宽带IP城域网总体设计和建设方案优化研究

摘要：本文对宽带IP城域网建设的相关问题展开了探讨，包括宽带IP网络设计需要考虑的主要问题、网络建设的总体考虑、网络结构设计，以及进行优化的具体策略，这对改善城域网络建设和提供优质网络服务有着很强的现实意义。

关键词：宽带城域网；网络服务；网络规划

中图分类号：TP393 文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 15-0000-02

Broadband IP MAN Overall Design and Construction Case Optimization Study

Zheng Yan

(China Tietong Beijing Equipment Maintenance Center,Beijing100038,China)

Abstract:The broadband IP MAN related issues are discussed,including broadband IP network design needs to consider the main issues,the overall consideration of network construction,network design and optimization of specific strategies,which improve the Metro network construction and to provide quality network services with a strong practical significance.

Keywords:Broadband MAN;Network services;Network planning

IP城域网是最近几年才出现的一种直接向用户提供以LAN接入为主的宽带接入业务的网络。网络技术和IP宽带业务的飞速发展使IP城域网呈现出前所未有的发展势头，城域网的建设成为所有ISP追求的目标。但正是因为城域网出现比较迟，技术比较新，所以在IP城域网的建设中还存在着诸多值得研究的问题。笔者结合工作实践，就宽带IP城域网总体设计和建设方案的优化展开以下探讨：

一、IP城域网网络总体设计的原则

（一）标准化、模块化设计

IP城域网既是定位为覆盖城域范围的为用户提供就近接入和为用户实现新业务扩展的公共网络平台，从网络设备的选型、网络结构的设计、路由策略的定制到功能模块的定位都需考虑网络的开放性和灵活性。标准化和模块化设计主要体现在各层次节点的设计方面，因为汇聚点尤其是接入节点的发展非常迅速，如果每一个IP城域网的节点和POP等的设计都标准化、模块化，就可以使网络呈现简单的模式，十分便于管理，也利于网络的扩展。

（二）网络多维扩展原则

在设计电信级运营网络的时候，无论是网络骨干网、汇聚和接入，还是用户端，都必须充分考虑到网络结构的可扩展性。例如：网络主干带宽的可扩展性，POP接入和其他边缘节点接入的可扩展性，用户接入的可扩展性等等。只有充分考虑到了各个方面的可扩展性，才可能在城域网滚动发展中不受到牵制。

（三）三层网络冗余技术设计

尽管IP城域网覆盖范围小，但是他是作为一个直接向用户提供服务的平台，是直接反应服务质量的窗口。所以在进行网络设计时同样要考虑电信级网络应具备的网络安全性和可靠性。作为公共信息网的基础平台，网络可靠性的重要程度不言而喻，因而网络的冗余设计显得的至关重要。必须从网络的各个节点去考虑避免单点故障，一般说来可以从核心、汇聚及核心与汇聚的连接等三个层次来设计网络的冗余。

二、宽带IP城域网的组网方案分析

根据不同地区IP业务的发展情况，归纳目前组建IP城域网方案，主要有以下三种。

（一）采用高速路由器为核心组建IP城域网

在IP业务量大的城市，IP城域网骨干层将直接采用高速路由器为核心来组建，并以GE（吉比以太网技术）方式组网为主，PoS连接为辅，中继采用市内光纤或传输连接。对于IP业务量大的城市，考虑到需要处理的IP数据包比较多，只有采用高速路由器才能处理过来，并且当IP业务量比较大时，IP层面的流量控制和服务级别划分（CoS，服务等级）等也是不可缺少的，而这些功能只有高速路由器才能提供，所以对于业务量比较大的城市，应该采用高速路由器来组建IP城域网。

（二）采用高速LAN交换机为核心组建IP城域网

对于业务量中等的城市，可采用高速LAN交换机（同时支持第二和第三层）为核心来组建IP城域网，并完成以GE方式组网，中继采用市内光纤或传输连接。

（三）依托广域骨干网节点建设简单IP城域网

对于业务量小的城市，可依托已建的广域骨干网节点来组建简单的IP城域网。在IP业务量小的城市，考虑到需要处理和承载的IP数据包不是特别多，并已建的广域网节点资源比较富余，为了充分的利用已有的设备和资源，可以依托当地的广域骨干网节点或广域网延伸节点，组成简单的IP城域网（不成为单独的AS路由域），为当地的信息大厦和小区提供宽带接入。根据当地IP业务量的大小，这种简单IP城域网可以拥有单独的核心节点或者只是简单地以广域网节点为核心节点。

三、宽带IP城域网优化策略和思路

IP城域网优化最终目标是实现“多业务、强管理、低成本”的可控、可管、可盈利、可持续发展的IP城域网优化建设。笔者主要从传输方案、网络结构和业务组织3个方面提出优化策略。

（一）传输方案优化

目前，宽带IP城域网的主流传输技术主要有：MSTP/MSPP、PBT、RPR技术和DWDM/CWDM技术等。

MSTP/MSPP是在SDH技术基础上增加“多业务”能力的多业务传输平台。MSTP/MSPP技术能够提供多种物理接口，进而满足新业务快速接入。同时MSTP/MSPP还具有传输的高可靠性和50ms内的快速保护倒换功能。MSTP/MSPP技术能够很好地融合原有网络及新的业务需求，但不足之处是仍然无法从根本上解决带宽利用率低的问题。

PBT技术是在PBB标准之上改进而来的。有效结合了以太网和MPLS的特征，便于运营商节约成本。不足之处是PBT只能支持环形组网，对组播的支持和灵活性还需要进一步提高。从长远看，PBT适合于流量相对稳定的电信级城域网的建设。

RPR是一种为传输IP分组而优化的传输技术。它能够高效支持多播/广播业务，支持IP包的优先级以及其它IP业务控制功能，并吸收了SDH系统50ms环保护特性和吉比特以太网的经济性。但从成本方面看，由于RPR采用硬件环的方式，成本比较高。

DWDM/CWDM是采用波分复用方式进行数据同步传输的技术。WDM系统传输容量很大，可大量节约光纤资源。还可以传输不同类型的信号（如数字信号、模拟信号等），并能对其进行合成和分解。另外，WDM技术也是比较理想的扩容手段。由于其具有易于重构、易于扩展等优点，已成为未来高速传输网的发展方向。但目前WDM系统的网络管理尚不成熟，与传统系统间互连、互通性需进一步加强。

（二）网络结构优化

网络结构优化以理清网络拓扑结构、优化业务流量和流向、实现对用户的管理控制、增强网络对业务的适应能力和调配灵活性为主。

为了解决目前IP城域网所存在的诸多问题，建议以路由型IP城域网代替交换型IP城域网。在核心层，通过路由器与CN2骨干网路由器互联实现IP城域网与CN2间的策略路由转发，同时核心层尽量采用一些高端路由设备，如Cisco的12xxx系列路由器、Juniper的T640和华为的NE16E等高端路由器。在汇聚层，为更好地实现对用户和业务的控制和管理，应分布式设置BRAS、业务路由器SR等业务接入控制点设备，让业务接入控制点设备以下的接入层网络为二层网络，做到二三层网络分离。在接入层，为保证用户带宽及业务的服务质量，接入层网络结构层次应简化，建议从业务接入控制点BRAS/SR到用户终端之间的设备层次不超过3级，环路上的节点不应太多，在光纤资源允许的情况下，建议环上的节点数不应超过10个，不能成环的链路尽量控制在5个以内，以保持网络安全性和稳定性。通过网络结构的优化，进一步实现业务控制点QoS策略的集中统一部署，减少网络时延、抖动、丢包等问题。

（三）业务组织优化

业务组织优化主要包括服务质量、业务（包括接入方式、计费与结算、宽带用户管理等）、网络管理和网络安全等方面的优化。

服务质量优化主要是通过有效的实施各项IP QoS技术，使运营商能够有效地控制网络资源及其使用，在单一网络平台上融合语音、视频及数据等多种业务，能够在现有网络上细分客户、针对不同的客户需求提供特色的差别业务。

业务优化主要是通过BRAS/SR实现用户的访问权限、安全、QoS、增值业务的提供和控制等，实现用户唯一标志、端口溯源、限制用户恶意申请IP地址以及用户非法等，并采用RADIUS协议传送用户的认证、鉴权、计费信息。网络管理和安全优化主要是将IP城域网的网管系统通过特定的接口与综合网管系统连接，以实现综合的资源、故障、性能等管理功能，实现网络运行安全和业务安全。

四、结语

目前，随着数据网络的发展，上网用户迅速增长，如何为用户提供高速率的数据业务，特别是因特网访问业务，就成为重点考虑的问题。而IP城域网将是为用户提供宽带IP接入的最佳解决方案。因此，这需要我们广大行业工作者不断进行探索，以满足用户的需求和实现社会及经济效益。

参考文献：

[1]李学军,朱英军.宽带IP城域网的优化策略与实践[M].北京:人民邮电出版社,2002

[2]余少华,陶智勇.城域网多业务传送理论与技术[M].北京:人民邮电出版社,2005

[作者简介]郑岩（1983-），男，北京人，主要从事固网交换工作。