城域网标准与建设

2019-11-03 19:12:46

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供稿：网友

主持人：乔楠　　城域网建设，尤其是各运营商以及专网的城域网标准与建设，是当前通信业界关注的热点。传统的电信城域网因采用SDH系统、以TDM方式提供专线服务，系统成本高、带宽有限、布设周期长，而远不能满足新一代宽带城域网的需求。随着网络语音、视频应用及大容量数据传输系统的出现，以及电信市场的进一步开放，电信运营商面临着从传统网络竞争转向新业务竞争的压力，而新型的增值业务提供商和虚拟运营商也面临着来自政策、技术、市场及整个业务价值链演变的多方挑战，这些均对城域网提出了更高的要求。本期"对话"将从运营商、专家等不同角度，对城域网的标准与建设问题进行深入探讨。

北京邮电大学电信工程学院院长顾畹仪：

　　城域网可提供不同业务接入、汇聚和传输等功能，可采用无线的接入方式，也可以采用有线的接入方式。从目前的发展方向看，城域网主要是以宽带光传输为开放平台，通过各种网关实现话音、数据、图像多媒体业务的接入，提供各种增值业务以及智能业务。　　城域网本身分为三层，即核心传输层、汇聚传输层和接入传输层。对核心层来说，直接跟长途骨干网相联，有较大的容量和灵活的交换连接，可实现平滑升级扩容、多业务汇聚，具有强大的保护恢复能力。汇聚传输层是中间的层次，对其需求表现动态带宽分配，能够对数据进行汇聚、处理。接入传输层可将多种业务有效地接入到城域网中来。

　　与长途干线网相比，城域网具有如下特点。

　　一、业务类型多，需要提供多种标准而且容易使用的接口，并且要求这些接口具有一定的自适应能力，能够支持智能业务的复用，有很好的媒体接纳控制能力。

　　二、业务流量具有一定的不确定性，将来的城域网有各种各样的任务，数据业务会变为主要的业务，数据业务流量会有更大的突发性、流向易变性，这些要求网络具有更大更强的灵活性，而且能够动态分配带宽。

　　三、技术的多样性，现有城域网的发展基本上从骨干网的技术向下延伸，从接入网、以太网的技术向上扩展，形成多种技术融合共存的局面。

　　四、城域网的电路调度多，需要很强的调度和配置能力、上下路和交叉连接的能力，使全光网络和智能网络在城域网中最先获得应用。　　五、城域网成本控制很重要，城域网性价比高，容易扩展，对电信运营商来说，不希望在开始投入很大的资金，而是希望在扩容的时候逐步投入，这就对扩展性提出了一个很高的要求。

　　从目前来看，城域网面临很好的发展机遇。从全球来看，光纤骨干网的建设已经颇具规模，带宽和容量也相当丰富，城域网和接入网市场广阔。尽管当前全球的经济发展速度放缓，通讯和ip行业处于低靡的状态，但是各设备厂商和运营公司，还是投入大量的人力和物力研究和建设城域网。从城域光网络的情况来看，目前基本上可以归纳为四大类：一是基于SDH的城域光网，SDH有很多优点，但也有一定的局限性，为了适应整个网络特别是城域网的发展，近几年SDH也在不断地发展和演变，这些发展和演变会更加适应城域网的发展方向；二是WDM，在城域网中，不仅利用了WDM终端设备，也利用了WDM光的交叉连接和光复用设备，比如利用OADM很方便组成城域光网；三是基于数据的Metro IP光网，基于数据的城域光网，一种是基于以太网，一种是现在比较热门的弹性分组数据环网；四是智能城市光网络，从城域网的业务和接口多样性的特点来看，需要网络智能化，城域网流量的不确定性需要网络能动态分配资源，自动建立连接，这种需求正好是自动交换光网络能够提供的功能。目前，对自动交换光网络的研究和标准化工作已取得了较大的进展。

中国电信集团北京研究院副院长、国家网络与交换标准研究组主席赵慧玲：

　　城域网的定位，从中国电信的角度来看，认为它是国家骨干网和省级宽带多媒体网络在城市范围内的延伸，主要是为企业、居民提供IP数据业务。从标准化的角度看，以信息产业部网络与交换标准为主，从2001年就启用了有关城域网标准化的工作，基本上完成了宽带城域网总体技术要求。这些标准是由研发机构、设备厂家和运营商联合制定的，包含宽带城域网组网原则、传输层的要求、接入层的要求以及互通的要求等等，这些标准的推出，对宽带城域网的建设以及一些网络设备的研发，均起到了重要的指导作用。

　　宽带城域网是目前竞争的焦点，它可以作为企业用户、行业用户的承载，同时也可对中小客户进行专线服务，从中国电信的角度来看，主要是在宽带城域网上，通过各种手段，为用户提供高速的上网业务。城域网的应用是一个重要的领域，窄带拨号业务、语音业务大家比较熟悉，目前在新的运营商中，可以通过提供城域网这样一个数据平台，把语音业务捆绑进去。目前捆绑语音业务的技术多种多样，比如最早的VoIP，或者将ID设备直接放到大楼里，或者在中小企业中通过以太网直接上到IP网络，提供类似的业务。利用宽带城域网提供语音业务也是目前值得关注的一个领域。

　　在宽带城域网技术的发展过程中，我们认为运营支撑系统是非常重要的。网络地址分配、域名的解析、包括路由规划、用户管理、业务管理、计费管理以及网络安全管理，这些在城域网上都有所规定。目前运营商在提供业务时，性能指标比较重要，对于端到端传输的时延不超过90毫秒，端到端抖动不超过60毫秒，端到端丢包率不超过8％，这些指标在2001年的标准中有所规定。应该说这个指标还是比较宽松的，在应用的过程中，对设备、对整个网络的架构组织，以及相应的分配还会有一些比较严格的要求。城域网技术的发展，是基于SDH多业务传送平台的，因为它能够支持TDM、ATM、以太网，因此无论在媒体上，还是设备厂家，应用都比较多。目前，基于分组的多业务传送平台、基于以太网技术和PRP技术还没有完善，相应的设备也在研发过程中，需要将来在网络的实践中加以完善和验证。

　　对于整个宽带城域网的网络分层架构，基本上可分为核心层、汇聚层、接入层三个层面，中国电信整个的IP城域网也是根据这一原则分为了三个层面。核心层主要涉及路由器和以太网交换机；汇聚层除了这两者之外，还有宽带和业务的会聚收敛和分发；接入层有ADSL和DSL。对于目前多业务的接入，大家非常关注，在接入层面上，用户希望有不同速率，而且做到无缝的多种接入，这也是非常重要的领域。在国家863计划中，专门列了宽带城域网，包括以太网以及整个宽带城域网的一些研究课题，

　　从整体来看，宽带城域网是大家特别关注的一个研究热点，无论是标准、设备研发，还是相关业务的提供等等，都是关注的焦点，希望通过一些标准化工作的探讨，能够更快地促进我国城域网以及相关业务的快速发展。

中国网络通信集团公司互联网部计划建设处副处长杨晓春：

　　中国网通的网络现状由原北方10省的骨干网、省网和城域网，中国网通、吉通骨干网和省网，以及城域网三部分组成。网通城域网的现状也是由三层结构构成，即城域网骨干层、边缘节点和接入层，目前城域网的总体架构是一个树型的结构，最底层的用户和用户接入层，是用户量最大的，越往上用户数量越小。目前城域网存在很多问题。

　　第一，用户管理维护困难。一方面，由于用户数量庞大、设备多，基于传统以太网接入方式纠错很困难，使得管理维护出现一些困难。另一方面，现有的计费方式很多，有的用户要求Internet访问，有的用户对服务质量要求比较高，目前尚没有一种完善的计费策略，大多数城域网是通过月计费来进行收费的，这将对今后业务的发展造成一定阻碍。

　　第二，目前城域网的网络安全也都存在一些问题，从运营商角度看，要求把所有的城域网和所有业务，在一个覆盖全国的网络上运行，并且不同的城域网之间，要求能够互通，这对运营商的发展非常重要，但也存在一些困难。

　　城域网的发展，要靠业务发展来带动。在城域网上，可以发展的业务主要有以下几种，一是传统拨号业务，二是宽带接入业务，三是组播类服务，此外还有文件传输，目前远程教育有一些应用，远程医疗在国内尚没有应用。从城域网的建设来看，管理运营和建设，还有一些相关的后台支撑系统这些费用，实际上要通过业务系统来实现收入，所以业务开展类型决定了整个运营商对城域网的推动进度。目前宽带城域网、宽带接入业务，给现网带来一些问题，比如20％的用户占用80％的带宽，对于一个网络来说，骨干层并没有达到理想的带宽，对网络核心层的影响非常大，目前管理是一个问题，同样在计费策略和多种计费模式方面也存在一定的问题。

　　其次是对宽带城域网的维护，目前城域网维护费用非常高，维护起来很困难，传统的以太网接入方式，到小区，到接入系统，到汇聚层以及核心层，维护困难很大。从城域网的用户状况看，目前现有用户的上网率大概是3％左右，随着业务的发展，用户对城域网带宽需求会越来越大，这无疑会给现有的树型结构和城域网的接口造成很大压力。因此，在未来的发展中，城域网骨干带宽和全国以及省网级城域网的接口带宽会成为发展的一个瓶颈，树状结构扩展性比较困难，如果现有骨干带宽不够了，需要把现有的结构进行改变，调整比较大，对业务影响也较大。

　　树状结构管理维护比较困难，它是多层次的结构，用户一旦出现问题，需要一级一级往上查，在管理和纠错过程中存在一些困难。下一代城域网的结构，可以采用环形加网状，或者网状立体、环形立体结构作为下一代的网络结构，在网络发展中，根据业务的需求进行过渡。接入层路由器分接多个层面，骨干分多个层面，业务系统由集中式发展到分布式，目前这种结构的运营商主要是美国几家运营商，环形结构比较适合下一代网络的发展。

铁道通信信息有限责任公司技术计划处处长韩晓斌：

　　随着中国电信市场的开放，运营商之间的竞争越来越激烈，在这种竞争中，同时也孕育出了一个高速增长的宽带网络市场。几乎在同一时间，所有的运营商都开始在城市展开了宽带城域网络的建设，在加快宽带建设的同时，运营商也都面临着一些同样的问题。

　　第一，技术选择问题，运营商建设宽带城域网的目的，不仅仅是为某一种单一的业务来建设，对于新运营商尤其是这样。随着IP技术的发展，许多人和专家提出了Everything over IP,Everything over Ethernet这种概念，从实际运营的情况，基本上具备技术上的可实现性，但在实际的运营却缺少一些实际的经验。事实上，不同的技术之间的比较是由业务和应用来决定的，宽带城域网不仅仅指的是接入速度，更重要的是看它为这个用户提供什么样的业务和应用，灵活接入、多业务承载是目前城域网的一种最佳方案。

　　第二，安全保障问题。城域网的概念最初是从计算机网络发展过来的，使用了很多局域网中的技术，但是城域网的目标要向公众提供运营业务，而局域网并没有这个功能。所以城域网面临着维护和安全等方面的一系列问题。网络管理，包括防止信息的窃取、遭遇黑客攻击等等，如果这些问题处理不当，城域网的建设有可能会受到很大制约。

　　第三，投资规模。多种业务需求很难通过一个简单的网络去开展，必须要建设多个业务网络，但是如果每种业务网络都是独家建设的话，投资非常巨大，尤其是为了接入用户，还要建立庞大的汇聚层和接入层，大规模建设这种庞大的汇聚层和接入层，又要面临巨大的投资和市场不确定性。所以运营商在建设网络的时候，尤其要注意建设和运营的结合。

　　第四，盈利模式。建网的目的，最终是为了盈利，但是目前宽带网络还没有一种比较明确的盈利模式。过去电信的盈利都是依赖具体通话时长，盈利模式十分简单明确。现在，无论是新运营商还是传统的运营商都在寻找宽带的盈利模式，宽带网络的发展，依赖于用户的收入、受教育程度和消费习惯，同时在中国还受到国家政策和法律法规的影响，这其中任何一项都可能影响到宽带用户的规模，使得用户的数量和分布难以预测。

　　城域网是一个包罗万象，不断发展的网络。所以城域网建设绝对不是一个短期行为，建设一个可运营、可管理、可扩展、可盈利的城域网势在必行。城域网建设的发展策略有以下几点。

　　第一，要充分利用现有的资源，运营商在各地城市建设城域网的时候，首先要充分利用骨干网络在当地的资源，结合自己原有新建城域网的资源，优化网络结构，建设具有综合业务接入能力、满足市场业务需求的城域网。

　　第二，注重用户市场细分，积极开拓新业务。前面提到盈利模式，其中一个重点就是要根据不同的用户来制定不同的服务策略和收费策略。

　　第三，要运用先进的技术手段建设城域网。当今技术发展迅速，用户对多媒体的要求越来越大，对城域网的要求越来越高，因此在城域网建设的技术选择上，应注重向下一代网络的演进技术。另一方面，要根据用户的实际需求进行具体分析，合理地选择技术手段，满足用户需求。各地的城域网建设，要根据用户的不同需求来采取不同的技术，对于这种有质量保证需求的大用户，可采取ATM方式组网；如果对业务质量要求不高、数量较多的用户群体，一般采用IP方式组网；对于一般的中小城市，建议同时采用综合组网的方式，或者利用综合的传输手段；对于一些经济发达的大城市，可以考虑采用DWDM作为城域网的光传输平台；一般的大中城市，可以根据业务流量流向和设备的特征，采用光纤直连、宽带数据传输或者基于SDH的混合传输的MSTP方式，一般中小城市，还是直接采用基于SDH的混合传输方式。

　　第四，具体的建设原则。城域网按照分层结构可分为骨干层，汇聚层和接入层，按照这样的分布原则，网络结构明晰，各层功能实体之间定位清楚。不同城市的城域网要根据情况进行建设，对各大城市可以采用完整的网络分层结构，对于一般城市和中小城市，比较适合将这种骨干层和汇聚层合并，按二层结构建设，随着业务开展和业务量的增大，可以逐渐把其分离出来。

摘自《通信世界》2002.26期

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