DiffServ等技術，單純路由的寬帶IP網還只能實現簡單的CoS，還不能夠實現復雜的QoS。但是簡單的CoS保障并不能夠滿足企業用戶的需要，企業用戶需要的是能夠有服務質量保證的網絡。因此，目前的寬帶IP城域網的主要用戶還是普通的住宅用戶，而企業用戶大多還是選擇SDH、DDN、ATM、Frame Relay等方法聯網。

　　● 缺少多業務的提供，只能完成Internet接入

　　目前寬帶IP城域網提供的業務還主要是Internet接入業務，網絡業務比較單一。由于沒有很好的QoS保障和考慮到網絡擴展性因素，多媒體業務和VPN業務發展比較緩慢。

　　● 缺少對不同級別用戶管理和計費的手段

　　對于路由器、路由交換機等設備而言，其處理對象為每一個IP數據包，對于這些設備來說并沒有“用戶”的概念。路由器、路由交換機根據每一個IP包中的目的IP地址進行數據包的轉發，他們并不關心這些數據包是由哪一個用戶發出的，根據不同的用戶需求，數據包的處理應該有什么不同。目前對于ADSL用戶來講，通過PPPoE撥號可以進行用戶的認證、計費，但是對于以太網用戶，由于BRAS數量的限制以及投資的問題，還不能夠為以太網用戶提供經濟的認證方案。

　　● 缺少先進的用戶隔離手段

　　通過VLAN可以進行用戶的隔離，但是由于VLAN數量的限制，我們不能將VLAN劃分得很細。VLAN Stack可以擴展VLAN的數來，但是由于其業務實現比較復雜，并且各廠家之間在互通方面存在問題，因此其實現并不廣泛。

　　10G以太網、CWDM(疏分波分復用)和Split-MLT可以在一定程度上對目前的城域網進行優化。 WDM(Wave Division Multiplex波分復用)是一個嶄新的技術，它通過在一根光纖上傳送不同波長的光波來擴展網絡帶寬。通過在路由交換機上支持CWDM模塊，可以將數據網絡和光網絡進行更好的融合，以節省投資，增加帶寬和提高網絡可靠性。如北電網絡的Passport 8600路由交換機支持CWDM(Coarse Wave Division Multiplex)應用，它由Coarse WDM GBIC、8-Port/4-Port Multiplex/De-multiplex(OMUX)、1 Lambda Optical Add Drop Multiplex(OADM)三部分組成。Passport 8600 CWDM GBIC是標準的GBIC模塊，在大小、信號、功率等方面都與標準的GBIC模塊一樣，它可以插進交換機通用的GBIC插槽中。Passport 8600具有8種彩色波長的GBIC模塊，其波長范圍為1470nm到1610nm。Passport 8600 CWDM OMUX模塊為一無源器件，它可以被安裝在標準的19英寸機架中。OMUX可以在光纖中復用或者解復用4個或者8個光波信道。Passport 8600 CWDM OADM模塊為一無源的，可以擴展的光復用/解復用器，它可以從光纖中增加或者卸載所需要的特定的波長，而讓其它波長的波透明通過。 MLT(Multi-Link Trunk)技術可以將多個鏈路捆綁在一起，在提高可靠性的同時，大大增加了鏈路的中繼帶寬。一般來講MLT是在兩臺交換機之間進行配置。但是當多臺交換機存在時，此時鏈路的故障需要網絡重新進行Spanning Tree的計算以進行恢復，這大約需要花費幾十秒鐘的時間；而若在三層進行保護，則所耗費的時間會更長。Split-MLT功能將MLT延伸到多臺交換機之間，此時當一條鏈路出現故障時，數據流可以在1秒鐘之內自動轉換到另外一條鏈路上。此種技術特別適合于解決由于VLAN配置限制所不能夠解決的BRAS之間的備份問題。

　　傳統網絡改造

　　通過10G以太網、CWDM和Split-MLT技術所實現的傳統城域網網絡結構的改進如下圖所示(MSTP Ring在網絡中起到數據收集的作用，本文不做詳細闡述)：

　　城域網絡雖然在網絡帶寬、可靠性方面做了一些改進，但是其沒有QoS保障、業務單一、沒有為企業用戶量身定做網絡的特點并沒有變，因此我們可以說改進的網絡的本質并沒有變，它實際上還是主要以普通住宅用戶為服務對象，網絡業務還主要是Internet接入業務。

　　為了解決以上城域網的不足，解決方案以MPLS技術為核心，通過MPLS Layer2 VPN解決方案為企業用戶提供Any-to-Any的網絡連接方式，基于MPLS的服務質量保證了企業用戶的需要。

　　在OE V2中，MPLS的作用為：

　　● 通過顯示路由可以很容易地完成IP流的流量工程

　　● 提供ATM-like QoS

　　● 通過提供控制標記隧道機制完成虛擬專用網絡(VPN)

　　基于MPLS的VPN可以分為MPLS Layer 3 VPN和MPLS Layer 2 VPN。對于MPLS Layer 3 VPN來講，用戶節點從ISP接受IP層服務，Customer Edge(CE)與PRovider Edge(PE)在數據鏈路層和IP層相鄰，PE基于IP報頭轉發數據包，CE視PE為路由器，即運營商網絡中的設備(PE)需要參與用戶的路由工作。正是由于運營商的設備需要參與用戶的路由，因此如何解決MPLS Layer 3 VPN的擴展性問題是每個運營商所面臨的非常棘手的問題。對于MPLS Layer 2 VPN來講，用戶節點從ISP接受數據鏈路層(Layer2)服務，Customer Edge(CE)與Provider Edge(PE)在數據鏈路層，而不是IP層相鄰，PE基于數據包的數據鏈路層報頭，如FR DLCI或者802.1q VLAN標記進行數據包的轉發，CE視PE為第二層設備。由于MPLS Layer 2 VPN的解決方案，運營商的設備PE不需要參與用戶的路由工作，因此運營商在提供VPN業務時，其網絡擴展性得到了很大的改善。

　　建立一個可持續盈利的新一代寬帶IP城域網，它以提供更具有擴展性的MPLS Layer 2 VPN業務為核心，通過豐富的QoS保障措施保證寬帶IP城域網絡在提供Internet訪問的同時，更加適合企業用戶的需要。另外，OE Version II Any-to-Any的數據流訪問方式更加適合于企業內部管理需要的同時，簡化了運營商開通VPN業務的成本。

----《通信產業報》