ip城域網的網絡規劃與應用設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 缺點 （ 1）對 IP 路由的支持一般， IP 數據包分割加入大量頭信息，造成很大的帶寬浪費（一般為 20％～ 30％）。 IP 城域網的網絡規劃與應用設計 11 （ 2）在復制多路廣播方面缺乏高效率。 （ 3）由于 ATM 本身技術復雜，導致管理復雜，在擴展性方面最問題還是對于兩個分立的 網絡進行管理的復雜性。 IP 和 ATM 基于完全不用的協議體系（無連接和基于連接），它們都有其各自的地址模型、路由協議、信令協議和資源分配方案。在一個基于分組的網絡環境中實現 IPOverATM 是很困難、很復雜的。 （ 4） PVC 的 N2 問題嚴重限制的網絡的可擴展性。 （ 5）由于閉合網的結構（完全網狀連接）造成對內部網關 IGP 的較大壓力。 （ 6）由于 ATM SAR 限制了接口的帶寬，目前 ATM 接口最大帶。 IP over SDH IP Over SDH 以 SDH 網絡作為 IP 數據網絡的物理傳輸網絡。它 使用鏈路及 PPP協議對 IP 數據包進行封裝，然后再由 SDH 通道層的業務適配器把封裝后的 IP 數據包映射到 SDH 的同步凈荷中，在光纖中傳輸。 IP over SDH，也稱 Packet over SDH（ PoS），它保留了 IP 面向無連接的特征。 支持 IPoverSDH 技術的協議、標準和草案主要有： ● PPP 協議 ● 簡化的數據鏈路協議（ SDL） IP over SDH 具有以下特點： 優點： （ 1）對 IP 路由的支持能力強，具有很高的 IP 傳輸效率。 （ 2）符合 Inter 業務的特點，如有利于實施多路廣播 方式。 （ 3）能利用 SDH 技術本身的環路，故可利用自愈合（ SelfhealingRing）能力達到鏈路糾錯；同時又利用 OSPF 協議防止鏈路故障造成的網絡停頓，提高網絡的穩定性。 （ 4）省略了不必要的 ATM 層，簡化了網絡結構，降低了運行費用。 缺點： （ 1）僅對 IP 業務提供好的支持，不適于多業務平臺。 （ 2）不能像 IP over ATM 技術那樣提供較好的服務質量保障（ QoS）。 IP 城域網的網絡規劃與應用設計 12 IP Over Gigabit Ether 千兆以太網的第 3 層交換骨干技術日趨成熟，正逐步在企業大樓網、 園區網、城域網和局域網骨干上取代了傳統的 ATM，城域網和局域網成為目前千兆以太網骨干和 ATM 骨干的分水嶺，今后， ATM 技術的出路在于電信級廣域網。此外， IP QoS 技術日趨成熟以及 IP 語音和視頻應用技術的不斷發展，逐步取代了傳統的基于 ATMQoS 實現的語音和視頻應用 [6]。 基于第 3/4 層交換的城域網和局域網解決方案的設計前提是基于策略的聯網，它對于有效管理一體化網絡至關重要，而且交換機性能在使用、實施或跟蹤策略時不能降低。在多業務網絡中，以整體性能的下降為代價來為電話分配高優先級不是理想的解決方 案。 此外，隨著千兆以太網標準的不斷發展和應用，特別是 10G 以太網標準的不斷成熟，IPOverGigabitEther 或 IPOver10GEnther 將成為 LAN/MAN 的主流。 IP over DWDM IP over WDM，也稱光因特網。 DWDM（密集波分復用）一般峰值波長在 1～ 10nm 量級的 WDM 系統稱為 DWDM。在此系統中，每一種波長的光信號稱為一個傳輸通道（ channel）。每個通道都可以是一路 155Mb/s、 622Mb/s、 ／ s 的 ATM 或 SDH 或是千兆以太網信號等。 DWDM 提供了接口的協議和速率的無關性，在一條光纖上，可以同時支持 ATM、 SDH 和千兆以太網，保護了已有投資，并提供了極大靈活性。 目前，在局域網中主要采用千兆以太網幀結構，此種格式下報頭包含的網絡狀態信息不多，但由于沒有使用一些造價昂貴的再生設備，因而成本相對較低。由于使用的是“異步”協議，對抖動和時延不那么敏感。同時由于與主機的幀結構相同，因而在路由器接口上需對幀進行拆裝分割（ SAR）操作和為了使數據幀和傳輸幀同步的比特塞入操作 [7]。 主要接入技術 隨著用戶寬帶接入互聯網的需求，各運營商都在利用現有的網絡，采用各種不同寬IP 城域網的網絡規劃與應用設計 13 帶接入手段建設寬帶接入網。目前利用光纖或者無線的方式，通過 ATM 或者純 IP 的技術已經解決了寬帶接入到用戶所在的社區，包括一些用戶相對集中的地方，例如酒店、辦公寫字樓等。而進一步接入到家庭和用戶側的方式又有不同。這主要是用戶現有的條件造成的，有的地方已經鋪設了 5 類線，而有的地方只有模擬電話的雙絞線。 目前寬帶接入的模式如圖所示： 圖 ：寬帶接入模式圖 ADSL XDSL 是以銅質電話線為傳輸介質的傳輸技術組合，它包括 HDSL、 SDSL、 VDSL、 ADSL 等。 ADSL 在一對銅線上支持行速率 640Kbps，下行速率可達 68Mbps，有效傳輸距離為35 公里。無分離器的 ADSL 上行速率可達 512Kb/s，下行速率為 ,有效傳輸距離為 35 公里。 VDSL 的接入方式，下行速率為 13Mb/s、 26Mbs、 52Mb/s、155Mb/s，上行速率可達 2Mb/s 以上，傳輸距離為 100 米－ 1 公里。 IP 城域網的網絡規劃與應用設計 14 業界許多專家都堅信，以 ADSL 為主的 xDSL 技術終將成為銅雙絞線上的贏家，目前采用普通撥號 Modem 及 NISDN 技術接入的用戶將逐步過渡到 ADSL 等寬帶接入方式，并最終實現光纖接入 [8]。 FTTx+LAN FTTX+LAN 是一種利用光纖 +5 類線方式實現“千兆到小區、百兆到大樓、十兆到家庭”的寬帶接入方案，小區內的交換機和局端交換機以光纖相連，小區內采用綜合布線，用戶上網速率可達 10M/100Mbps，網絡可擴展性強，投資規模小。 LAN(LocalArea Network,局域網 )技術主要采用以太網技術，以信息化小區的形式為 用戶服務。在中心節點使用高速交換機，為用戶提供 FTTZ（光纖到小區） +LAN(網線到戶 )的寬帶接入。用戶只需一臺電腦和一塊網卡，就可享受網上沖浪、 VOD（視頻點播）、遠程教育、遠程醫療和虛擬社區等服務。 對于房產開發商整體開發的在建或待建的居民住宅小區，電信局采取與房產商合作的形式，共同建設信息化小區。電信局在小區建設期間，提前布放光纜及五類線，等到居民入住以后，即可使用寬帶業務。另外，對于用戶已入住的小區，對電腦擁有率較高、有使用寬帶業務意向的居民較多、用戶比較集中的優先發展建設成為信息化小區。電信局同 樣可以提供光纖到企業、光纖到大樓的服務，用于滿足集團用戶的寬帶業務需求 [9]。 FTTX+LAN 接入方式的特點： 傳輸帶寬（提供 100 兆到大樓、 10 兆到桌面的高速接入）； 提供各種多媒體服務； 24 小時隨意上網 ,不受時間限制； 全新的網絡結構 ,無需使用電話線； 結構簡單，維護方便； 可靠性和安全性高、擴展性強； FTTX+LAN 接入方式可以提供的服務： 擁有高帶寬 INTERNET 接口，為用戶提供高速上網； 電子商務； 提供遠程多點電視會議、遠程教學、遠程醫療等 業務； 視頻點播（ VOD），充足的片源、足夠的帶寬、滿意的效果； IP 城域網的網絡規劃與應用設計 15 小區物業自動化管理（三表抄送、門禁管理 ...）； 組建大用戶 VPN，提供帶寬出租，組建寬帶虛擬局域網。 HomePNA HomePNA 系統是用戶線接入多路復用器 (Phoneline NetworkAlliance)。該系統在現有的銅線和光纖網絡上提供每個用戶 1Mbps 至 10Mbps 的高速數據傳輸。 HomePNA 在網絡中位于寬帶接入服務器到終端用戶之間。 HomePNA 主要面向高速 Inter 接入 ， LAN 互連等應用 Phone line Networking （電話線組網）是目前組網的一種方式。在中國，目前接入家庭的可能傳輸數的線纜主要有三種：電話線纜、有線電視線纜和電力電纜。如何在不需重新布線的情況下，利用現有的這三種線纜以相對小的代價來寬帶接入互聯網，將面臨許多商用網中未曾遇到過的設計和技術難題，也就是我們最頭痛的瓶頸部分之一 “最后 100 米”接入技術。HomePNA 是利用現有電話線高速接入互聯網的技術 [10]。 HomePNA 特點： ? 速度快 HomePNA 的接入速率上下行 1Mbps() / 10Mbps（ )。這是撥號上網 56Kbps 所根本無法比擬的。 ? 收費低 用戶使用網絡服務不必支付額外的電話費，采用包月制或計時制靈活的收費方式，十分經濟合算。 ? 免撥號 隨時在線，免除斷線重撥的煩惱，即使完全不懂網絡知識的人也可輕松上網。 ? 共享上網 有的家庭有多臺 PC 機或便攜式，使用我們的 HomePNA 控制卡可以實現，公司，家庭內部共享和 Inter 共享。 ? 施工簡單 無需重新布線，只需在原有的電話線路兩端加裝簡單的端設備，不破壞裝修，不影響電話的使用。 ? HomePNA 的實現原理 IP 城域網的網絡規劃與應用設計 16 HomePNA 技術能夠分離通過一條電話線傳送的聲音和數據業務。聲音傳送的波段在 20Hz 和 之間，而 XDSL 利用 25kHz~ 這一波段， HomeNet 設備則利用 ~ 波段，因此當用戶利用同一條電話線訪問因特網同時可以使用電話或發傳真，也根本不會相互影響。 HomePNA 國際標準技術是 HomeNet 的解決方案之一。 HOMEPNA 的系統結構如圖 所示： 圖 ： HomePNA 系統結構 HFC HFC 網絡是光纖 /同軸電纜混合網，其結構如圖 所示。 光纖 同軸電纜分配網絡 圖 HFC 網絡結構 前端或局端信號經由光纖網絡傳輸至光節點，光電轉換將光信號轉換成電信號，再經由總線結構的同軸電纜分配網絡至各個用戶端的網絡結構。 HFC 是在有線電視網（ CATV）的基礎上發展起來的一種寬帶接入技術，其網絡結 構為樹型或總線型，從前端至小區光節點采用光纖傳輸，從光節點到用戶終端采用同軸電光發射機 光節點 射頻放大器 用戶 IP 城域網的網絡規劃與應用設計 17 纜，整個光節點內部網可提供的帶寬，由光節點內的所有用戶共享。利用現有的有線電視線纜基礎，對有線電視網進行雙向和擴頻改造，將家庭用戶的計算機通過有線電視網接入 Inter。 由局端至光節點上可以采用各種組網形式，如星形、環狀自愈型等 [11]。 IP 城域網的網絡規劃與應用設計 18 第 3 章 平谷區城域數據網設計方案 設計基本原則 平谷城域數據網是 ChinaNet 骨干網在平谷城域范圍內的延伸，他具有承載各種多媒 體業務的功能，匯聚了寬、窄帶用戶的接入，以電信網絡的可靠性、可擴充性為基礎，來滿足政府部門、企業和個人等用戶，對各種寬帶的基于 IP 的多媒體業務（互聯網 訪問、虛擬專用網等）的需求。 前期用戶接入主要提供兩種方式： ADSL 方式和以太網方式。用戶首要定位在各種大客戶，主要有政府機關、企事業單位、醫療部門、教育部門等行業和部門。大力發展 ISP服務，并為其他 ISP、 ICP 提供優質的接入手段。開放的主要業務有：用戶高速上網、遠程教育、遠程醫療、視頻點播、會議電視、網上娛樂業務等。 平谷城域數據網將是一個分層次的，支持 多業務接入的，以 IP 交換為核心的網絡。網絡根據功能劃分為三層：骨干核心層、業務匯聚層和業務接入層。網絡骨干核心層主要完成全網的核心路由轉發或終結處理，負責與其他網絡的互聯互通。骨干層原則上不直接進行業務接入；匯接層主要完成高帶寬和大數據量的交換，負責區域業務的匯聚和疏導，具有多業務接入的能力；網絡接入層主要完成各種業務的接入，具有 ADSL、Ether、 FR、 DDN 等業務接入接口，主要為大集團用戶和重點用戶、智能大廈、智能小區等用戶提供快速靈活的接入服務。充分考慮全程全網和網絡維護操作的簡便性。技術透明度較高、有很好的信譽、技術解決方案較完善、網管和網絡設備便于維護充分考慮網絡技術的先進性和成熟性。只有利用先進成熟的網絡技術才能建設成完善先進的網絡，才能為用戶提供滿意優質的服務。在此基礎上，還要對網絡新技術的跟蹤，以便為以后的核心網絡交換技術的發展留有升級的空間，避免使網絡工程建設成為產品廠家的試驗品。 充分利用現有接入網局址的優勢，結合平谷電信接入網建設思想，發展寬帶接入，并盡量發掘現有接入網絡的潛力。以市場調查和市場需求為網絡建設的導向。在建設了平谷寬帶骨干網絡