城域网的本质及技术选择

黄铭勇

　　域域网（MAN）最初产生于局域网互连和数据新业务发展的需要，是—种区域性多业务通信网。从基本特征看，城域网是一种主要面向企事业用户的、最大可覆盖城市及其郊区范围的、可提供丰富业务和支持多种通信协议的公用网，实际是一种带有某些广域网特点的本地应用型公用网络。可以说城域网的关键特征是公用多业务网，由此带来了一系列有别于其他网络的特点。

　　城域网既不同于局域网，又不同于广域网。城域网与局域网的主要区别首先是网络性质的不同，局域网是企事业专用网，而城域网是面向公用网应用和多用户环境的，因此有严格的要求；几次是传输距离的扩展，典型局域网的传输距离为数公里，而城域网范围可扩展到50～150km；最后是业务范围的扩展，典型局域网通常主要提供数据业务，而城域网的业务范围不仅有数据，还有语音和图像， 是全业务网络。

　　城域网与广域网或长途网的主要区别首先是容量，广域网或长途网要求很高的容量，而城域网只需中等容量即可；其次是覆盖距离的缩小典型广域网或长途网的传输距离可达数千公里；再有是支持的客户层信号不同，广域网或长途网目前只支持SDH，将来预计也只有SDH和以太网，而城域网需要支持各种客户层信号，而且要能很快地提供客户层信号所需的带宽；最后是容许的成本不同，广域网或长途网的高容量可由成千上万的大量用户共享，因而可以容许较高的成本，而城域网不行。特别是城域网的成本关键是节点，而非线路，但长途网恰好相反。

　　随着骨干网容量和接入网容量的大幅度提升，网络的容量瓶颈已经逐渐转移到城域网，特别是电子商务，关键企事业业务（诸如外联网、主机托管、存储域网、灾难恢复等）的外包，局域网互连，POP间或POP内的互连，高速数据传送，上网浏览，点播电视，会议电视等新旧业务和应用的发展进一步促进了城域网的发展。

　　目前城域网建设主要是靠多业务的叠加，造成了高运营成本和高设备成本的现状。规划、设计、开通、提供业务等过程非常复杂。现有城域网络的传输基础是SDH设施，也有一部分刚刚开始的WDM设施，但近期不会形成主流。因此，SDH的主导地位是城域网建设中一个不容忽视的前提。但由于SDH的固定带宽传输机制，对于传送具有突发特性、带宽差异很大的数据业务不太适合，效率较低，改变带宽往往要增加物理接口甚至改变业务模型，成本偏高、过程复杂，给城域网的建设提出了巨大挑战。

　　目前，城域网解决方案主要有四大类，第一类是以SDH为基础的多业务平台；第二类是基于第二层交换和第三层选路的方案，主要指以太网解决方案；第三类是城域网用WDM方案，即以WDM为基础的多业务平台；第四类是以ATM为基础的多业务平台方案如何有效地解决上述问题？要建设多业务平台，在边缘实现网络的融合。提供多种业务；对于网络的核心层是不可融合的。目前可供选择的方案有：

　　1.基于SDH的多业务平台。在过去的一两年内，由于IP的发展，很多人误认为“SDH就要死掉了”，但实际情况是，SDH不仅死不了，而且会活得越来越好！至少在一段时间内还会不断发展，SDH面临的不是生死问题，而是软着陆的问题。SDH要为支持多业务而做积极的改变，国内外已经有大量的厂商在开发这种设备。这种设备的基本出发点是将多个设备融合为一个设备或节点，成为单节点解决方案（ONE SPOT SOLUTION），可以包括SDH传输设备、WDM设备、IP路由器甚至是IP交换机，这样通过统计复用等技术可以提高TDM链路的端口利用率、减少局端端口数量，使现有SDH设备的效益最大化。同时，SDH多业务节点严寒可以方便地完成协议终结和转换功能，使运营者可以在网络边缘提供多种不同业务，而同时将这些业务的协议转换成其特有的骨干网协议。

　　全世界范围内，人们投入了上万亿美元的成本建设的网络设施不可能扔掉；新型的网络技术不可能脱离SDH的基础而单独存在，如果脱离了这一点就是死路一条。所以，任何技术如果不与SDH做好兼容，必死无疑！今天有很多人提到了10吉比特以太网的方案，我们看到10吉比特以太网新标准很重要的一点就是与SDH保持兼容。这正是标准制定者的明智之处，如果不实行与SDH的兼容，以太网将永远地被限制在网络的边缘，无法进入干线网。但是，必须承认的是SDH对于数据业务的支持并不很理想，如果有一天我们的网络上以数据业务为主的话，那么SDH就真的要死掉了；但事实上，我们的大部分业务尤其是业务收入还是以话音为主的，在相当长的时期内这种状况不会改变。

　　2.以以太网为基础的技术方案：以太网从产生至今，在其发展过程中几乎是号称无敌的，显示出了无比强大的生命力；从长远的观点来看，作为二层的技术以太网的生命力也将是相当长远的。最主要的一点是：以太网的用户群极其广大，90％的用户端协议都选择了以太网，因此以太网的地位是不可小看的。尤具是其成本优势更值得一提。但这里面有一个前提，就是它仅提供目的水平的服务；如果要对它进行电信级改造，成本可能就要巨幅增加了。从接入层次上看，以太网是一种端到端的解决方案，它消除了格式转换，简化了网络结构，并且其工作与媒体无关，无论是铜线、光纤还是无线手段均可使用。尽管以太网具有如此多的优点，我们还是看到它有很多问题，使它在目前还不适用于电信级网络。

　　·没有机制保证端到端的包延时．无法提供实时业务所要求的服务质量。目前来讲，还没有一种技术能很好地解决了这个问题。业界提出了很多的方案，但没有一个方案具有真正的说服力；因为，可以说这个问题在一定程度上是不可解决的，只能通过其它方式，例如SOFT QoS方式来寻求解决。这主要是由于该技术的整体机制造成的。缺乏安全保障，不适宜公众网的应用。对于一个单位内部的以太网，对安全性的要求并不严格；如果需要，也常常是通过高层的机制来解决的。但对于城域网，这种方式是完全不可用的。

　　·网管机制不健全。到目前为止，以太网只有网元级的管理，根本没有网络级的管理，或者说根本没有“网络级管理”的概念。用于小环境尚可，但要真的扩展到一个城市的范围，没有网络级的网管系统是根本行不通的。

　　·保护功能不健全。对信息传送只能做到“尽力而为”，是否能够具备大型电信级公众网所具有的完善的硬件和软件的可靠性以及相应的保护措施，还需要时间的验证。目前还没有人能够证明以太网交换机达到了电信交换机的可靠性指标，这里面还有很多的工作要做。

　　·总之，以太网是一种很有生命力的技术，但如果把它用在电信网还有很多的改造工作要做，并不是说做出了大容量的以太网交换机之后在城市里面联网就可以形成一个城域网，并不是说带宽增大了就可以满足电信网的要求。对于上述几点问题，很多厂家都有一些解决方案，在某些方面有了一定的改进，但还没有一个厂家能够把上述几点问题全面解决。

　　3.以WDM为基础的多业务平台。WDM的优点是对数据格式、信号速率完全透明，可以将LAN直接扩展到城域网，因此具有很强的多业务、多协议支撑能力。但目前的主要问题是价位偏高，价位要降低，必须尽量减少光放大器的使用，或开发出低成本的光放大器和光滤波器。还有一个问题是目前多数厂商的设备还不能够灵活地提供低成本的较小容量的带宽，目前一个波长的传输带宽至少是155Mbit/s甚至是2.5Gbit/s，实际应用中并不是所有用户都能用得上这样多的带宽。总体来讲，WDM平台是一个很好的技术，如果其成本能够降下来，它的竞争力将是无可比拟的。

　　4.基于ATM的多业务平台。应该肯定的是，ATM技术是一种非常完美的技术，整个构架在设计上考虑得已经十分周到，在目前的分组交换技术中，还没有哪一种能够提供比ATM更强的交换能力、更强的流量控制功能。ATM可以为不同的业务建立不同种类的通道，满足不同的QoS要求、带宽可控制、安全性高、延时很小；但遗憾的是，为了技术上的“完美”付出了很多的代价：整个系统过于复杂，传输效率较低，设备价格居高不下，维护运营的成本很高；对于很短的包，用于建立链路的时间远远高于传输数据包的时间；在低速率应用时问题不大，但到了高速率数据传输时问题就显得比较严重了，使得在高业务量下表现不很理想。另外，城域网较理想的组网结构是环状的，而ATM并不支持环状组网。总地来讲，ATM是一种非常好的技术。但目前由于IP技术的大量使用，使得它在应用上没有获得理想的成功。我个人的意见是，对于已经铺设了大容量核心ATM网络的需要将网络扩展至边缘层次的大型网络运营公司，ATM VP（Virtual Pass）环仍然不失为一种可选择的解决方案；但是，对于近期IP业务量可能大幅度持续上升，网络规模需要大幅度扩展的情况下，以ATM为基础的多业务平台并不是一种常用的方式，大规模建设需慎重；因为当业务量迅速增加时，为满足业务量的需求而进行ATM网络建设时，无异于重新铺设一个ATM骨干网络。

　　以上是就当前城域网建设的热点发表的一些个人观点，最后需要强凋的是在3～5年内。以SDH为基础的我业务平台是城域网建设的主导技术，以以太网为基础的多业务平台是一个值得关注和研究的方向，应该积极进行试验，但近期并不能成为主导技术，尤其是对于老运营商，但对于网通这样的新运营商则可能成为很有吸引力的选择。因此，对于多数运营商来讲，近期选择以SDH为基础的多业务平台为主，以ATM为基础的多业务平台为辅，是一种稳妥和可持续发展的方案，而中长期则可逐步过渡到使用第二层和第二层交换技术、以SDH为核心、以太网为边缘的城域网架构。最后，城域网的方案选择最终取决于应用，以最少的投入换取最大的产出，是每个电信运营商的最终、最明智的选择。

----《中国数据通信》