戴　進(jìn)　吳　畏　曹東冬

摘要：

文章闡述了寬帶城域網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)，對(duì)寬帶城域網(wǎng)的主要技術(shù)——多業(yè)務(wù)傳輸技術(shù)、高速路由和交換技術(shù)、寬帶接入控制與管理技術(shù)、軟交換技術(shù)結(jié)合具體產(chǎn)品進(jìn)行了介紹。

關(guān)鍵詞：

多業(yè)務(wù)傳輸；高速路由；寬帶接入；業(yè)務(wù)控制與管理；軟交換

ABSTRACT:

ThepaperdescribesthearchitectureofBMAN(BroadbandMetropolitanAreaNetwork),andanalyzesthemaintechnologiesthatBMA

Nadopts,suchasthemultiservicetransmission,highspeedroutingandswitching,broad

bandaccesscontrolandmanagement,andsoftswitch,inconsiderationoftheirrelevantpr

oducts.

KEYWORDS:

Multiservicetransmission;Highspeedrouting;Broadbandaccess;Servicecontrol

andmanagement;Softswitch

IP電信業(yè)務(wù)的流量在2～3年內(nèi)可能超過話音業(yè)務(wù)流量，基于數(shù)據(jù)分組(包)交換的業(yè)務(wù)將在5～10年內(nèi)覆蓋整個(gè)傳統(tǒng)電信業(yè)務(wù)，能提供方便、快捷、廉價(jià)的新的增值業(yè)務(wù)將作為未來通信網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的主體部分。在這種情況下，寬帶城域網(wǎng)(BMAN)得到了快速發(fā)展。

寬帶城域網(wǎng)是基于寬帶技術(shù)，以電信網(wǎng)的可管理性、可擴(kuò)充性為基礎(chǔ)，在城市的范圍內(nèi)匯聚寬、窄帶用戶的接入，面向滿足集團(tuán)用戶(政府、企業(yè)等)、個(gè)人用戶對(duì)各種寬帶多媒體業(yè)務(wù)(互聯(lián)網(wǎng)訪問、虛擬專網(wǎng)等)需求的綜合寬帶網(wǎng)絡(luò)，是電信網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，向上與骨干網(wǎng)絡(luò)互連。其包括的設(shè)備有：路由器(包括高端路由器和邊緣路由器等)、軟交換設(shè)備、媒體網(wǎng)關(guān)、接入服務(wù)器、寬帶接入服務(wù)器、IP電話、IP電話網(wǎng)關(guān)、RADIUS協(xié)議設(shè)備、SNMP協(xié)議設(shè)備、千兆以太網(wǎng)2層交換機(jī)、千兆以太網(wǎng)3層交換機(jī)、ATM交換機(jī)等。

從傳輸上來講，寬帶城域網(wǎng)兼容現(xiàn)有的SDH（同步數(shù)字體系）平臺(tái)、光纖直驅(qū)平臺(tái)，為現(xiàn)有的PSTN(公眾交換電話網(wǎng))、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和其他通信網(wǎng)絡(luò)提供業(yè)務(wù)承載功能；從交換和接入來講，寬帶城域網(wǎng)為數(shù)據(jù)、語音、圖像提供可以互聯(lián)互通的統(tǒng)一平臺(tái)；從網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)來講，寬帶城域網(wǎng)綜合傳統(tǒng)TDM(時(shí)分復(fù)用)電信網(wǎng)絡(luò)完善的網(wǎng)絡(luò)管理和Internet開放互聯(lián)的優(yōu)點(diǎn)，采用業(yè)務(wù)與網(wǎng)絡(luò)相分離的思想來實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)，用以管理和控制多種現(xiàn)有的電信業(yè)務(wù)，使之易于生成新的增值業(yè)務(wù)。

1寬帶城域網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)

城域網(wǎng)可分城域傳輸網(wǎng)和城域數(shù)據(jù)網(wǎng)，其中城域數(shù)據(jù)網(wǎng)設(shè)備可選擇城域傳輸網(wǎng)作為承載傳送平臺(tái)，也可以舍棄傳輸設(shè)備選擇光纖，通過光口以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式直連組網(wǎng)以適應(yīng)節(jié)點(diǎn)數(shù)小、節(jié)點(diǎn)距離較近的城域網(wǎng)絡(luò)。

城域傳輸采用的主要技術(shù)有SDH、WDM、多業(yè)務(wù)傳送節(jié)點(diǎn)技術(shù)和光纖直連技術(shù)。SDH技術(shù)因其技術(shù)的成熟性，以及具有標(biāo)準(zhǔn)的光接口和統(tǒng)一的復(fù)用映射結(jié)構(gòu)，有橫向兼容性，是目前支撐城域傳輸?shù)闹饕夹g(shù)。WDM技術(shù)容量大，隨著城域網(wǎng)業(yè)務(wù)的快速增長，現(xiàn)正逐步引入WDM技術(shù)滿足日益增長的容量需求。為適應(yīng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的發(fā)展需要，以及支持ATM、IP和以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的接入，不斷融合ATM和路由交換功能，以SDH為基礎(chǔ)的MSTP(多業(yè)務(wù)傳送節(jié)點(diǎn))技術(shù)將成為關(guān)注的熱點(diǎn)。

城域數(shù)據(jù)網(wǎng)可分為核心層、匯聚層、接入層和業(yè)務(wù)控制與業(yè)務(wù)管理層。其中核心層、匯聚層、接入層是具有明顯層次的功能層，而業(yè)務(wù)控制層與業(yè)務(wù)管理層分別完成業(yè)務(wù)的控制和管理功能，是在前3個(gè)層次中抽象出來的邏輯層次，實(shí)際上存在于其它3個(gè)網(wǎng)絡(luò)層次之中，與各層的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備緊密結(jié)合。城域數(shù)據(jù)網(wǎng)分層結(jié)構(gòu)如圖1所示。

城域數(shù)據(jù)網(wǎng)的各層所起作用敘述如下：

(1)核心層

核心層將多個(gè)邊緣匯聚層連接起來，為匯聚層網(wǎng)絡(luò)提供數(shù)據(jù)的高速轉(zhuǎn)發(fā)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)與上級(jí)網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)，提供城市的高速IP數(shù)據(jù)出口。核心層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)重點(diǎn)考慮可靠性、可擴(kuò)展性和開放性。

(2)匯聚層

匯聚層完成本地業(yè)務(wù)的區(qū)域匯接，進(jìn)行帶寬和業(yè)務(wù)的匯聚、收斂及分發(fā)。

(3)接入層

接入層通過各種接入技術(shù)和線路資源實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶的覆蓋，并提供多業(yè)務(wù)的用戶接入，必要時(shí)配合完成用戶流量控制功能。為降低維護(hù)及管理成本，綜合接入層應(yīng)考慮與匯聚層統(tǒng)一實(shí)施業(yè)務(wù)和設(shè)備管理。

(4)業(yè)務(wù)控制層

業(yè)務(wù)控制層主要負(fù)責(zé)用戶接入管理、用戶策略控制、用戶差別化服務(wù)，同時(shí)作為承載層和業(yè)務(wù)層相互連接的橋梁，對(duì)網(wǎng)絡(luò)提供的各種業(yè)務(wù)進(jìn)行控制和管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)各類業(yè)務(wù)的接入、區(qū)分、帶寬分配、流量控制以及ISP的動(dòng)態(tài)選擇等。

(5)業(yè)務(wù)管理層

業(yè)務(wù)管理層提供統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)管理與業(yè)務(wù)管理，統(tǒng)一業(yè)務(wù)描述格式，根據(jù)業(yè)務(wù)開展的需要，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的分級(jí)分權(quán)及網(wǎng)絡(luò)管理，提供網(wǎng)絡(luò)綜合設(shè)備的拓?fù)?、故障、配置、?jì)費(fèi)、性能和安全的統(tǒng)一管理。

在城域數(shù)據(jù)網(wǎng)中，核心層應(yīng)采用高速IP交換技術(shù)；匯聚層采用智能IP端局技術(shù)；接入層可以根據(jù)業(yè)務(wù)需求和實(shí)際情況，靈活采用多元化寬、窄帶綜合接入技術(shù)；業(yè)務(wù)控制層及業(yè)務(wù)管理層統(tǒng)一對(duì)網(wǎng)絡(luò)各層實(shí)施管理。各層共同構(gòu)建支持端到端話音、數(shù)據(jù)、圖像、專線及各類增值業(yè)務(wù)的可運(yùn)營可管理的寬帶城域網(wǎng)。大中城市的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)當(dāng)采用核心層、匯聚層、接入層3層結(jié)構(gòu)；在一些規(guī)模較小業(yè)務(wù)量有限的城市，可以將核心層與匯聚層融合，采用2層結(jié)構(gòu)。

2寬帶城域網(wǎng)產(chǎn)品與技術(shù)

在寬帶城域網(wǎng)建設(shè)中，中國電信、中國聯(lián)通、中國移動(dòng)、中國網(wǎng)通、鐵通公司等運(yùn)營商均結(jié)合自身特點(diǎn)，發(fā)揮各自競爭優(yōu)勢(shì)，努力建設(shè)成本低、功能多、擴(kuò)展性好的城域網(wǎng)，這就要求設(shè)備供應(yīng)商提供能夠適應(yīng)各種情況的組網(wǎng)設(shè)備。下面結(jié)合中興通訊的城域網(wǎng)設(shè)備，從寬帶城域網(wǎng)的多業(yè)務(wù)傳輸技術(shù)、高速路由和交換技術(shù)、寬帶接入控制與管理技術(shù)、軟交換技術(shù)4個(gè)方面分別予以介紹。

2.1多業(yè)務(wù)傳輸技術(shù)

光傳輸技術(shù)主要指SDH/DWDM技術(shù)。受IP數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)爆炸式增長的影響，在SDH平臺(tái)傳輸數(shù)據(jù)的技術(shù)得到了飛速發(fā)展。在不斷提高交叉容量和復(fù)用速率，滿足TDM話音通信的同時(shí)，SDH/DWDM技術(shù)正逐漸發(fā)展為傳統(tǒng)話音業(yè)務(wù)和ATM、IP數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的綜合傳送平臺(tái)，即SDH的TDM平面和數(shù)據(jù)平面。

對(duì)于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，傳輸面臨的主要問題是提高傳輸?shù)膸捓寐省?shí)際上，由于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)動(dòng)態(tài)變化很大，因此，實(shí)際的帶寬需求是動(dòng)態(tài)變化的，SDH的155Mbit/s等接口只是它的峰值速率。如果傳輸按峰值速率分配帶寬，顯然帶寬利用率會(huì)被大大降低，因此，利用數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的特點(diǎn)，結(jié)合分組交換的ATM和IP技術(shù)，實(shí)現(xiàn)傳輸帶寬的有效利用，是寬帶傳輸必須解決的問題。

中興城域傳輸產(chǎn)品根據(jù)城域網(wǎng)的特點(diǎn)，針對(duì)以上問題，在多業(yè)務(wù)傳輸產(chǎn)品系列UnitransTMZXMP產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方案上，確定了MSTP(多業(yè)務(wù)傳輸平臺(tái))的思想。在一種傳輸設(shè)備上，對(duì)于不同的業(yè)務(wù)，UnitransTMZXMP采用不同的傳輸方案。對(duì)于2M業(yè)務(wù)，繼續(xù)采用SDH進(jìn)行傳輸，保留其可靠性高、成本低的優(yōu)點(diǎn)；對(duì)于ATM業(yè)務(wù)，采用VP-RING增強(qiáng)其組網(wǎng)能力和保護(hù)能力；對(duì)于IP業(yè)務(wù)，采用以太網(wǎng)透明傳輸?shù)姆桨?，避免傳輸?duì)其QoS(服務(wù)質(zhì)量)的影響。由于兼顧了各種業(yè)務(wù)的需求，最大限度地發(fā)揮了傳輸效率，使性能價(jià)格比大為提高。UnitransTMZXMP可提供從城域網(wǎng)核心層、匯聚層到接入層的全系列傳輸產(chǎn)品。產(chǎn)品具備全局網(wǎng)絡(luò)管理功能，能提供完備的網(wǎng)絡(luò)解決能力，支持IP和ATM技術(shù)體制，可提供高集成度以太網(wǎng)接口板以支持L2線速交換以及ATM統(tǒng)計(jì)復(fù)用功能，支持城域網(wǎng)的多業(yè)務(wù)應(yīng)用。

2.2高速路由與交換技術(shù)

在寬帶城域網(wǎng)的核心層和匯聚層，有兩種可供選擇的高速路由和交換技術(shù)：ATM技術(shù)和IP技術(shù)。隨著線速路由器的出現(xiàn)，ATM已經(jīng)從核心層退居網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)匯聚層，同時(shí)ATM也在向IP融合，向多業(yè)務(wù)接入方向發(fā)展。

中興通訊針對(duì)寬帶城域網(wǎng)建設(shè)需求情況，推出了ZXR10路由器和ZXE10以太網(wǎng)交換機(jī)系列產(chǎn)品。

ZXR10-TSR太比特路由交換機(jī)具備大容量的交換能力，提供64/128/160Gbit/s交換容量，可以擴(kuò)展到太比特每秒以上。既可以滿足目前網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的需求，同時(shí)又具有極好的可擴(kuò)展性，可滿足不斷增長的核心網(wǎng)絡(luò)交換容量的需求。

ZXR10-TSR提供豐富的網(wǎng)絡(luò)接口，支持155/622Mbit/s和2.5Gbit/sPOS接口，10/100/1000Mbit/s以太網(wǎng)接口和155Mbit/s、622Mbit/sATM接口。10Gbit/sPOS和以太網(wǎng)接口也即將提供。

ZXR10-TSR提供豐富的協(xié)議支持：TCP/IP系列協(xié)議族；路由協(xié)議，包括RIP、OSPF、IS-IS、BGP及其擴(kuò)展；組播協(xié)議，包括IGMPv1/v2、PIM-SM、PIM-DM、以及MPLSTE和MPLSVPN。其中，基于MPLS(多協(xié)議標(biāo)記交換)的VPN(虛擬專用網(wǎng))技術(shù)，具有較好的安全性和可管理性，能夠支持QoS(服務(wù)質(zhì)量)、CoS(服務(wù)類型)和流量工程等電信級(jí)要求，是城域網(wǎng)發(fā)展非?？春玫募夹g(shù)。

ZXR10系列路由器可支持基于MartiniDraft的第2層MPLSVPN，實(shí)現(xiàn)ATM、FR和Ethernet在城域網(wǎng)上的透明傳輸，其安全性已達(dá)到ATM和FR(幀中繼)的水平；同時(shí)，ZXR10系列路由器還支持基于RFC2547bis的第3層MPLSVPN，為集團(tuán)用戶提供方便可擴(kuò)展的VPN服務(wù)。

為保證核心網(wǎng)絡(luò)的高速交換和高可靠性，ZXR10-TSR支持全互連結(jié)構(gòu)。根據(jù)核心網(wǎng)絡(luò)的具體情況，也可使用環(huán)形或不完全網(wǎng)狀連接等拓?fù)?。ZXR10系列產(chǎn)品支持非常靈活的組網(wǎng)方式，包括IPover光纖、IPoverSDH、IPoverDWDM等組網(wǎng)方式。

另外用于多業(yè)務(wù)交換的中興寬帶多業(yè)務(wù)交換機(jī)ZXB10，包含BX、AX、MX、SX等系列產(chǎn)品。ZXB10具有強(qiáng)大的交換能力，可以平滑升級(jí)到128Gbit/s；接入設(shè)備品種齊全，提供的接口有10/100/1000Mbit/s以太網(wǎng)、155/622Mbit/sPOS、2/25/34/155/622Mbit/sATM、E1FR、E1/E3CES、MPEGII、ADSL、V.24/V.35、話音等，能夠支持各種業(yè)務(wù)的接入；組網(wǎng)靈活，可以靈活地組織各種類型的網(wǎng)絡(luò)，而且BX、AX和MX的業(yè)務(wù)板完全一樣，可以互換。ZXB10產(chǎn)品采用先進(jìn)的分散式設(shè)計(jì)方法，除了支持RIP、OSPF、BGP4路由協(xié)議，支持源地址路由、ACL、VLAN、IPVPN、DHCPRelay等功能之外，還支持各種ATM功能，特別是支持業(yè)界公認(rèn)的下一代核心網(wǎng)絡(luò)技術(shù)——多協(xié)議標(biāo)記交換技術(shù)。它既可以作為標(biāo)記交換路由器使用，也可以作為邊緣標(biāo)記交換路由器來使用，目前已在廣電、軍隊(duì)、中國聯(lián)通、鐵通公司等網(wǎng)絡(luò)中得到了實(shí)際應(yīng)用。

2.3寬帶接入業(yè)務(wù)控制與管理技術(shù)

寬帶城域網(wǎng)的寬帶接入有FTTX+LAN、ADSL、HFC、LMDS/MMDS等多種接入方式。對(duì)于每種接入技術(shù)本文就不深入介紹了，下面僅介紹寬帶接入業(yè)務(wù)控制與管理技術(shù)。

ZXE10-UAS寬帶接入服務(wù)器具有寬帶接入的管理和控制功能。UAS位于寬帶接入網(wǎng)與寬帶城域網(wǎng)的接口處，寬帶用戶通過固定連接或虛擬撥號(hào)連接，經(jīng)寬帶接入網(wǎng)接入U(xiǎn)AS。UAS終結(jié)用戶信息包，進(jìn)而對(duì)用戶各種業(yè)務(wù)功能進(jìn)行控制管理。

UAS中包含網(wǎng)絡(luò)接入認(rèn)證與授權(quán)模塊、計(jì)費(fèi)模塊和統(tǒng)計(jì)模塊。UAS是寬帶接入網(wǎng)和城域數(shù)據(jù)網(wǎng)的通信接口。寬帶接入網(wǎng)側(cè)的接口稱為UNI(用戶網(wǎng)絡(luò)接口)，城域網(wǎng)側(cè)的接口稱為NNI(網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)接口)，其中UNI接口包含的接口類型有ATM155Mbit/s接口、ATM34Mbit/s和10/100Mbit/s以及千兆比以太網(wǎng)接口；NNI接口包含的接口類型有千兆比以太網(wǎng)、ATM622Mbit/s接口、ATM155Mbit/s接口和622Mbit/sPOS接口。對(duì)于不同的接口和業(yè)務(wù)，通常采取不同的管理控制方式。

UAS可對(duì)進(jìn)網(wǎng)用戶進(jìn)行身份認(rèn)證，既可以根據(jù)用戶的接入電路來認(rèn)證，也可以根據(jù)用戶的用戶名和口令來認(rèn)證。UAS是用戶接入認(rèn)證請(qǐng)求的發(fā)起端，使用RADIUS協(xié)議向接入認(rèn)證服務(wù)器發(fā)出用戶接入認(rèn)證的請(qǐng)求。它接收來自用戶接入認(rèn)證服務(wù)器用戶認(rèn)證響應(yīng)，據(jù)此響應(yīng)授予請(qǐng)求用戶接入的權(quán)限，開始計(jì)費(fèi)，對(duì)接入用戶進(jìn)行策略控制、差別化管理，并實(shí)現(xiàn)對(duì)各類業(yè)務(wù)的接入、區(qū)分、帶寬分配、流量控制以及ISP的動(dòng)態(tài)選擇等。

2.4軟交換技術(shù)

Softswitch(軟交換)思想是在下一代網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的強(qiáng)烈需求下應(yīng)運(yùn)而生的。軟交換技術(shù)吸取了IP、ATM、IN和TDM等技術(shù)眾家之長，形成完全分層的全開放的體系架構(gòu)。它使各個(gè)運(yùn)營商可以根據(jù)自己的需要，全部或者部分利用軟交換體系的產(chǎn)品，采用適合自己的網(wǎng)絡(luò)解決方案，在充分利用現(xiàn)有資源的同時(shí)，尋找到自己的網(wǎng)絡(luò)立足點(diǎn)。

ZTE-Softswitch軟交換產(chǎn)品的體系結(jié)構(gòu)將下一代網(wǎng)絡(luò)劃分為4層：邊緣接入層、核心傳送層、控制層和業(yè)務(wù)應(yīng)用層，各層之間采用明確的標(biāo)準(zhǔn)化接口(不采用各廠家自己所設(shè)計(jì)的專用接口)。軟交換系統(tǒng)摒棄了非標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)部協(xié)議，全部采用開放的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，同時(shí)支持多種協(xié)議種類(如MGCP、H.248、SIP、H.323、M3UA、SCTP、TUP、ISUP等)；可以快速進(jìn)行協(xié)議版本的維護(hù)和升級(jí)，同時(shí)可以迅速支持最新的協(xié)議；能提供綜合接入能力，支持種類眾多的終端設(shè)備；可以很容易地完成與現(xiàn)有PSTN/ISDN、PLMN(公眾陸地移動(dòng)網(wǎng))、IN(智能網(wǎng))和Internet等網(wǎng)絡(luò)的互通，使用戶從容應(yīng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的變革。

軟交換體系結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有PSTN的最大區(qū)別，也是最大的優(yōu)勢(shì)在于PSTN的業(yè)務(wù)應(yīng)用和互通仍建立在網(wǎng)絡(luò)層，而軟交換體系將應(yīng)用層和控制層與核心網(wǎng)絡(luò)完全分開，形成標(biāo)準(zhǔn)的全開放的應(yīng)用平臺(tái)，可以為客戶定制各種新業(yè)務(wù)和綜合業(yè)務(wù)，最大限度地滿足用戶需求，是真正面向下一代網(wǎng)絡(luò)的整體解決方案。

(收稿日期：2002-02-06)

作者簡介

戴進(jìn)，華中理工大學(xué)固體電子學(xué)系微電子專業(yè)畢業(yè)，碩士?，F(xiàn)為深圳市中興通訊股份有限公司技術(shù)中心數(shù)據(jù)產(chǎn)品總監(jiān)。先后從事ZXJ10局用大型數(shù)字程控交換機(jī)的研究開發(fā)、項(xiàng)目管理、工程管理工作，主持開發(fā)了ZXIP10大容量電信級(jí)接入服務(wù)器產(chǎn)品和IP電話系統(tǒng)等產(chǎn)品。

吳畏，華中理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院畢業(yè)，碩士?，F(xiàn)在深圳市中興通訊股份有限公司技術(shù)中心從事數(shù)據(jù)通信技術(shù)方面的研究工作。先后從事過局域網(wǎng)系統(tǒng)集成，ICP平臺(tái)建設(shè)，無線SDH數(shù)字微波骨干網(wǎng)、ATM交換廣域網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)，線速路由器預(yù)研和數(shù)據(jù)通信產(chǎn)品的發(fā)展規(guī)劃工作。

曹東冬，上海鐵道大學(xué)計(jì)算機(jī)專業(yè)畢業(yè)。現(xiàn)在深圳市中興通訊股份有限公司技術(shù)中心從事數(shù)據(jù)通信技術(shù)方面的研究工作。先后從事線路復(fù)用器、本地?cái)?shù)字環(huán)路、無線接入設(shè)備的研究開發(fā)和數(shù)據(jù)通信產(chǎn)品的發(fā)展規(guī)劃工作。