【正文】 謝 .............................................................. 44 參考文獻(xiàn) .......................................................... 45 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 1. 緒論 寬帶 網(wǎng)絡(luò) 潮流正席卷全球。通過寬帶網(wǎng)，人們 可以足不出戶 與外界進(jìn)行信息和物流交換，比如 在線 購物、視頻點(diǎn)播 、 工作學(xué)習(xí) 等 。通過在 住宅小 區(qū)鋪設(shè)寬帶網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商可以銷售各自的寬帶軟、硬件，同時(shí)可以參與甚至控制小區(qū)的智能化管理，將遠(yuǎn)程抄表、遠(yuǎn)程監(jiān)控、家電網(wǎng)絡(luò)化等等開發(fā)為生財(cái)之道。所以近年來世界各大電信公司紛紛進(jìn)行戰(zhàn)略重組，采用高速寬帶 IP 交換路由技術(shù)構(gòu)筑電信業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)。新一代電信運(yùn)營商和基于電路交換機(jī)制的傳統(tǒng)電信網(wǎng)最大的區(qū)別是，前者采用了 IP 網(wǎng)絡(luò)分組 /包交換技術(shù)，以及高度自愈功能的光環(huán)網(wǎng)傳輸系統(tǒng)，可以同時(shí)提供語音、圖像和數(shù)據(jù)等多媒體通信業(yè)務(wù)。 加上中國電信原有的全國性光纖骨干網(wǎng)，廣電、電信、聯(lián)通、網(wǎng)通 、鐵通 等中國寬畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 帶通信市場(chǎng)的主要競(jìng)爭(zhēng)者將 各就各位 。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 2. 寬帶 IP 城域網(wǎng)的基本理論 IP 城域網(wǎng)的概念 IP城域網(wǎng)的概念是由 計(jì) 算機(jī)網(wǎng)深化而來，指介于廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)之 間 ，在城市及郊區(qū)范 圍 內(nèi) 實(shí)現(xiàn) 信息 傳輸 與交 換 的一種網(wǎng) 絡(luò) 。IP城域網(wǎng)是 計(jì) 算機(jī)網(wǎng) 絡(luò) 和 傳統(tǒng)電 信網(wǎng) 絡(luò) 的融合 :從技 術(shù)發(fā) 展的 趨勢(shì) 來看， IP城域網(wǎng)會(huì)是傳統(tǒng)電 信體系 發(fā) 展的必然跑 勢(shì) 。網(wǎng) 絡(luò) 通信 經(jīng)歷 了從渴望 連 接到渴望 帶寬 再到渴望內(nèi)容三個(gè) 階 段。 多 業(yè)務(wù)寬帶 IP城域網(wǎng)不 僅僅 只是能 夠 將網(wǎng) 絡(luò)帶寬 提速的 簡(jiǎn)單 方案，而是采用一些技術(shù) 來提升 IP網(wǎng) 絡(luò) 的健壯性，開放增 值業(yè)務(wù) ，解決 寬帶 通信的服 務(wù)質(zhì) 量 問題 ，加速投 資 回報(bào) 。 從網(wǎng) 絡(luò)結(jié) 構(gòu)上來分，根據(jù)目前的技 術(shù)現(xiàn) 狀和 發(fā) 展 趨勢(shì) ， 一般將城域 闊 的 結(jié) 構(gòu)分 為三 層 :核心 層 、 匯 聚 層 和接入 層 。 傳輸 網(wǎng) 絡(luò) 一般采用高容量的 傳輸設(shè)備 ， 負(fù)責(zé) 完成數(shù)據(jù)的 傳 送 :核心路出交 換設(shè)備負(fù)責(zé) 建立和管理承 載連 接，并 對(duì)這 些 連 接近行交 換 和路由。 匯 聚 層節(jié) 點(diǎn)的數(shù)量和位 貴 的 選 定與當(dāng)?shù)氐墓?纖 和 業(yè)務(wù) 開展?fàn)顩r相關(guān)， 一般在城市的遠(yuǎn) 郊和所 轄縣 城 設(shè) 啻 匯 聚 層節(jié) 點(diǎn) :核心 層節(jié) 點(diǎn)與 匯 聚 層節(jié) 點(diǎn)采用星形 連 接， 在光 纖 數(shù)量可以保 證 的情況下每個(gè) 匯 聚 層節(jié) 點(diǎn)最好能 夠 與兩個(gè)核心 層節(jié) 點(diǎn) 級(jí)連 。 由于用戶 端 設(shè)備 端口需求量 較 大，因此要求接入 設(shè)備 要有 優(yōu) 良的性價(jià)比。 表 21 寬帶 IP城域網(wǎng)分 類 寬帶 IP 城域網(wǎng)優(yōu)化的意義 [7] 寬帶 IP城域網(wǎng)網(wǎng) 絡(luò)優(yōu) 化的主要目的是在 現(xiàn) 有城域網(wǎng) 絡(luò) 的基 礎(chǔ) 上 進(jìn) 一步提高網(wǎng) 絡(luò) 的性能、網(wǎng) 絡(luò) 的可用性、安全性和可 擴(kuò) 展性，使 寬帶 IP城域網(wǎng)能 夠 更好地 滿 足用 戶 的需要，為 用 戶 提供 優(yōu)質(zhì) 的服 務(wù) ，從而 進(jìn) 一步提高運(yùn) 營 商的市 場(chǎng)競(jìng) 爭(zhēng)力。 二 、 對(duì) 寬帶 IP城域網(wǎng) 實(shí)施 優(yōu) 化 ，有 利于 寬帶 IP城域網(wǎng) 資 源的合理使用 ，寬帶 IP城域網(wǎng) 資源的合理配 備 和有效使用是提高城域網(wǎng)投 資 放益比的一個(gè)重要的方面。以 語 音 業(yè)務(wù)為 主體的整個(gè) 通信 產(chǎn)業(yè) 正 處在一個(gè)整體 轉(zhuǎn) 型的關(guān) 鍵時(shí) 期。城域網(wǎng)是 IP網(wǎng) 絡(luò) 建 設(shè) 中非常重要的一個(gè) 環(huán)節(jié) ，當(dāng)前的城域網(wǎng)不但要 實(shí)現(xiàn) 互 聯(lián) 網(wǎng)上網(wǎng) 業(yè)務(wù) 的接入， 還 要 實(shí)現(xiàn) IPTV、 語 音、大客 戶 等多種 業(yè)務(wù) 的接入 。 為 了 滿 足不斷提升的用 戶帶寬 、更加精 細(xì) 的服 務(wù)質(zhì) 量以及更全面的 業(yè)務(wù) 開展， 對(duì)現(xiàn) 有城域網(wǎng)的網(wǎng) 絡(luò)優(yōu) 化或改造 勢(shì) 在必行 。波分復(fù)用（ WDM） 的出現(xiàn)、高速光連接的增加以及話音和數(shù)據(jù)的融合，都在推動(dòng)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的變革。這是由于 ATM 被認(rèn)為是可以融合數(shù)據(jù)、語音和圖像的技術(shù)，而且 ATM 可以和 SDH 環(huán)網(wǎng)很好地適應(yīng)。 業(yè)務(wù)融合是另外一個(gè)推動(dòng)城域網(wǎng)發(fā)展演變的主要因素。直到不久前，企業(yè)用戶還必須依賴傳統(tǒng)的電信服務(wù)提供商，通過租用 T T OC3 或其他速率的電路在 MAN 中傳送數(shù)據(jù)。 這對(duì)于新的 MAN 服務(wù)提供商是很好的機(jī)遇，因?yàn)榭梢岳没谇д滓蕴W(wǎng) （ GE） 、為數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)來滿足這些用戶的需求。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 寬帶 IP 城域 網(wǎng)骨干層技術(shù) 及 性能對(duì)比分析 千兆以太網(wǎng)技術(shù) （ GE） GE 與以太網(wǎng)、快速以太網(wǎng)兼容，世界 80％以上的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)為以太網(wǎng)形式， GE 的實(shí)施具有直接、快速和千兆位的特點(diǎn)，設(shè)備便宜；傳輸距離達(dá) 100km，可以滿足城域網(wǎng)需要。 GE 技術(shù)的優(yōu)勢(shì)是低價(jià)的設(shè)備、簡(jiǎn)單的技術(shù)路線 和 以太網(wǎng)、快速以太網(wǎng)兼容的接口。 技術(shù)（ IP over SDH 技術(shù) ） POS 技術(shù)將 IP 包直接封裝到 SDH 幀中，提高了傳輸效率；采用高速光纖傳輸，以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式提供從 STM1 到 STM64 甚至更高的傳輸速率。 DPT 也避免 了 ATM 協(xié)議的復(fù)雜性、信令系統(tǒng)和過高的信頭開銷，直接支持IP，無須 IP 包的拆分和重組，提高了交換機(jī)處理能力，降低了設(shè)備價(jià)格。 隨著 寬帶接入新技術(shù)、新標(biāo)準(zhǔn)不斷出現(xiàn)，已有 的 產(chǎn)品與解決方案有待完善；市場(chǎng)方面，寬帶業(yè)務(wù)（如 VOD、電子商務(wù)、遠(yuǎn)程教學(xué)等 ） 受到各方面尤其是經(jīng)濟(jì)條件限制，發(fā)展不如預(yù)期快。 普通 Modem 普通 Modem 是利用電話線提供窄帶數(shù)據(jù)接入的主要方式，最高提供 56Kbps 傳輸速率，典型下載速度 1200bps 左右。 下 行信道速率 、 、 、 ，分成數(shù)個(gè) 1536Kbps 的 A 信道， A信道能傳送 MPEG1 質(zhì)量的圖像；上行信道速率 640Kbps；可選雙工信道速率為 160、 3854 576Kbps，傳輸距離 3～ 6km。 SDSL（ 對(duì)稱數(shù)字用戶環(huán)路 ） SDSL 也是一種對(duì)稱銅線傳輸技術(shù)，使用單根雙絞線，提供雙向高速可變速率連接，速率范圍 160K～ ， 雙絞線上最大傳輸距離 3km。 IMDSL（ Inverse Multiplesed DSL） 國內(nèi)用戶線長(zhǎng)度平均 ，最長(zhǎng) 6km，目前沒有一種 DSL 技術(shù)能夠在 4～ 6km 普通電話線路上提供 20Mbps 以上速率傳輸。 1 Ether（以太網(wǎng) ） 目前國內(nèi)寬帶熱點(diǎn)中有從最終用戶到城域骨干網(wǎng)都使用以太網(wǎng)方式 ， 全以太 網(wǎng)接入方案 。 SDH 在建設(shè)時(shí)為不同的節(jié)點(diǎn)分配不同的帶寬，但不能動(dòng)態(tài)調(diào)整。 寬帶城域網(wǎng)建設(shè)技術(shù)路線 [8] 在目前城域網(wǎng)的建設(shè)過程中，主要思路是以 IP 或 ATM 為骨干進(jìn)行。當(dāng) IP 在 ATM 網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行時(shí)，路由器環(huán)繞在 ATM 網(wǎng)絡(luò)的周圍。 構(gòu)建于 layer2 的城域網(wǎng) 在城域網(wǎng)的構(gòu)建過程中，現(xiàn)在較典型的是構(gòu)建于 layer2 的城域網(wǎng)，采用多層交換機(jī)以 GE over Fiber 模式運(yùn)行。今后隨著吉比特、太比特交換機(jī)與 DWDM 技術(shù)配合，可進(jìn)一步實(shí)現(xiàn) GE over DWDM 的城域網(wǎng)傳輸模式。由于 IP 具有第三層的智能，當(dāng)業(yè)務(wù)中斷或光纜被切斷時(shí)，第三層的路由功能可以迂回網(wǎng)絡(luò)流量進(jìn)行流量分擔(dān)，從而保證用戶網(wǎng)絡(luò)的暢通。 接入提供商共同面臨的問題 大規(guī)模 IP 服務(wù)提供商和接入提供商共同面臨的問題是：構(gòu)建可靠并可以提供高性能連接的網(wǎng)絡(luò)。 下面的要求是所有服務(wù)提供商共同需要的，也是典型的新一代 MAN 所必須具備的。 （ 2） 重要功能列表。首先必須和現(xiàn)有的設(shè)備具有很好的互操作性，包括中心交換機(jī)房（ CO） 、服務(wù)接入點(diǎn) （ POP） 和用戶端設(shè)備 （ CP） 。這不僅是指設(shè)備成本，還包括開始部署設(shè)備和以后網(wǎng)絡(luò)的日常維護(hù)成本。 （ 2） 服務(wù)質(zhì)量 （ QoS） 。從接入 MAN 的角度看，至少能夠連接到兩個(gè)不同的 ISP 網(wǎng)絡(luò)是非畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 常重要的。這包括對(duì)每個(gè)用戶收費(fèi)、統(tǒng)一費(fèi)率、一直在線業(yè)務(wù)以及針對(duì)特殊用戶需求的組合資費(fèi)策略。 新的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的核心是，直接由 WDM 光纖連接的多個(gè) GE 通道，構(gòu)成可靠的、數(shù)據(jù)優(yōu)化的光纖環(huán)。將 WDM 集成到 IP 交換機(jī)中可以增加線路容量，簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)部署和管理，降低技術(shù)支持費(fèi)用。 一般都認(rèn)為只有 ATM 才能提供固定時(shí)延的數(shù)據(jù)通道以支持話音業(yè)務(wù)。 （ 2） 靈活提供限速率的通道 與 SDH 網(wǎng)絡(luò)固定的速率等級(jí)不同，新一代的網(wǎng)絡(luò)允許動(dòng)態(tài)提供雙向限速率的通道，包括輸入和輸出的業(yè)務(wù)。而在傳統(tǒng)的 SONET 網(wǎng)絡(luò)中，重新配置電路是一畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 個(gè)費(fèi)時(shí)費(fèi)力且與硬件相關(guān)的過程。 SDH 通常使用光纖環(huán)中的第 2條保護(hù)光纖實(shí)現(xiàn)毫秒級(jí)的保護(hù)。另外， MPLS 提供了在光纖環(huán)中預(yù)先建立多條保護(hù)通道的能力，因此可以快速切換到備用 路由。為了能夠滿足 SLA，服務(wù)提供商必須依靠網(wǎng)絡(luò)提供分等級(jí)服務(wù)的能力。因此，當(dāng)服務(wù)提供商在 MAN 中提供透明的 LAN 業(yè)務(wù)時(shí)，它們必須特別注意這些協(xié)議的特征。 （ 6） 服務(wù)的無縫融合 通過打破傳統(tǒng) SDH 網(wǎng)絡(luò)的僵硬限制，新的融合優(yōu)化的 MAN 允許服務(wù)提供商滿足現(xiàn) 實(shí)世界中用戶的各種需求。這樣， 用戶樂于請(qǐng)求和使用更多的、所需要的服務(wù)，而不是因?yàn)榘嘿F的費(fèi)用或很長(zhǎng)的等待時(shí)間使他們望而卻步。另外，通過打破傳統(tǒng)的限制，這些新的網(wǎng)絡(luò)為將來的網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，例如多協(xié)議波長(zhǎng)交換。 （ 2） 個(gè)人用戶： 通 過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行多媒體通信、訪問信息源、網(wǎng)上商業(yè)活動(dòng)等。 表 41 不同用戶群對(duì)電信業(yè)務(wù)的需求情況表 集團(tuán)用戶 中小企業(yè) 大中學(xué)校 金融證券 智能小區(qū) 傳統(tǒng)電話 /傳真 IP 電話 /傳真 高速上網(wǎng)、 VPN、 電子商務(wù) 信息發(fā)布、專線 企業(yè)網(wǎng)接入 數(shù)據(jù) /文件傳輸 視頻會(huì)議 傳統(tǒng)電話 /傳真 IP 電話 /傳真 高速上網(wǎng)、 VPN 電子商務(wù)、 信息發(fā)布、專線 企業(yè)網(wǎng)接入 數(shù)據(jù) /文件傳輸 視頻會(huì)議 傳統(tǒng)電話 /傳真 IP 電話 /傳真 高速上網(wǎng) 信息發(fā)布 數(shù)據(jù) /文件傳輸 專線、校園互連 傳統(tǒng)電話 /傳真 IP 電話 /傳真 高速上網(wǎng)、 VPN、 數(shù)據(jù) /文件傳輸 企業(yè)接入、高速專線、 呼叫座席、電子商務(wù) 信息發(fā)布 傳統(tǒng)電話 /傳真 IP 電話 /傳真 高速上網(wǎng) 視頻業(yè)務(wù)、VOD、 遠(yuǎn)程教學(xué)、 小區(qū)物業(yè)管理 各種電信業(yè)務(wù)對(duì)線路帶寬的要求 [9] 每一種電信業(yè)務(wù)對(duì)于帶寬的要求是不同的。 表 42 電信業(yè)務(wù)與通訊帶寬對(duì)比 話音通信（窄帶業(yè)務(wù) ） 300～ 4000 Hz 300～ 4000 Hz 撥號(hào)上網(wǎng) 56 Kb/s K/s ISDN 64 Kb/s～ 128 Kb/s 64 Kb/s～ 128 Kb/s 寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù) 下行帶寬要求 上行帶寬要求 EMAIL、高速上網(wǎng)、新聞組、網(wǎng)上聊天、網(wǎng)絡(luò)電話、網(wǎng)上廣播、網(wǎng)上資訊、網(wǎng)上購物 Kb/s ～ Mb/s Kb/s～ 128 Kb/s SOHO、企業(yè)網(wǎng)接入、高速數(shù)據(jù)傳輸 Kb/s ～ Mb/s Kb/s～ 384 Kb/s 桌面多媒體、視頻會(huì)議、可視電話、網(wǎng)絡(luò)電話、遠(yuǎn)程教育、遠(yuǎn)程醫(yī)療 64 Kb/s～ Mb/s Kb/s～ Mb/s VOD、音樂、廣播欣賞、數(shù)字化電視 Mb/s～ Mb/s Kb/s～ 64 Kb/s 市場(chǎng)需求分析 寬帶網(wǎng)的用戶類群 （ 1） 信息源用戶：主要是信息服務(wù)提供商。 寬帶業(yè)務(wù)應(yīng)用分析 個(gè)人用戶對(duì)高速上網(wǎng)、多媒體娛樂、遠(yuǎn)程教育、在線證券等需求最大，對(duì)電視電話等興趣也極大；話音、視頻應(yīng)用等對(duì)實(shí)時(shí)性要求較高，對(duì) IP 等分組交換網(wǎng)絡(luò)有一定的特殊要求。可畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 將原來運(yùn)行在 FR、 DDN 專網(wǎng) 上的業(yè)務(wù)遷移到寬帶網(wǎng)上，而用戶花費(fèi)更小。 擁有窄帶接入網(wǎng)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)的中國電信傳統(tǒng)資源優(yōu)勢(shì)日趨弱化；國內(nèi)電信業(yè)進(jìn)入重新洗牌格局，寬帶接入網(wǎng)市場(chǎng)份額意味著未來電信市場(chǎng)的占有率 ；當(dāng)前各運(yùn)營公司重點(diǎn)都是建設(shè)一個(gè)集語音和數(shù)據(jù)、視像為一體的寬帶信息傳輸網(wǎng) 。 業(yè)務(wù)需求 寬帶業(yè)務(wù)則應(yīng)該發(fā)揮電信寬帶網(wǎng)雙向交互、即時(shí)、高帶寬、網(wǎng)絡(luò)智能化的優(yōu)勢(shì)，才能吸引用戶由原來基于單向廣播式或者窄帶網(wǎng)絡(luò)上非多媒體、非即時(shí)的業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)移到寬帶網(wǎng)上。 （ 2） 從應(yīng)用角度，每個(gè)用戶獨(dú)享帶寬和端口、保證數(shù)據(jù)和機(jī)器的安全性。 寬帶技術(shù)的選取 骨干層、匯聚層 接入網(wǎng)提供業(yè)務(wù)復(fù)雜，接口類型多，要保證 QoS，基于連接的技術(shù)在 QoS 方面有不可比擬的優(yōu)勢(shì)，匯聚層以上采用 ATM 技術(shù)比較適合， APON 是 ONU 至局端的理想傳輸方式。 （ 2） 全以太網(wǎng)接入的優(yōu)缺點(diǎn) 從純用戶接受程度看，在用戶密集區(qū)，以太網(wǎng)接入最容易拓展市場(chǎng)