宽带IP城域网组网技术.ppt

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1、宽带IP城域网组网技术 南京邮电学院计算机科学与技术系网络区域划分WAN WAN-MAN MANPico-Cell MAN-LAN PAN LAN-PAN 0km 50km 2km 10mPersonal Operating Space1.宽带IP城域网的网络总体框架和结构层次（1）IP城域网建设的总体框架 管理层面支撑层面IP用户IP业务层面IP层面传输层面（骨干、边缘、接入）物理层面（局、所、管线）TDM业务层面其它类业务层面（ATM）网络互联层面(1)物理层面：包括局、所的建设、光缆管道的铺设；(2)传输层面：传输组网方式，包括骨干层、边缘层的组网方式及用户接入方式；(3)IP传 输 层

2、 面：IP路 由 选 择、基 于 传 输 的技术选择等：(4)IP业 务 层 面：171、IP Phone、Web 呼叫中心等；(5)IP用户：拨号用户、专线用户及信息源接入；(6)TDM 业 务 层 面：DDN、PSTN 等 传 统业务网的建设；(7)其 他 类 业 务 层 面：如ATM、会 议 电 视网、多媒体呼叫中心等：(8)支撑层面：信令、同步；(9)管理层面：各种网元的管理和用户管理：(10)网络互联层面：和其他运营商之间的网络互联互通。从 逻 辑 上，采 用 分 层 的 建 网 思 路，这 样 可 使 网络 结 构 明 晰：各 层 功 能 实 体 之 间 的 作 用 定 位 清楚；

3、接口开放、标准。根 据 网 络 规 模 不 同，可 分 为 骨 干 层、汇 接 层和接入层。一 般 情 况 下，骨 干 层 和 汇 接 层 可 合 为 一 层 称为 核 心 层，这 样 有 利 于 扩 大 接 入 层 的 服 务 范 围，降低宽带城域网的建设成本。（2）宽带IP城域网结构层次 核心层 分发层 访问层（接入层）路由器网络分层汇接层骨干层接入层高速骨干无报文操作基于策略的连接广播/组播安全 VLAN 路由地址汇总报文操作交换带宽共享带宽MAC 过滤微网段核心分发访问2.宽带IP 城域网组网技术与方案的分析、比较 宽带IP城域网组网技术有以下几种：ATM、PoS(Packet ove

4、r SDH)、GF(Gigabit Ethernet)其 中 融 合 了IP路 由 和 具 有ATM 交 换 特点的MPLS 技术，在综合组网中应用甚广。(1)利用ATM技术组网 融合了电路交换和分组交换技术的优点：即 面 向 连 接、保 证 服 务 质 量（QOS）和 统 计复用以实现高带宽。采 用 固 定 长 度（53字 节）的 短 分 组（信 元）在 网 中 传 送 各 种 通 信 信 息，便 于 硬 件 的 高 速处理，实现高速、大容量的宽带交换。具 有 相 当 完 善 的 流 量 控 制 功 能 和 拥 塞 控 制 功能，可 保 证 高 的 带 宽 利 用 率 及 网 络 的 安 全

5、 性和可靠性。采 用ATM 技 术 组 建IP城 域 网，能 充 分 利用ATM 技术的优点，灵活组网。传 统 电 信 运 营 商 在 组 建 城 域 网 时 大 多 都采用IP over ATM 网络的技术。相对IP技术来说，采用ATM承载IP业务存在的缺点：所 有 进 入ATM 网 络 的IP包 都 需 要 分 割 成 固 定 长 度的信元，造成开销大、传输效率低；无 连 接 的IP网 络 同 面 向 连 接 的ATM 存 在 差 异，要在 一 个 面 向 连 接 的 网 络 上 承 载 一 个 无 连 接 的 业 务，需 解 决 呼 叫 建 立 时 间、连 接 持 续 期 等 问 题，造

6、 成协议和网络管理非常复杂；ATM 是 以ATM 地 址 来 寻 址 的，IP通 信 是 以IP地址 来 寻 址 的，IP地 址 和ATM 地 址 之 间 的 映 射 是一个很大的难题；基 于ATM 实 现 的IP网 络 的 带 宽 受 限 于ATM 网 络技术本身，这对于超大规模的骨干网不太合适。从网络整体的性能角度出发来考虑，ATM 有两种方式支持IP over ATM：(1)ATM 作 为 链 路，使 用ATM 的 永 久 性 虚电路将地域上分离的路由器连接起来。(2)ATM 作 为 网 络，参 与IP网 的 路 由 功 能，由 于ATM 的 路 由 及 其 他 指 标 优 于 普 通

7、路 由器，因 此 可 以 在 网 络 性 能 方 面 大 大 提 高IP网的 性 能，不 仅 提 高 了 传 输 速 率，也 大 大 缩 短了传输时延。（2）POS方案 PoS，即IPPPP HDLC over SDH SONET。这 种 组 网 技 术 适 用 于 经 营IP业务 的ISP、以IP业 务 量 为 主 的 电 信 网 或 在电信骨干网疏导高速数据流。PPP 按RFC l661 的 要 求 实 现 读 协 议 封 装、错 误 控 制 和 链 路 初 始 化 控 制，把IP分 组封装以后，再 按RFCl662 的 要 求 形 成HDLC 的 帧 以 便定 界，然 后 把 该 帧 交

8、 给SDH SONET 处理后进行传输。PoS 技术的优点：(1)传输速率和效率都很高；(2)PoS 由 于 节 省 去 了ATM 层 而 简 化了 网 络 体 系 结 构，基 本 保 证 了QoS，使 得SDH 系 统 有 能 力 直 接 支 持 基 于IP的 数 据、话 音、视 频 传 输，并 使网 络 环 境 易 于 兼 容 不 同 技 术 体 系 和实现网间互联。PoS 缺点：SDH 是 基 于 时 分 复 用 的、在 网 管 的 配 置 下 完 成半 永 久 性 连 接 的 网。在IP over SDH 中，SDH只 可 能 以 链 路 方 式 来 支 持IP网，由 于 它 不 能

9、参与IP网 的 寻 址，其 作 用 只 是 将 路 由 器 以 点 到 点的 方 式 连 接 起 来，提 高 点 到 点 的 传 输 速 率，不可能从总体上提高IP网的性能。这 种 技 术 的 核 心 是 千 兆 位 线 交 换 路 由 器，可 实现 第 二 层 交 换 与 第 三 层 选 路 的 一 体 化，但 是 由于 需 要 将 交 换 机 和 路 由 器 捆 绑 在SDH 上 下 复 用器(ADM)上，即 使 这 些ADM 采 用 的 是 非 标 准 的SDH 净负荷封装方法，其结果是成本增加。采 用PoS 技 术 组 网 时，就 产品 形 式 和 具 体 组 网 方 式 来 说，可以

10、分为两种：有SDH 设备；无SDH 设备。据此可分为3种组网方案：SDH 网+IP业务网。即 在 局、所 的 物 理 层 面 上 建 设SDH 传 输网(安 装SDH 设 备)，在SDH 同 址 机 房 内摆 放 路 由 器 设 备，路 由 器 需 要 的 传 输 电路由SDH 设备提供。由 于IP业 务 爆 炸 性 增 长，这 就 意 味 着 不断 的 扩 容 需 组 建 庞 大 的SDH 本 地 网，后期成本投入太高。SDH 网+IP业务网系统的优点：SDH 功 能 使 其 从 成 本、占 用 空 间、业 务 供 应 速度 等 各 方 面 均 优 于 一 般 的SDH 设 备，而 它 又

11、能同时支持IP业务，起路由器的作用；支 持MPLS，并 且 可 以 方 便 地 将 输 出 复 用 到SDH通道中；在TDM 通道上可以传输ATM、FR，支持多业务。缺 点 为：较 适 合 传 统 运 营 商 用 来 发 挥 其 已 有 的SDH 网 络 资 源 扩 展IP业 务，但 是 组 网 不 灵 活，这 是 因 为IP数 据 业 务 和TDM 时 分 业 务 发 展 极 不平 衡，扩 容 组 网 只 能 以IP业 务 发 展 为 主 导 来 考 虑，势必造成设备资源的浪费。SDH 网IP业务网 即 或 者 采 用SDH 设 备 组 建 城 域 网，组 成 纯的SDH 传输网；或 者 采

12、 用 路 由 器 直 驱 光 纤 的 方 式 组 建 城 域网。组 建 纯SDH 传 输 网 其 缺 点：成 本 投 入 高、组 网 复 杂，浪 费SDH 宝 贵 带 宽 资 源，网 络运行和维修成本也高；采 用 纯 路 由 器 组 网 缺 点：实 时 业 务 将 很 难提 供，满 足 不 了 大 客 户 的 综 合 电 信 业 务 需求，此外，组网需大量的光纤资源。SDH 网+IP业务网 即 从 骨 干 层 到 边 缘 层 都 同 时 有SDH 设 备和 路 由 器 设 备，SDH 设 备 和 路 由 器 设 备自行组网，基本上是两个平行的网络。本方案综合了方案1、2的优点：即用路由器来满足

13、IP业务的爆炸性增长，SDH 网 主 要 作 为TDM 业 务 和 实 时 多 媒 体 业 务（如 会 议 电 视）应 用，设 备 投 入 总 成 本 会 大 大降低。当 业 务 发 展 时 两 网 各 自 扩 容，基 本 上 不 影 响，组网灵活，运行和维修成本低。同 时 此 方 案 还 有 一 个 优 点 是 当 前 需 要 优 化IP网性 能 时，可 以 利 用SDH 传 输 网 在 两 个 路 由 器 之间 开 直 达 中 继，不 但 优 化 了IP网 络 的 性 能，而且节省了光纤资源。（3）利用千兆位以太网技术组网 将 千 兆 位 以 太 网 技 术 扩 展 到 城 域 和 广 域

14、，在 城域构建纯IP的网络平台。基 于 千 兆 位 以 太 网 的 城 域 网 互 联 的 主 要 推 动 力是组网简单、成本低。现 有 的 企 业 和 校 园 网，以 及 目 前 正 在 建 设 中 的社 区 接 入 网 络 以 以 太 网 为 主，通 过 千 兆 位 以 太网 的 城 域 骨 干 网 连 接，可 以 保 证 全 网 采 用 统 一的802.3以 太 网 帧 格 式，不 需 要 任 何 中 间 协 议 转换，可以实现无缝连接。以 太 网 技 术 具 有 非 常 好 的 扩 展 性，可 以 非 常 方 便 地 扩 展 用 户 的 数 量，同 时 其 统 计 复 用 功 能 大

15、大 提 高 了网络中继带宽的利用率。总 之，这 种 方 案 效 率 高，设 备 简单、易维护，而且价格低廉。以 太 城 域 网 而 言，最 困 难 的 是 如 何 在 无 连接 的IP网 上 提 供 端 到 端 的 连 接，仿 真TDM电路。同 时，以 太 网 技 术 用 于 建 设 公 共 电 信 网，必 须 满 足 对 电 信 网 的 几 个 基 本 要 求：高可 靠 性；可 提 供 服 务 等 级 协 议（SLA）；高可扩展性；用户管理。从 目 前 情 况 来 看，以 太 网 技 术 在 用 户 管 理和 网 络 可 靠 性 方 面，还 不 能 满 足 电 信 网 络的要求。（4）DPT

16、 动 态 分 组 传 送（DPT：Dynamic Packet Transport）是 思 科（CISCO）公 司 提出的包优化的光传输解决方案；它 将IP路 由 的 带 宽 效 率、业 务 能 力 与 光纤环丰富的带宽、自愈能力结合起来，可 支 持 多 种 业 务 类 型 和 基 于 局 域 网、广域网、城域网的低成本应用。因 此，它 的 优 势 主 要 体 现 在 网 络 建 设 与应用的经济核算中。DPT在 双 环 结 构 中 一 个 环 传 送 数 据，另一个环反向回送控制包。这 样 可 以 同 时 利 用 两 根 光 纤，使 包 传 送带 宽 最 大 化，加 速 自 适 应 带 宽

17、利 用 和 自愈控制信号的传播。DPT引 入 了 一 个 新 的MAC 层 协 议，即 空间再利用协议(SRP)，同 时 还 有 两 个 专 利 算 法，即SRP 公 平 算法(SBPfa)和 智 能 保 护 切 换(IPS)，从 而构成了新一代的环形光传输技术。DPT采 用 了SONET SDH 帧 结 构，因 此可 在 所 有 主 要 的 光 纤 传 输 网 络 中 运 转，包 括 暗 光 纤、WDM、SONET SDH 点对点和环。这 种 结 构 的 透 明 性 允 许DPT在 一 种 混 合的环境中应用。DPT采 用 专 门 的 方 法 实 现 第 三 层 快 速 自 愈恢 复，目 前

18、 不 是 国 际 标 准(已 提 交 作 为RPR参考标准），只有独家产品支持。DPT用 于 可 控 制 的 网 络 内 部，如 城 域 网，而不能用于跨自治域的大网。因 此DPT的 发 展 前 途 是 不 明 朗 的，很 难 说会成为标准。对 于 运 营 商 的 宽 带 城 域 网 来 说，考 虑 到 未来的发展，必须满足开放性。结语：由于城域网在局域网和骨干网之间搭桥，不 同 的 电 信 运 营 商 应 根 据 各 自 发 展 城 域 网的 不 同 的 发 展 思 路、用 户 对 多 种 业 务 的 要求 以 及 从 运 营 维 护 体 制 和 已 有 的 网 络 资 源等 情 况，进 行 组 网 技 术 与 方 案 的 选 择，以便 从 高 带 宽、多 样 化 数 据 业 务 收 入 中 获 得新 的 收 入，同 时 在 保 持 传 统 业 务 收 入 的 同时尽量降低成本。