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论坛: 系统集成标题: 浅谈宽带城域网技术及业务---(是琦)

作者: humf [humf]

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摘要       本文介绍了宽带城域网的概念，比较了几种宽带接入方式和宽带城域网组网方案，并对宽带业务进行了描述。
关键词   宽带  城域网  MAN  ATM  MPLS GE SDH WDM

一、宽带城域网概述
    21世纪信息产业飞速发展，其中一个热点就是宽带城域网。城域网的建设是城市信息化发展和市场竞争的产物。城域网（MAN――Metropolitan Area Network）的概念是从计算机网络领域发展而来的，是一个互连两个或多个局域网（LAN），覆盖整个城区、范围大于校园网但小于广域网（WAN）的数据通信网。从网络的角度来看，城域网在一定的范围内高速与骨干网互联，是骨干网在城市节点的延伸。城域网不仅是传统广域网和局域网的桥接区、传统长途网和接入网的桥接区，也是底层传送网、接入网和各种业务网的融合区，还是传统电信网和数据网的融合区，乃至将来三网合一的融合区。宽带城域网是传统电信与IP网络融合的网络发展新思路。

二、宽带城域网的技术实现
随着互联网的普及，业务量的递增，网络的负载也不断增加。网络的宽带化已成为城市信息化的重点，不仅要提供高速无阻塞的核心平台，网络的接入也要宽带化。宽带城域网可以提供高宽带的接入服务，多业务的综合服务，灵活的组网和管理方式。根据网络规模，城域网可分为三层：骨干层、汇接层和接入层。有时骨干层合汇接层合为一层，称为核心层。下图是宽带城域网的分层结构：

1、宽带接入方式
    宽带接入方式有很多种：基于铜线的xDSL、基于同轴电缆的HFC、基于FTTx的光纤接入技术、固定无线接入技术、以太网技术。以下仅就几种常用的接入方式加以讨论。
1） ADSL接入
ADSL（Asymmetrical Digital Subscriber Line）即非对称数字用户线路，是一种利用现有市话双绞铜线作传输介质，为用户提供高速数据传输的宽带接入技术。它采用高级的数字信号处理技术，采用新的算法压缩数据，使得大量的信息在网上高速传输。利用先进的调制解调技术和分频技术，使普通电话线同时具备电话和宽带上网功能，充分利用了已有电话网络资源。
2）EtherNet接入
目前所有流行的操作系统和应用都与以太网兼容，以太网性能价格比好，容易安装，可靠性高，技术成熟。尽管以太网技术可以以比较低廉的成本向用户提供10Mb/s的速率，但当同时上网的用户比较多时，用户使用效果满意度会降低。
    3）HFC接入
HFC(Hybrid Fiber-Coaxial)是混合光纤/同轴网，利用同轴电缆，从传统有线电视网发展而来。用户分享带宽，非对称性分配带宽。HFC可以传输模拟、数字图象、数据和电话，成本较低，适用于已有同轴电缆网的CATV公司升级改造。


比较以上几种接入方式， ADSL利用电话线上网，同时不影响打电话，速率也比普通电话上网快很多，主要适用于居住比较分散的用户和中、小型企业用户。我国目前有1.6亿固定电话用户，其中绝大部分是通过铜线接入网络的。这样庞大的硬件基础，构成了发挥ADSL技术优势的最佳平台。在原有用户铜线网络上，利用ADSL技术开展宽带接入是比较好的方式，而且能最大程度地降低成本。以太网接入方式组网灵活，成本低，适用于小区用户和企业用户。光纤加以太网比较适合于我国城市这样的人口密集地区。HFC适用于多用户或集中用户群，是有线电视公司积极引进的技术。在光纤到户未能真正实现的今天，这些接入技术有效地解决了“FTTH的最后一公里”的问题。至于选择何种接入技术，完全是按照用户的需求来定，见仁见智。

2、宽带城域网解决方案
宽带城域网是高度竞争和开放的网络环境，有多种解决方案。
1)以SDH为基础的多业务平台
SDH技术体系和标准非常完善，有统一的光接口及复用标准保证多厂商的互操作，有丰富的开销比特用于网络管理，有强大的组网与自愈能力，无论在长途网还是在城域网中，SDH都已被广泛地采用。SDH系统的传输速率也在不断提高，目前商用的SDH系统的最高速率已达到10Gb/s，40Gb/s的SDH产品也会很快步入市场。SDH多业务平台最适合作为网络边缘的融合节点支持混合型业务量特别是TDM业务量为主的混合型业务量。它不仅适合缺乏网络基础设施的新运营商，而且也适合已铺设了大量SDH网的运营商。以SDH为基础的多业务平台可以有效支持分组数据业务，有助于实现从电路交换网到分组网的过渡。
不过SDH技术毕竟是PSTN时代的产物，是一种电路模式传送技术，非常适合传送64Kb/s的话音业务和提供以2M为单位的固定速率电路，但基于时隙结构的SDH不具备无级动态带宽分配特性，用来传输数据业务时导致网络效率低下且难以适应业务的突发性与速率可变性特点，所以SDH并不是数据业务的理想传送模式，而且SDH设备的接口类别少，难以满足数据网络发展的需要。

2）千兆以太网（GE）
     通过千兆以太网（Gigabit Ethernet）方式联网，这种方式承载IP有很多优点：IP传输效率高、协议简单、端口速率易扩展，而且网络简单、运行费用低，有一定的QoS服务质量保证能力。主要用于面向非连接、QoS要求不高的业务。千兆以太网交换机已成为构建城域园区网和专网的主流手段，但将其作为电信运营商公众宽带网络的核心尚有一定困难。不过随着技术的发展，引入了路由功能的千兆以太网交换机（所谓的三层交换机）与IP路由器的本质区别越来越模糊，未来基于千兆以太网的三层交换机在城域宽带网建设中会发挥越来越重要的作用。

3） WDM方案
  随着技术的不断发展，WDM(波分复用)技术正从长途传输领域向城域网领域扩展。采用WDM，容量会大幅度增加，网络运营商可以提供透明的以波长为基础的业务，这样用户可以灵活地传递任何协议和格式的信号。系统可以通过简单地增加波长而迅速提供新的业务，增加运营商的市场竞争力。其不足之处在于不能灵活有效地将低速率信号汇聚进波长通路，而且成本较高。

4）利用ATM网络技术
ATM（异步传输模式）是对传统分组交换协议（X.25）的简化，实现了硬件级交换，是一种支持面向连接的统计复用技术，可以为每个工作站分配专用带宽。其优势在于网络资源的统计复用，多业务支持能力，端到端的 QoS保证，并且交换速度快，可扩展性强。ATM支持现有电路交换网的演变，可作为第三代移动通信的核心交换和传送网。但ATM协议复杂，成本高，各厂商设备互通性差。
基于数据业务是未来的主流业务这一趋势，多年前业界就公认未来的电信核心网必然基于ATM或IP，但是采用ATM网还是纯IP网作为骨干平台却在电信界争论了多年，如今ATM与IP正在不断地从对方吸取优点而逐步走向融合，未来的网络设备将是ATM交换与IP路由技术的综合体，但会以IP的形象出现。MPLS(多协议标签交换技术)融合了IP路由和ATM交换的特点，是当今普遍看好的核心路由交换技术。MPLS是属于第三层交换技术，独立于链路层，在内部引入基于标记的机制并建立面向连接的IP技术，是集成式的IP Over ATM技术。MPLS在开放的通信网上利用标签引导数据高速传输，它的策略服务、安全控制、流量工程使网络的整体性能实现了高可靠性和良好的可扩展性，可以很好地支持多种业务不同等级的QoS要求，适用于骨干网。
宽带城域网的解决方案采用哪一种技术除了从技术发展趋势、技术特点及技术成熟性来考虑，还要从用户和业务的需要出发，综合考虑市场、投资等因素。从运营商的角度来看，业务应可以满足不同用户群的需求，故宽带城域网应以业务复用为主，从而大大增强竞争力。

三、宽带城域网业务
    有了宽带网，问题变成如何把传统应用和宽带结合，如何寻找到一个突破口，真正把宽带应用起来。对于运营商来说是如何吸引用户的问题，这是社区经营者正在考虑的问题，也是传统商家利用宽带网拓展自己的网上业务的机会。对于用户来说，他们不是很关心采用何种技术实现的问题，他们更关心宽带城域网上到底能提供什么服务，宽带接入后怎样提供用户所需要的业务。目前在互联网上的应用除了科技人员、大学教授们查找文献、相互交流外，大量上网用户主要用途是玩游戏、网上聊天以及下载软件、电子信箱、网上浏览等。宽带城域网可以提供高速信息访问，还有会议电视、视频点播（VOD）、电子商务、VoIP、虚拟专用网（VPN）等增值业务。
1、智能化社区服务
    随着信息技术的不断普及、生活水平的提高，迫切需要提高社区服务管理的质量。人们对信息的需求不断增加，从电视到视频点播，从互联网到电子商务，还有物业管理、社区服务等等，不仅要为工作、生活提供便利，还要提供高质量的休闲娱乐。另一方面，小区对宽带网也需求迫切，对于促进小区文化建设，培养社区精神都有很大的帮助。

2、电子商务
     传统的经营模式在互联网时代发生了巨大的变化，相对来说，B2C（企业对客户）只占电子商务的一小部分。宽带城域网为电子商务提供了安全可靠的网络平台，将物质流、信息流、资金流安全地汇集起来。人们足不出户就可以购物、商务往来。

3、网上教育
宽带城域网可实现视频、音频、图象和文字材料在网上的实时同步传输。用户可以连接到任何一个提供远程教学的学校，学习相关课程。不用去到学校所在地，学习时间可以灵活掌握，不懂的地方可以反复地听、学。网上教育成为现代社会不可或缺的一种教育和知识的传播途径。

4、远程医疗
宽带城域网为远程医疗提供高速的业务平台，使用远程通信技术和计算机多媒体技术提供医学信息和服务，包括在线挂号、专家咨询、远程问药，还可以网上多名专家医生同时会诊。我国在这一领域的发展仅有几年的时间，今后将有更大更广阔的发展。

5、会议电视
会议电视是利用电视技术和设备通过传输信道在两地或多个地点进行开会，通过摄像机和麦克风将某个开会地点的情况、与会人员发表的意见等传送到其他会议地点，进行研讨和磋商。上面提到的远程医疗也可以架构在会议电视的技术之上。

四、结束语
互联网和电子商务的快速发展、信息资源的开发、信息应用系统的建设和推广，对宽带城域网提出了越来越高的要求。建设大容量、高速率的宽带城域网将有力推动社会信息化的进程和信息产业的发展。

[参考文献]
[1]黎洪松，裘晓峰. 网络系统集成技术及其应用  科学出版社 1999.9
[2]我国宽带城域网发展现状分析赛迪顾问专题报告

地主发表时间: 11/06 11:26

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