重慶郵電學院 辜光輝
木青科技實業(yè)有限公司 胡繼超
摘要： 本文從城域網的定義入手介紹了城域網的基本框架，給大家一個整體上的認識。接著步入主體，介紹了城域光網絡組網中的主要技術，并進行了比較，最后討論了光城域網未來的發(fā)展。
關鍵詞：城域光網絡、SDH、PRP、MSTP
1、城域網絡的定義
城域網MAN（Metropolitan Area Network）是適用于一個城市的信息通信基礎設施，是國家信息高速公路NNI（National Information Infrastructure）與城市廣大用戶之間的中間環(huán)節(jié)。建造城域網的目的是，提供通用和公共的網絡構架，藉以高速有效地傳輸數據、聲音、圖像和視頻等信息，滿足用戶日新月異的互連網應用需求。
城域光網一般適用于距離為 30－50KM 的范圍，建立在光纜通信設施之上。對于完整的城域網建設應有以下幾個層面的建設：“基礎設施Infrastructure”、“應用系統(tǒng)Application ”和“信息Information”。
城域網的基礎設施由基于IP主干網和IP接入網組成，提供一條覆蓋整個城市范圍的城市信息高速公路。企業(yè)的局域網和個人的PC機都能接入城域網，獲得各種信息服務。
我們這里討論基礎設施這部分的發(fā)展狀況。
2、 城域光網絡的組網技術
采用城域光網絡分擔業(yè)務層的壓力主要有如下好處：可以節(jié)省光纖資源，因為純粹數據設備的光纖直連組網方式浪費光纖資源，并且每增加1個數據節(jié)點，其他節(jié)點的配置均要改動；另一方面，除能提供業(yè)務信號的透明傳送功能外，城域光網絡設備還可以提供動態(tài)帶寬分配能力，即在設備內部直接對數據業(yè)務進行匯聚、梳理以及整合。
目前光網絡中使用的組網技術有：SDH、DWDM/CWDM 以及彈性分組環(huán)（RPR），光以太網(OE), GPON和EPON。
為了滿足運營商構建面向多種業(yè)務、更經濟、靈活, 功能更強大而高效的網絡， 城域光網絡應該具有：多種業(yè)務的接口技術，可與現有網絡兼容，高效利用帶寬 (按需提供、數據與TDM業(yè)務共享)，支持 QoS等。
SDH最適于TDM業(yè)務，以太網則對數據業(yè)務最佳。以SDH為基礎的MSTP及以分組技術為基礎的RPR或基于RPR的多業(yè)務傳送平臺(國內正在標準化),他們的特點就是能兼顧數據和TDM業(yè)務。DWDM及CWDM本身對信號規(guī)式都是透明的，它們可以與上述任何技術結合，以滿足傳輸容量的要求或增加組網靈活性。
2. 1 SDH/MSTP技術
SDH采用了標準化的信息等級結構，并兼容了T1和E1兩大數字體系，使他們在STM-1等級上獲得統(tǒng)一，它具有網絡自愈功能和強大的網管功能，使業(yè)務通道可靠性大大提高，網絡管理維護變得非常簡單、便攜。因此城域傳輸網中常采用這種技術。對于SDH而言，它是面向語音傳輸的，具有可靠的延時和抖動保障，時鐘同步，并可提供50ms的環(huán)保護功能。SDH設備的接口速率從E1到STM－64，或者更高。SDH向用戶提供專用帶寬，是一種時分復用技術，屬于OSI L1范疇。
SDH/MSTP 在此是指以SDH為基礎的多業(yè)務傳送平臺(MSTP)。 MSTP其最大的特點是可以利用傳統(tǒng)的網絡體系支持多種業(yè)務（物理接口和協(xié)議），可以簡化網絡結構。 MSTP在基于TDM傳送的SDH功能之上，增加兩大關鍵功能：EoS (Ethernet over SDH)和AoS (ATM over SDH)，實現同一平臺的技術融合, 使單一設備能適應多種業(yè)務的需要。 在MSTP這樣的平臺中，TDM業(yè)務、ATM業(yè)務、IP業(yè)務都可高效接入和高效傳輸, 它既能滿足日益增長的數據業(yè)務（IP、ATM ...）的需求，又能兼容目前大量應用的TDM業(yè)務。而且由于SDH/DWDM成熟的組網和保護技術，可提供很高的可靠性。
SDH仍然存在些問題，對于固定速率的業(yè)務(如傳統(tǒng)話音業(yè)務)，SDH很容易將其適配到固定容量通道中，但對于可變速率VBR業(yè)務和任意速率業(yè)務，SDH則顯得不夠靈活，特別是傳送效率不高；在保護技術的應用中，又浪費了一半的帶寬。
2．2 RPR/MSTP技術
隨著各種業(yè)務的涌現商業(yè)用戶的需求對城域網網絡技術提出了新的要求：
＊ 網絡體系結構的對IP優(yōu)化
＊ 對語音傳送的支持
＊ 具有足夠的承載能力和擴展能力
＊ 對IP分組轉發(fā)的優(yōu)化
＊ 提供不同等級的QoS服務
＊ 具有可靠的穩(wěn)定性和自愈能力
＊ 帶寬的優(yōu)化
＊ 具有嚴格的擁塞控制和服務保障機制
基于RPR的MSTP正迎合了這種要求它所提供的業(yè)務有：
＊ 提供INTERNET接入服務
＊ 提供IP語音業(yè)務
＊ 提供視頻業(yè)務
＊ 提供以太網專線業(yè)務
＊ 提供傳統(tǒng)TDM業(yè)務
基于RPR技術的MSTP解決方案的特點在于：
* 提供一個同步的、分組化的網絡。網絡上傳輸幀長固定的TDM業(yè)務RPR幀和幀長可變的分組業(yè)務RPR幀，可同時提供TDM專線和MPLS數據專線。
* 支持統(tǒng)計復用技術和空間復用技術，環(huán)路業(yè)務容納能力為環(huán)路帶寬的3～4倍
* 所有業(yè)務流通過MPLS標簽加以標識，進行服務質量等級分類。基于RPR的MSTP網絡采用嚴格優(yōu)先級的方式進行業(yè)務交換。
* 網絡可提供滿足電信級標準的PDH、SDH業(yè)務通路，并可根據需求支持PAL、NTSC或MPEG-2制式的圖像廣播業(yè)務。
總而言之，MSTP的解決方案正經歷從以SDH為基礎向以RPR技術為基礎過渡，與第三代基于SDH的MSTP相比具有易于組網，建設和維護成本低的優(yōu)勢，更加適用于各種現行和未來業(yè)務網絡的需求。
2.4 RPR組網方案
雖然MSTP已經提出了很久了，但由于其價格比較貴，不容易配置，只注重多業(yè)務的接收，而沒有很好的實現數據有效的傳輸，所以在城域光網絡建設上沒得到很好的發(fā)展。
RPR技術是一種全新的、能夠在光纖上直接承載多種業(yè)務的技術。RPR技術從它的出現到現在已經好幾年了，在許多公司和研究機構的努力下，RPR標準逐步得到了完善。從目前看是一種較優(yōu)異的寬帶城域技術。它解決了以太網技術和SDH技術不能解決的一些問題而得到用戶們的青睞。
RPR方案與MSTP方案比較
實現IP/以太網分組直接封裝成RPR幀格式，節(jié)約EOS PPP/MP-PPP和虛級聯(lián)映射成本
大大提高環(huán)路帶寬利用率
可靈活設置每個業(yè)務的承諾帶寬和突發(fā)帶寬，保證每個業(yè)務有能力突發(fā)到端口物理速率
RPR方案與以太網/IP通過光纖組網方案比較
具有50ms環(huán)保護功能，保證網絡的穩(wěn)定性
具有承載TDM業(yè)務的功能，實現多業(yè)務交換
可提供面向連接的以太網數據專線服務，保證業(yè)務端到端的服務質量
RPR技術特點和優(yōu)勢 – 兼容性好，保護現有網絡投資
對于物理層傳輸介質不敏感，既可采用以太網，也可采用SDH，使現有SDH設備可以馬上升級為同時提供IP和TDM等實時業(yè)務的綜合業(yè)務平臺。
RPR技術特點和優(yōu)勢 – 性價比高
采用類似以太網的幀格式，造價低廉；性能等同或優(yōu)于ATM技術，成本為ATM設備的十分之一左右。
從上表可見，采用RPR來組網，其組網成本又絕對的優(yōu)勢 ，如今部分校園網、交通系統(tǒng)和電力網都采用了RPR技術來組網，所以用RPR技術來組建城域光網絡會是大多數商家的選擇。
3、城域光交換網絡的展望
業(yè)界普遍認為城域光交換網絡的未來將是自動交換光網絡（ASON），它將把城域光網絡的發(fā)展推向新的高潮。在大多數人的眼中，ASON還僅僅是個概念。2001年相繼制定了UNI和G..8080標準。ION/ASON是從光傳送網(OTN)的智能化和自動化發(fā)展而來, 在此之前的OTN都是靜態(tài)的網。ASON/ION將IP的靈活和效率、SDH/SONET的保護能力、DWDM的容量，有機地結合在一起，形成以軟件為核心的，能感知網絡和用戶服務要求、并能按需直接從光層上動態(tài)地提供服務的新一代光網絡, 它與現有的網絡可無縫地結合，并不斷發(fā)展。所以, 普遍認為ASON/ION是一種經濟有效，足以增強運營商創(chuàng)收和競爭能力的新技術,它們將會在長途骨干網和城域光網絡中得到發(fā)展。
4、結束語
城域光網絡現在已經發(fā)展成為了一個多業(yè)務傳輸的承載平臺，它在用戶對帶寬、兼容性、靈活性、保護能力等的要求下，正在迅速的發(fā)展。它正逐步邁向智能化，并將不再是網間通信的瓶頸。
參考文獻：
<1> 陳志云， 光網絡的發(fā)展及組網技術，2004-5
<2> 劉琦, 城域光網絡技術概述, 2002-6
<3> 吳謙, 未來光網絡核心技術，2003-4
作者簡介：
辜光輝，女，重慶郵電學院通信與信息系統(tǒng)專業(yè)研究生，2002年畢業(yè)于蘭州交通大學通信與信息工程專業(yè)。現從事電信增值業(yè)務及嵌入式系統(tǒng)在光網絡上的應用研究。
胡繼超，男，華中理工大學畢業(yè)，學士學位。現任深圳市木青科技實業(yè)有限公司研發(fā)部總經理，主持過多項重大項目開發(fā)工作，在國內學術刊物上發(fā)表多篇論文，并擁有多項光通訊領域技術專利。
