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摘要：本文论述了宽带城域网的发展历程和现状，介绍了宽带城域网的业务定位、新技术应用及宽带城域网的骨干层、接入层的技术设备选择等相关的知识，同时对宽带城域网现有的一些问题进行了对比分析。
关键词：城域网；技术；组网
中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1007-9599 （2012） 22-0000-02
1 前言
我国城市经济发达，各类用户密集，既是传统语音和数据业务的主要消费集中地，也是宽带业务需求急剧增加的地方。城域网是数据骨干网和长途电话网在城域范围内的延伸和覆盖，承担着集团用户、商用大楼、智能小区的业务接入和电路出租业务。建设城域网、实现城市信息化，是全民信息化的重点内容和前期目标。
我国光纤网的建设和宽带骨干网的开通，标志着骨干网的宽带问题已基本解决，但干线传输网无法接入最终用户，而IP用户对接入带宽需求却在不断增加。来自骨干网和最终用户的压力，使得城域网的建设需求凸显出来。为适应未来话音、数据和视频“三网融合”的需要，有必要建设新的宽带城域网。因此，对城域网技术的探讨有很强的现实意义和实用价值。
本文以核心层、汇接层和接入层对城域网进行探讨。
2 城域网的发展历程和现状
2.1 城域网的产生
城域网最初产生于局域网互连和数据新业务发展的需要，以后随着形势的变化逐渐发展成为各类不同背景新兴运营公司的区域性多业务通信网。
城域网是高度竞争和开放的网络环境，基本特征是业务类型多样化、业务流向流量不确定性。它不仅是传统广域网与局域网的桥接区或传统长途网与接入网的桥接区，也是底层传送网、接入网与上层各种业务网的融合区，还是传统电信网与数据网的交叉融合地带乃至未来的三网融合区。多样化将是城域网有别于长途网的重要特点，而丰富的应用是城域网能持续发展的原动力。
2.2 城域网的现状
2.2.1 网络环境
目前，电信业的开放和互联网的发展，致使网络与通信正以前所未有的速度迅猛发展。住宅用户和各类商业用户对带宽的要求越来越高，且业务的发展和宽带的增加之间相辅相成。从网络发展的角度看，以太网因其简单性、易扩展性及其高的性价比，在局域网中已占主导地位。在广域网方面，基于同步数字序列和密集波分复用的骨干网传输速率已达到Tbit/s。但在城域网方面，无论是光纤分布式数字接口，帧中继，异步传输模式，同步数字序列等传输效率一般都不是很高，无法跟上LAN和WAN的发展，成为整个网络的瓶颈，严重阻碍了WAN端到端的服务潜力。
2.2.2 城域网的业务
①信息点播；
②信息广播；
③INTERNET；
④远程计算与事务处理；
⑤其他应用；
⑥线路租赁。
2.3 城域网的传统解决方案
2.3.1 骨干层/汇接层
可以采取以下四种方案：
①以SDH为基础的多业务平台（IP over SDH）；
②基于以太网的方案；
③WDM方案（IP over Optical/WDM）；
④以ATM为基础的多业务平台（IP over ATM）。
2.3.2 接入层
①电话拨入及ISDN；
②XDSL方式；
③IP方式（以太局域网）；
④HFC（混合光纤同轴电缆）系统。
3 宽带城域网新技术
3.1 骨干层/汇接层新技术
3.2.1 弹性分组环（RPR）
RPR的技术特点：
①传输带宽的有效复用；
②快速的环保护倒换（50ms）功能；
③拓扑的自动发现；
④接入控制与公平算法。
3.2.2 多业务环（MSR）
MSR是一种新型的城域网组网和应用模式。MSR是一个双向对称二纤环，主要的光传送机制采用千兆以太网和10G以太网中廉价的广域接口子层或SDH/SONET。MSR既可支持以太网、千兆以太网、DVB、ATM、POS、X.85和X.86等业务支路，又可以象路由器一样支持数据包的转发。
MSR是新一代的多业务光平台，通过在保留相关功能的同时，对交换和传输进行简化，交换和传输进行集成，使之成为一体。MSR环支持单纤环、二纤环、四纤环。此外，MSR可采用环型和链型拓扑结构。
3.2.3 10G以太网
万兆以太网是一种高速以太网技术，它适用于新兴的网络结构，能够实现全网技术统一。它采用IEEE802.3以太网媒体访问控制协议、帧格式和帧长度。它是全双工的，本身没有距离限制。优点是减少网络的复杂性，兼容现有的局域网技术。
10G以太网可以满足新的容量要求，解决低带宽接入、高带宽传输的瓶颈问题，扩大了应用范围，并于以前的所有的以太网兼容。采用以太网技术构建城域网和广域网的费用比采用ATM/SONET技术构建的类似的系统降低约25%，所以以太网从局域网扩展到城域网、广域网，并建立工作速率为10Gbit/s的可靠、高速的数据网。这样网络将基于单一的核心技术，易于管理、费用低廉。
3.3 接入層新技术
3.3.1 本地多点分配业务接入（LMDS）
LMDS技术是一种新兴宽带无线接入技术，是一点对多点的宽带无线通信系统，工作在毫米波波段，传输容量可达1G 可与光纤比拟，被称为“无线光纤”。可提供双向的语音、数据、Internet、视频等服务。
LMDS系统的传输主要通过ATM与无线技术的结合来实现的，采用ATM信元作为基本的无线传输机制。这种方式使LMDS网络具有较大的通信容量，能对多种业务进行灵活、综合的处理。它将无线的统计复用功能与ATM 的统计复用功能相结合，明显提高了频带的利用率。 3.3.2 无源光网络（PON）
无源光网络是光接入网中的一种。PON因其具有成本低、对业务透明、易于升级和易于维护管理的强大优势而深受用户欢迎。PON的基本概念实际上起源于通过使用无源光分路器，充分利用数字光纤基带系统在本地用户环路距离上所具有的较大功率预算富余度，从而实现程度较高的设备共享。所以，PON初期的建造费用很低是其主要优点。另外，无源分路器可靠性高，对业务透明，故系统的维护费用和升级费用很低，特别符合宽带业务需求逐渐发展的要求，具有较高的投资利用率。
4 宽带城域网的组网
4.1 宽带城域网方案设计原则
①先进性；
②实用性；
③统一性；
④可扩充性；
⑤安全可靠性和可管理性。
4.2 建设宽带城域网的骨干层技术选择（10G+RPR+MPLS）
目前，城域网的最前沿出现了3项新兴技术：多协议标记交换、10G以太网和弹性分组环。每一种技术都能够解决服务供应商所关心的所有问题，但是怎样使这些技术协同工作却被忽视了。只有10G以太网、RPR和MPLS这三种新技术按需要协同工作，才能创造城域网美好的未来。
4.3 接入层技术选择
从长远的发展来看，光纤直接到用户的方案无疑是最理想，由于接入网的用户共享程度远小与核心网，造成它对成本非常敏感。这种全光纤的接入技术进展比较缓慢，从目前的形势来看，ADSL、以太LAN、HFC是当前接入网的主要方式，组网时选择哪一个，要看不同特点的服务商、不同网络环境和不同的用户要求。
4.4 寬带城域网的设备选择
在城域网的核心层可以根据网络的实际情况选用华为的OptiX OSN3500、OptiX OSN 2500 和OptiX OSN 1500传输设备。这个系列产品将ASON及MSTP技术进行了融合，线路速率从STM-64到STM-1，与传统SDH、MSTP网络兼容，实现TDM/ATM/IP等多种业务的灵活接入和传送，为用户在城网的建设中提供更多的选择方案。
[作者简介]
王治纯（1980.4-），女，本科，2005年毕业，吉林大学，中国铁通通化分公司，工程师。
关键词：城域网；技术；组网
中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1007-9599 （2012） 22-0000-02
1 前言
我国城市经济发达，各类用户密集，既是传统语音和数据业务的主要消费集中地，也是宽带业务需求急剧增加的地方。城域网是数据骨干网和长途电话网在城域范围内的延伸和覆盖，承担着集团用户、商用大楼、智能小区的业务接入和电路出租业务。建设城域网、实现城市信息化，是全民信息化的重点内容和前期目标。
我国光纤网的建设和宽带骨干网的开通，标志着骨干网的宽带问题已基本解决，但干线传输网无法接入最终用户，而IP用户对接入带宽需求却在不断增加。来自骨干网和最终用户的压力，使得城域网的建设需求凸显出来。为适应未来话音、数据和视频“三网融合”的需要，有必要建设新的宽带城域网。因此，对城域网技术的探讨有很强的现实意义和实用价值。
本文以核心层、汇接层和接入层对城域网进行探讨。
2 城域网的发展历程和现状
2.1 城域网的产生
城域网最初产生于局域网互连和数据新业务发展的需要，以后随着形势的变化逐渐发展成为各类不同背景新兴运营公司的区域性多业务通信网。
城域网是高度竞争和开放的网络环境，基本特征是业务类型多样化、业务流向流量不确定性。它不仅是传统广域网与局域网的桥接区或传统长途网与接入网的桥接区，也是底层传送网、接入网与上层各种业务网的融合区，还是传统电信网与数据网的交叉融合地带乃至未来的三网融合区。多样化将是城域网有别于长途网的重要特点，而丰富的应用是城域网能持续发展的原动力。
2.2 城域网的现状
2.2.1 网络环境
目前，电信业的开放和互联网的发展，致使网络与通信正以前所未有的速度迅猛发展。住宅用户和各类商业用户对带宽的要求越来越高，且业务的发展和宽带的增加之间相辅相成。从网络发展的角度看，以太网因其简单性、易扩展性及其高的性价比，在局域网中已占主导地位。在广域网方面，基于同步数字序列和密集波分复用的骨干网传输速率已达到Tbit/s。但在城域网方面，无论是光纤分布式数字接口，帧中继，异步传输模式，同步数字序列等传输效率一般都不是很高，无法跟上LAN和WAN的发展，成为整个网络的瓶颈，严重阻碍了WAN端到端的服务潜力。
2.2.2 城域网的业务
①信息点播；
②信息广播；
③INTERNET；
④远程计算与事务处理；
⑤其他应用；
⑥线路租赁。
2.3 城域网的传统解决方案
2.3.1 骨干层/汇接层
可以采取以下四种方案：
①以SDH为基础的多业务平台（IP over SDH）；
②基于以太网的方案；
③WDM方案（IP over Optical/WDM）；
④以ATM为基础的多业务平台（IP over ATM）。
2.3.2 接入层
①电话拨入及ISDN；
②XDSL方式；
③IP方式（以太局域网）；
④HFC（混合光纤同轴电缆）系统。
3 宽带城域网新技术
3.1 骨干层/汇接层新技术
3.2.1 弹性分组环（RPR）
RPR的技术特点：
①传输带宽的有效复用；
②快速的环保护倒换（50ms）功能；
③拓扑的自动发现；
④接入控制与公平算法。
3.2.2 多业务环（MSR）
MSR是一种新型的城域网组网和应用模式。MSR是一个双向对称二纤环，主要的光传送机制采用千兆以太网和10G以太网中廉价的广域接口子层或SDH/SONET。MSR既可支持以太网、千兆以太网、DVB、ATM、POS、X.85和X.86等业务支路，又可以象路由器一样支持数据包的转发。
MSR是新一代的多业务光平台，通过在保留相关功能的同时，对交换和传输进行简化，交换和传输进行集成，使之成为一体。MSR环支持单纤环、二纤环、四纤环。此外，MSR可采用环型和链型拓扑结构。
3.2.3 10G以太网
万兆以太网是一种高速以太网技术，它适用于新兴的网络结构，能够实现全网技术统一。它采用IEEE802.3以太网媒体访问控制协议、帧格式和帧长度。它是全双工的，本身没有距离限制。优点是减少网络的复杂性，兼容现有的局域网技术。
10G以太网可以满足新的容量要求，解决低带宽接入、高带宽传输的瓶颈问题，扩大了应用范围，并于以前的所有的以太网兼容。采用以太网技术构建城域网和广域网的费用比采用ATM/SONET技术构建的类似的系统降低约25%，所以以太网从局域网扩展到城域网、广域网，并建立工作速率为10Gbit/s的可靠、高速的数据网。这样网络将基于单一的核心技术，易于管理、费用低廉。
3.3 接入層新技术
3.3.1 本地多点分配业务接入（LMDS）
LMDS技术是一种新兴宽带无线接入技术，是一点对多点的宽带无线通信系统，工作在毫米波波段，传输容量可达1G 可与光纤比拟，被称为“无线光纤”。可提供双向的语音、数据、Internet、视频等服务。
LMDS系统的传输主要通过ATM与无线技术的结合来实现的，采用ATM信元作为基本的无线传输机制。这种方式使LMDS网络具有较大的通信容量，能对多种业务进行灵活、综合的处理。它将无线的统计复用功能与ATM 的统计复用功能相结合，明显提高了频带的利用率。 3.3.2 无源光网络（PON）
无源光网络是光接入网中的一种。PON因其具有成本低、对业务透明、易于升级和易于维护管理的强大优势而深受用户欢迎。PON的基本概念实际上起源于通过使用无源光分路器，充分利用数字光纤基带系统在本地用户环路距离上所具有的较大功率预算富余度，从而实现程度较高的设备共享。所以，PON初期的建造费用很低是其主要优点。另外，无源分路器可靠性高，对业务透明，故系统的维护费用和升级费用很低，特别符合宽带业务需求逐渐发展的要求，具有较高的投资利用率。
4 宽带城域网的组网
4.1 宽带城域网方案设计原则
①先进性；
②实用性；
③统一性；
④可扩充性；
⑤安全可靠性和可管理性。
4.2 建设宽带城域网的骨干层技术选择（10G+RPR+MPLS）
目前，城域网的最前沿出现了3项新兴技术：多协议标记交换、10G以太网和弹性分组环。每一种技术都能够解决服务供应商所关心的所有问题，但是怎样使这些技术协同工作却被忽视了。只有10G以太网、RPR和MPLS这三种新技术按需要协同工作，才能创造城域网美好的未来。
4.3 接入层技术选择
从长远的发展来看，光纤直接到用户的方案无疑是最理想，由于接入网的用户共享程度远小与核心网，造成它对成本非常敏感。这种全光纤的接入技术进展比较缓慢，从目前的形势来看，ADSL、以太LAN、HFC是当前接入网的主要方式，组网时选择哪一个，要看不同特点的服务商、不同网络环境和不同的用户要求。
4.4 寬带城域网的设备选择
在城域网的核心层可以根据网络的实际情况选用华为的OptiX OSN3500、OptiX OSN 2500 和OptiX OSN 1500传输设备。这个系列产品将ASON及MSTP技术进行了融合，线路速率从STM-64到STM-1，与传统SDH、MSTP网络兼容，实现TDM/ATM/IP等多种业务的灵活接入和传送，为用户在城网的建设中提供更多的选择方案。
[作者简介]
王治纯（1980.4-），女，本科，2005年毕业，吉林大学，中国铁通通化分公司，工程师。