【正文】 城域網(wǎng)工程技術(shù)與設(shè)計(jì) 第二分公司 紀(jì)忠慶 2023年 7月 1 主要內(nèi)容 第一部分 城域網(wǎng)絡(luò)簡介 第二部分 城域網(wǎng)的以太網(wǎng)技術(shù) 第三部分 城域網(wǎng)的彈性分組環(huán)技術(shù) 2 第一部分 城域網(wǎng)絡(luò)簡介 3 城域網(wǎng)絡(luò)定義： IP 城域網(wǎng)：在城市或一定地理區(qū)域范圍內(nèi)組建的，用于實(shí)現(xiàn)個(gè)人和企業(yè)用戶的語音、視頻、數(shù)據(jù)等多種業(yè)務(wù)接入、匯聚和轉(zhuǎn)發(fā)，可獨(dú)立進(jìn)行管理的 IP 網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。 第一部分 城域網(wǎng)絡(luò)簡介 4 建設(shè)業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)型的移動(dòng) IP承載網(wǎng)絡(luò) 業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)－快速提供新業(yè)務(wù)支持能力，拓展業(yè)務(wù)支撐范圍 ,開展全業(yè)務(wù)運(yùn)營 成本驅(qū)動(dòng)－網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，網(wǎng)絡(luò)融合，降低建設(shè)運(yùn)營成本 ,網(wǎng)絡(luò)建設(shè)立足高起點(diǎn) 第一部分 城域網(wǎng)絡(luò)簡介 5 多業(yè)務(wù)發(fā)展及網(wǎng)絡(luò)需求 第一部分 城域網(wǎng)絡(luò)簡介 6 IP城域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)組織原則 ? 在規(guī)劃建設(shè) IP城域網(wǎng)時(shí)，為是網(wǎng)絡(luò)層次清晰，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，降低建設(shè)運(yùn)維成本，該遵循如下原則。 ? 城域網(wǎng)核心層節(jié)點(diǎn)數(shù)量控制在 2~4個(gè)之間，核心點(diǎn)通過點(diǎn)對點(diǎn)鏈路或環(huán)形鏈路與骨干網(wǎng)絡(luò)匯接節(jié)點(diǎn)連接，核心節(jié)點(diǎn)原則上部署在各中心局，采用網(wǎng)狀網(wǎng)或不完全網(wǎng)狀網(wǎng)連接； ? 城域網(wǎng)匯接層負(fù)責(zé)會(huì)及分散的業(yè)務(wù)接入點(diǎn)，進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。匯接層節(jié)點(diǎn)的數(shù)量和位置根據(jù)各本地網(wǎng)傳輸資源和業(yè)務(wù)發(fā)展情況選定。匯接層節(jié)點(diǎn)之間及匯接層和核心層可以采用環(huán)形拓?fù)?。匯聚設(shè)備上下行寬帶收斂比例在一定的區(qū)間內(nèi)； ? 城域網(wǎng)與骨干網(wǎng)的互聯(lián)電路可跨越行政區(qū)域的界限，按照優(yōu)先考慮流量流向的原則進(jìn)行設(shè)置，接入骨干網(wǎng)為兩個(gè)或兩個(gè)以上節(jié)點(diǎn)。各城域網(wǎng)之間一般不設(shè)立直達(dá)中繼電路； ? 城域網(wǎng)建設(shè)必須協(xié)調(diào)考慮數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)與傳輸資源，目前數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳輸容量承載，因此在進(jìn)行數(shù)據(jù)網(wǎng)建設(shè)過程中，必須根據(jù)裸纖資源和傳輸資源情況，適當(dāng)?shù)囊胍恍﹨R聚接入技術(shù)，選擇性價(jià)比最優(yōu)的方式組網(wǎng)； 第一部分 城域網(wǎng)絡(luò)簡介 7 網(wǎng)絡(luò)的層次結(jié)構(gòu) 網(wǎng)絡(luò)終期采用三層結(jié)構(gòu)，即為主干層、匯聚層、接入層，建設(shè)采用分期方式，先期規(guī)劃僅建設(shè)匯聚層、接入層二層結(jié)構(gòu)。 第一部分 城域網(wǎng)絡(luò)簡介 8 ?骨干層主要面向業(yè)務(wù)范圍內(nèi)的各數(shù)據(jù)交換節(jié)點(diǎn)、關(guān)口局、長途局、一干及二干出口節(jié)點(diǎn)。其功能體現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性和網(wǎng)絡(luò)安全性，并應(yīng)能提供大容量的業(yè)務(wù)調(diào)度能力和多業(yè)務(wù)傳輸能力，是城域網(wǎng)的核心部分。 第一部分 城域網(wǎng)絡(luò)簡介 9 ?匯聚層是介于骨干層和接入層之間，對接入層上傳的業(yè)務(wù)進(jìn)行收容、整合，并向骨干層節(jié)點(diǎn)進(jìn)行轉(zhuǎn)接傳送。是一個(gè)面向所有業(yè)務(wù)具有較強(qiáng)的業(yè)務(wù)匯聚能力，同時(shí)又能提供可靠、靈活、傳送能力的統(tǒng)一傳輸平臺(tái)，一般采用自愈環(huán)形的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)具有良好的可擴(kuò)展性的層次。 第一部分 城域網(wǎng)絡(luò)簡介 10 ?接入層處于整個(gè)城域傳送網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的最底層。主要面向各類業(yè)務(wù)的接入和相關(guān)處理，它不僅是對匯聚層的很好擴(kuò)展，而且在一些地域環(huán)境較為特別的地方可以進(jìn)行復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌筛鶕?jù)業(yè)務(wù)接入的分布情況，形成多種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌绛h(huán)鏈混合的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)方式等。 第一部分 城域網(wǎng)絡(luò)簡介 11 第一部分 城域網(wǎng)絡(luò)簡介 12 核心層 ? 城域核心層相當(dāng)于 PSTN網(wǎng)的長途局，主要承擔(dān)匯聚層設(shè)備的連接和為匯聚層網(wǎng)絡(luò)提供數(shù)據(jù)的高速轉(zhuǎn)發(fā)，同時(shí)提供本地網(wǎng)的高速 IP數(shù)據(jù)出口，實(shí)現(xiàn)與 IP骨干網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)。因此要著重考慮它的處理能力、穩(wěn)定性和面對未來需要的升級(jí)能力。考慮到城域網(wǎng)的安全，該市本地網(wǎng)選擇了 2個(gè)核心節(jié)點(diǎn)和 IP骨干網(wǎng)實(shí)現(xiàn)連接。 ? 核心層設(shè)備包括核心路由器和具有三層功能的高端交換機(jī)等。設(shè)備要求具有很強(qiáng)的路由能力，支持 ATM、 POS、 RPR等接口類型，但主要提供吉比特以上速率的 IP接口，如 POSGE等。利用傳輸設(shè)備的自愈功能提供網(wǎng)絡(luò)的可靠性，而 GE端口一般使用裸纖直連，少數(shù)傳輸設(shè)備可支持 GE接口。 ? 應(yīng)支持 IS— IS、 OSPF和 BGP協(xié)議，具備超過 25kByte的 BGP路由表處理能力，支持每秒 1000條 BGP路由更新，支持 200個(gè)節(jié)點(diǎn)和 3000條鏈路網(wǎng)絡(luò)的 IGP路由處理，支持每秒 1GP2次以上狀態(tài)變化。支持多播 PIMSM和 MBGP等相關(guān)協(xié)議，支持基于 DIFFSERV架構(gòu)的 QOS技術(shù)，支持 MPLSVPN技術(shù)，支持基于 SNMP V1/V2/V3及 MIB的網(wǎng)絡(luò)管理，能實(shí)現(xiàn) MPLS、 VPN、 IP、 QOS等業(yè)務(wù)功能。 第一部分 城域網(wǎng)絡(luò)簡介 13 匯聚層 ? BRAS是面向?qū)拵ЬW(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的業(yè)務(wù)接入網(wǎng)關(guān)，相當(dāng)于 PSTN網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)局，是寬帶網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)可運(yùn)營、可管理、可增值的最重要部分。支持 PPPOE和 DHCP兩種基本的地址管理和用戶接入控制方式，支持標(biāo)準(zhǔn)的 RADIUS認(rèn)證、授權(quán)和計(jì)費(fèi)協(xié)議。支持 IGMP Proxy、 PIMSM和 IGMP Snooping功能，支持基于 RADIUS協(xié)議和單個(gè)用戶的 Qos控制，支持 VPDN技術(shù)，支持 1483Route和1483Brige協(xié)議。 ? 綜合考慮了用戶數(shù)量、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、承諾帶寬帶等因素，采用集中和分散相結(jié)合的方式設(shè)置 BRAS。一方面， BRAS用戶數(shù)量配置不會(huì)太小，避免BRAS設(shè)備的數(shù)量過多、太分散，增加維護(hù)管理的難度、增加投資；另一方面也不會(huì)太大，以避免增加單點(diǎn)故障的影響、增加設(shè)備的負(fù)擔(dān)、增大二層網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模。 第一部分 城域網(wǎng)絡(luò)簡介 14 接入層 ?根據(jù)技術(shù)成熟和業(yè)務(wù)開展情況來看，目前運(yùn)營商能為用戶提供的寬帶接入業(yè)務(wù)主要有 ADSL、 VDSL、 LAN和 WLAN等。對于各種接入技術(shù)，我們正確認(rèn)識(shí)了各自優(yōu)、缺點(diǎn)合適應(yīng)用環(huán)境的基礎(chǔ)上，做到多種接入技術(shù)合理定位、相互補(bǔ)充、綜合應(yīng)用、協(xié)調(diào)發(fā)展。近期堅(jiān)持以介入位主要方式， LAN、 WLAN、 VDSL接入為輔，并建設(shè)綜合接入的原則。 第一部分 城域網(wǎng)絡(luò)簡介 15 第一部分 城域網(wǎng)絡(luò)簡介 16 第一部分 城域網(wǎng)絡(luò)簡介 17 認(rèn)證計(jì)費(fèi)系統(tǒng) ? DHCP+Web方式不需要用戶安裝專門的客戶端軟件，在以太網(wǎng)接入中有一些應(yīng)用，目前已在 WLAN工程中采用。 問機(jī)制，其成本低、良好的業(yè)務(wù)連續(xù)性和擴(kuò)充性及較高的安全性和靈活性適合于校園網(wǎng)中應(yīng)用。各種寬帶接入方式都考慮支持基于 MAC地址、基于 IP地址、基于 TCP/CDP端口號(hào)或基于 VLAN的流過濾功能，確保用戶的管理、控制、計(jì)費(fèi)信息的采集、安全。 ? 為了方便開展業(yè)務(wù)，我們使用的 BRAS也能夠支持多種接入方式，同時(shí)支持 PPPOE和 DHCP+Web接入方式，支持 DHCP Relay和 DHCP Proxy功能。同時(shí)，應(yīng)積極推廣支持多種認(rèn)證方式且具備自動(dòng)識(shí)別功能的客戶端軟件的應(yīng)用，以增加用戶使用的便利性，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)是不通過認(rèn)證方式的靈活選擇。 第一部分 城域網(wǎng)絡(luò)簡介 18 路由器 ?路由器的 GE、 POS、 EI、 ATM等端口通常用于路由器和路由器之間互連，每條互聯(lián)鏈路分配 4個(gè) IP地址。其中第 2個(gè) IP用于本路由器互聯(lián)端口，第 3個(gè) IP用于對對端路由器互聯(lián)端口。路由器的 FE端口通常用于下掛交換機(jī)，每個(gè) FE端口分配 1個(gè) IP地址。路由器的CONSOLE和 AUX端口用于網(wǎng)絡(luò)管理信息的輸入輸出，一般分配 1個(gè)公有地址或 1個(gè)私有地址。路由器的 LOOPBACK端口是一個(gè)虛擬端口，主要用于動(dòng)態(tài)路由協(xié)議的設(shè)置，每個(gè)端口分配 1個(gè) IP。 第一部分 城域網(wǎng)絡(luò)簡介 19 交換機(jī) ?交換機(jī)的以太網(wǎng)端口本身不需要 IP地址，分配給交換機(jī)以太網(wǎng) IP地址是給奇?zhèn)b掛的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備使用的，每個(gè) VLAN的 IP地址需求為該VLAN分配的 IP地址段為 2N。其中一個(gè) IP地址用于 Default Gateway,其它 IP地址用于各端口下掛的設(shè)備。交換機(jī)的 CONSOLE端口通常用于網(wǎng)絡(luò)管理信息的輸入和輸出?？筛鶕?jù)實(shí)際情況分配或 1個(gè)私有地址。 CISCO交換機(jī)還有一個(gè)專門的虛擬網(wǎng)絡(luò)口 SCO和 SLO，可跟據(jù)管理需要分配 1個(gè) IP地址。每個(gè) LOOKBACK端口分配一個(gè) IP。 第一部分 城域網(wǎng)絡(luò)簡介 20 用戶 IP地址分配 ?應(yīng)根據(jù)用戶網(wǎng)絡(luò)的子網(wǎng)數(shù)、主機(jī)數(shù)及網(wǎng)絡(luò)發(fā)展情況進(jìn)行分配。地址數(shù)量按用戶 IP地址的利用率初期至少達(dá)到 50%， 1年內(nèi)達(dá)到 80%一是那個(gè)原則確定；用戶網(wǎng)絡(luò)必須支持 CIDR和 VLSM，用戶網(wǎng)絡(luò)不能以網(wǎng)絡(luò)不支持 CIDR和 VLSM技術(shù)為由要求更多的 IP地址，對應(yīng)于主機(jī)數(shù)少于 127的一般采用子網(wǎng)地址方式進(jìn)行分配，根據(jù)用戶網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的主機(jī)數(shù)量確定子網(wǎng)掩碼，子網(wǎng)劃分方法嚴(yán)格按照 RFC1878建議的要求，對用戶網(wǎng)絡(luò)要審核網(wǎng)絡(luò)規(guī)模，首先要保證用戶網(wǎng)絡(luò)中主機(jī)如 DNS Server、 Mail Server、 Web Server能夠使用合法地址，對于以上網(wǎng)瀏覽為主的終端設(shè)備，建議采用 NAT轉(zhuǎn)換技術(shù)，一般考慮地址與計(jì)算機(jī)終端數(shù)量 1： 10分配。 第一部分 城域網(wǎng)絡(luò)簡介 21 第一部分 城域網(wǎng)絡(luò)簡介 22 城域網(wǎng)建設(shè)經(jīng)驗(yàn)和思路 ?在具體城域網(wǎng)建設(shè)工程中，個(gè)營運(yùn)商應(yīng)根據(jù)自身的情況，選擇合適的技術(shù)產(chǎn)品和建設(shè)規(guī)模，分階段，分步驟地建設(shè)城域網(wǎng)絡(luò)。下面以某個(gè)中型城市新進(jìn)入的運(yùn)營建設(shè)成語網(wǎng)絡(luò)為例，從網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的各個(gè)方面來討論城域網(wǎng)的建設(shè)。 第一部分 城域網(wǎng)絡(luò)簡介 23 ?從網(wǎng)絡(luò)層次來看 ，一般來說，典型的城域網(wǎng)分為骨干層，匯聚層和接入層三個(gè)網(wǎng)絡(luò)層面，層次分明，便于業(yè)務(wù)開展和擴(kuò)張，但也帶來投資大和設(shè)備多的問題。往往可以簡化層次，合并設(shè)備。初期可以考慮將骨干層和匯聚層合一，總之以業(yè)務(wù)為建設(shè)導(dǎo)向，并有一定發(fā)展余量。 第一部分 城域網(wǎng)絡(luò)簡介 24 ?在設(shè)備具體配置方面 ，可先根據(jù)有業(yè)務(wù)預(yù)測，并故語音和數(shù)據(jù)方面的需求，先上迫切需要的板卡。具體來說城市規(guī)模較小或沒有交換節(jié)點(diǎn)時(shí)，考慮上主要通過以太網(wǎng)板卡發(fā)展數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，可通過透傳至?xí)歉晒?jié)點(diǎn)等方式來解決、同時(shí)在設(shè)備上留下擴(kuò)展空間，隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展逐漸曾加網(wǎng)絡(luò)建設(shè)投入。在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)置，網(wǎng)絡(luò)布局方面，應(yīng)該充分考慮 IP網(wǎng)，話音，乃至 3G等業(yè)務(wù)分布情況，結(jié)合本地地理，人文環(huán)境，城市規(guī)劃，其他運(yùn)營商等，綜合考慮，來確定網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并不可拘束于環(huán)形網(wǎng)的形式，必要時(shí)可以先建設(shè) 1+1鏈路。 第一部分 城域網(wǎng)絡(luò)簡介 25 ?除了考慮組網(wǎng)之外，選擇網(wǎng)絡(luò)設(shè)備時(shí)還要注意設(shè)備的升級(jí)業(yè)務(wù)提供能力。帶寬城域網(wǎng)的設(shè)備點(diǎn)多面廣，網(wǎng)管和測試等輔助能力的需要嚴(yán)格，這就要求設(shè)備必須具有很好的后續(xù)支持能力。同時(shí)，帶寬網(wǎng)的未來技術(shù)發(fā)展具有不確定性，難以準(zhǔn)確預(yù)測哪種產(chǎn)品形態(tài)和建網(wǎng)思路符合和未來發(fā)展，因此在設(shè)備選擇時(shí)。必須考察廠家的總和技術(shù)能力，服務(wù)能力和持續(xù)改進(jìn)能力，從這一意義上說，選擇主流技術(shù)和實(shí)力廠家也是建設(shè)可擴(kuò)展，能持續(xù)發(fā)展的帶寬城域網(wǎng)的重要環(huán)節(jié)。 ?另外，在光纜管道等方面，各地運(yùn)營商應(yīng)結(jié)合投入資金，在本地其他運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)還有城市建設(shè)具體情況下自采自建，買，租結(jié)合的方式，以節(jié)省投資，完善網(wǎng)絡(luò)。 第一部分 城域網(wǎng)絡(luò)簡介 26 城域網(wǎng)的發(fā)展 ?在將來的城域網(wǎng)建設(shè)中，應(yīng)該循序漸進(jìn)，一線