城域网建设的探讨

1、城域光传送网的概念
　　城域光传送网通常被定义为覆盖100km左右，它位于骨干光传输网和接入网的汇接处，是整个网络体系中的一个重要组成部分，是话音、IP、基础数据、多媒体数据等业务的综合信息高速公路，不仅要承载多种网络协议和信道速率，还要具有组网的灵活性和可扩展能力。城域网不仅是传统长途网与接入网的连接桥梁，更是传统通信网与新兴数据网络的交汇点及今后三网融合的基础。

2、现有城域网建设情况分析
　　城域范围内各业务网独立发展，给城域传输网的规划和发展带来了很多问题，特别是在IP业务高速增长和客户需求多样化的环境中，各业务网单独组网复杂低效，造成传输网资源浪费严重，设备和运营成本高以及业务提供缓慢等问题，主要体现为：
　　传输链路资源利用率低，大量通道富余闲置，网络资源总体过剩，局部不足的矛盾突出；
　　城域传输网业务接口类型少，承载业务类型有限，不能提供多等级业务，不适应IP网络突发业务的特性；
　　由于城域传输网的限制，IP城域网独立组网，光纤消耗大，缺乏有效保护和恢复能力，不能提供有质量保证的IP业务承载；
　　大量SDH环网叠加互连，业务开通时间长，不灵活；
　　难以灵活有效地开展虚拟私用网络，带宽出租和带宽实时请求等新业务；
　　多厂家设备组网，网管不健全，无统一网管，业务调度困难，运维成本高。

3、城域网建设技术策略
　　目前城域数据网的网络结构一般分为三层：核心层、汇聚层、接入层，对于业务量较小的城域网而言，也可采用核心层和接入层二层结构。
　　核心层主要提供大容量的业务调度能力和多种业务的传输能力，完成与PSTN、ATM/FR、DDN和公用主干网、骨干网的互连互通；
　　汇聚层负责城域网区域内业务的汇聚和疏导，提供本地业务调度能力和多业务汇聚分发能力；
　　接入层通过各种接入技术和线路资源，把业务就近接入汇聚点，实现用户覆盖。
　　在核心层，当业务量不是特别大时，可选用MSTP技术进行组网。而对于业务量特别大的区域，尤其是未来业务流量将保持较高增长速度的地方，核心层应采用城域波分技术。在与IP网的关系上，可以把当前单独组网的IP宽带和城域传输网的核心层统一到城域波分物理平台上，由此平台提供的波长资源分别承载SDH、MSTP和IP带宽业务。
　　在汇聚层，采用MSTP技术可保证对传统TDM业务的支持，同时优化数据业务的传送，提高带宽利用率。而在与IP网的组网关系上，倾向于采用汇聚层IP城域网和城域传输网分别组网的方式，IP网节点独立于传输网节点。
　　接入层是技术最丰富、对成本最敏感的区域。接入层采用MSTP可以替代部分数据网络设备，降低网络成本。对于IP业务流量占主导的区域，可采用RPR组网，以实现数据业务接入能力优化。在接入层，城域传输网应能提供丰富的业务接口，以最大限度满足IP业务的接入和承载，有利于节省网络投资和提高资源利用率。局部区域仍可采用光纤直连方式。对于与IP网的组网，应综合考虑技术成熟性和网络经济性，根据实际需求，可采用多种不同的技术方案实现经济和灵活的业务连接。

4、城域网建设方案

4.1　核心层建设方案
　　核心传送网需求以2Mbit/s、155Mbit/s电路为主，同时3G核心网、软交换及城域骨干数据业务的带宽需求也相当可观。当前建网目标应定位在建设基于SDH环网为主的核心传送网，同时从网络拓扑、节点设备、通路组织的规划上充分考虑向ASON平滑过渡的潜力。
4.1.1　网络拓扑的设计
　　根据业务量分析的结果，以中期发展为目标可以估算出传输带宽需求并根据估算结果制作传输带宽需求矩阵表、中继链路流量图作为网络规划的依据。设计原则如下：
　　（1）充分分析业务网的结构，做好传输带宽需求预测，以此为基础设计拓扑。
　　（2）应按各节点、中继段分担负荷、带宽占用比例均衡的原则规划组网。
　　（3）环上节点宜控制在3～4个，有利于节点间业务直达，并可提升带宽利用率及业务安全性。
　　（4）未连通节点间的中继业务宜按照转接节点最少、双路由分担负荷的原则规划。
　　（5）采用环型结构，一般普通城市建设1～3个核心层光环即可，大型城市可适当多建几个，但一般不超过6个。
　　（6）节点连通度与业务直达路由的合理规划都是平滑演进ASON的有利条件。

4.1.2　节点设备的配置
　　节点设备的配置应该建立在合理的架构基础上，要对设备的总线结构、交叉容量、群路、支路能力及业务调度的结构层次等等统筹考虑，合理规划，才能充分发挥网络节点的重要作用。
　　（1）城域网核心层面业务量较大，且承担着各区业务的疏导和调度，光口方向数多，同时考虑到向ASON演进的高连接度要求，必须采用大容量MADM设备，采用WDM、10Gbit/s/2.5Gbit/s的SDH设备进行组网，具备充足的设备冗余度。
　　（2）2Mbit/s电路与光口支路应各自配置独立的下载子架，在155Mbit/s带宽以上的接入（如GE、2.5Gbit/s）可选择由主设备接入，下载子架应在2.5Gbit/s或以上速率级别与主设备互连，否则将造成主设备槽位的浪费。
　　（3）建网初期下载子架的2Mbit/s支路板可以满配（通常是504个2Mbit/s），光支路板、以太业务板等则应以需求为本、适量预留的原则配置。在配置155Mbit/s光口时，应按照与业务网元1+1保护的原则来配置，既要考虑到光口数量的成倍需求，还要注意业务端口和保护端口在板位上分离。

4.1.3　通路组织及保护
　　建议核心传送网应采用155Mbit/s或以上级别颗粒进行业务调度。即便有零碎2Mbit/s业务需求，也应按照同一局址同一下载子架整合设计。SDH保护方式以复用段保护为主，对于重要业务需要跨环转接可采用SNCP保护，提供对支路板件的1:N保护，并且为提高电路生存性，主设备与下载子架间可采用1+1MSP或1:1MSP保护，对扩展子架与主机架的连接进行保护，如图1所示，为10Gbit/s设备下的扩展子架的可供选择的两种保护方式。

        图1　扩展子架保护方式

4.2　汇聚层建设方案
　　考虑到汇聚层的容量、接入能力及网络的安全性，单个2.5Gbit/s环网上的节点数宜控制在4～6个，下挂的接入层622Mbit/s环上节点数为6～8个、155Mbit/s环上节点数为6～8个；汇聚点直接下挂的支链长度不能超过4个节点，接入环下挂的支链长度不能超过3个节点。
　　汇聚层和接入层组网应统一考虑，原则上要求必须有两个节点向上连接，各类业务应采用负荷分担方式从两个节点进行疏通；同时需要考虑单节点和单平面失效故障，宜采用间插覆盖的网络结构，以防止汇聚区域内业务全阻。具体的组网方式可以根据实际情况选用下列4种。

4.2.1　双平面双节点结构MSP+通道保护组网方式

        图2　双平面双节点结构MSP+通道保护组网方式
　　网络结构如图2所示。汇聚层组建双平面2.5Gbit/s系统，接入层采用155Mbit/s环挂接在不同平面的汇聚设备上，电路采用通道保护方式。相邻基站的电路通过不同的汇聚节点汇聚，中心机房通过不同的落地设备上下电路，当汇聚节点或中心落地设备瘫痪时，影响50%的电路。同一站点的3G电路和2G电路通过不同的节点汇聚和不同的落地设备上下电路，使2G/3G业务互为保护。

　　4.2.2　双节点挂环端到端通道保护组网方式

　　网络结构如图3所示。接入环挂接在同一汇聚环上不同的汇聚设备上，电路采用全程端到端PP保护方式。这样可以消除汇聚节点单节点失效导致业务中断的风险，大大提高设备的安全性。

          图3　双节点挂环端到端通道保护组网方式

　　4.2.3　双节点挂环MSP+通道保护组网方式

　　网络结构如图4所示。接入环挂接在同一汇聚环上不同的汇聚设备上，相邻基站的电路通过不同的汇聚节点汇聚。其保护方式是接入层通道保护环配合骨干层MSP环，同一个2Mbit/s业务的主用和保护路由均由同一个汇聚节点进行转接，虽然单个层面上业务均有较好的保护，但整个业务路径上存在单个节点过环的风险。

        图4　双节点挂环MSP+通道保护组网方式

　　4.2.4　双平面单节点挂环MSP+PP组网方式

　　网络结构如图5所示。汇聚层组建双平面，接入环采用单节点方式挂接在单个汇聚设备上，接入层节点采用间插组网，即在接入层站点较多光缆环上采用同缆分纤隔点开放组成两个155Mbit/s接入环。

        图5　双平面单节点挂环MSP+PP组网方式

4.3　接入层建设方案
　　接入层传输设备可根据接入光缆路由分别组成环型、星型、树型或链型结构。根据基站分布的特点，归纳了3种基站接入的组网模式。
　　在市内，基站分布的密集地区和载频数多的大基站一般会在市内的繁华地段和各区的中心地带，其光缆的建设相对比较完善，对这类基站的接入，我们建议采用在物理上和市区的基站接入汇聚点一起建设以网格网为主的网络结构，通过组织逻辑环型网的方式进行电路的组织调度，将基站的电路需求汇集到基站控制器中。网络组织方式如图6所示。

        图6　基站接入传输组网模式一
　　在基站分布分散的地区，由于基站间的距离相对较远，组织物理的格网相对浪费传输资源，我们建议在这类基站中选择部分基站接入汇聚点（该局同时也可是一个基站），通过环型网或线型、星型结构将一定范围内的基站接入该基站接入汇聚点，几个基站接入汇聚点通过环型结构和BSC所在的骨干传输节点相连。网络组织方式如图7所示。

        图7　基站接入传输组网模式二
　　对一些相对偏远孤立的基站或载频数小的基站，可以直接用星型结构或链型结构接入汇聚层节点，再通过这些节点所在的环网进入BSC所在传输节点。网络组织方式如图8所示。

        图8　基站接入传输组网模式三

　　4.4　网管系统建设方案

　　城域网网管系统建设应遵循网管集中化的原则。根据城域网网络规模的不同，设置网管系统。对于网络规模较小的城域网，宜通过一套统一的网管系统实现网元层和子网层管理功能，简化网管系统结构；对于网络规模较大的城域网，可采用子网级和网元级分层建设方式。应从网管分级管理、网管及网络安全、网管管理能力等方面对网络进行规划和优化，主要从ECC的优化和DCN的优化来考虑。

5、结束语
　　当前，城域网除了承载传统的语音业务之外，城域传输网还应能提供IP业务的传输，并能针对不同的用户的实际需求，提供差别化服务。根据技术发展趋势和市场需求，构建一个大容量、多业务、可扩展和开放式的高可靠性城域传输统一平台，将成为城域传输网发展的方向和演进的最终目标。合理的城域传输网技术发展策略是规划和建设经济和可运营城域传输网的基础，能为城域传输网向大容量、多业务、可扩展和开放式的高可靠性统一传送平台顺利发展提供技术保障。（来源：中国联通新闻网）