本文結合城域網的基本概念，介紹了城域光傳送網的3種主要技術：城域WDM環網、以SDH為基礎的多業務傳送平臺（MSTP）、彈性分組環（RPR），闡述了城域網的建設和發展。


一.城域網的網絡特點與技術要求

由于網絡技術和數據等新業務的高速發展，促使通信網絡向寬帶化、智能化、一體化和個人化方向發展。高效、可靠、使用簡便和多業務的用戶需求是網絡發展的動力；而擁有統一的、可運營的寬帶核心網絡，并通過綜合業務接入平臺向用戶提供豐富、可靠和安全的網絡服務，同時對網絡資源進行有效的管理，使網絡運營成本降低、提高效益，則成為建設通信網絡的核心目標。
　　現代城域網絡(城域光網絡)又叫主動城域光網絡,它能為城域應用提供解決方案而不是傳送距離提供方案,這種結構需要擴展性非常好、容量大、具有高QoS、多業務、低成本、智能化、IP化、靈合性、可管理的網絡。
　　一般來說，城域光傳送網被定義為覆蓋100km左右，特別是服務于大中型城市和地區的光網絡。城域光傳送網是骨干光傳送網和接入網的橋接區，主要完成接入網中的企業和個人用戶與骨干網之間全方位的業務互聯互通。骨干網與城域光傳送網相連，并在區域之間相互延伸以實現互聯互通，其發展重點是網絡容量和長距離傳輸。處在骨干網和接入網之間的城域光傳送網是整個網絡體系中的一個重要組成部分，不僅要承載多種網絡協議和信道速率，還應具有組網的靈活性和可擴展能力。

二.城域網面臨的問題及下一代城域網的基本要求

　　城域網面臨的首要問題是帶寬“瓶頸”。在其用戶側，由于低成本千兆比以太網的出現和發展，局域網的速率上了一個大臺階；在其長途網側，由于WDM技術的發展，傳輸容量擴展了幾個數量級。因而使得中間的城域網/接入網成為全網的帶寬“瓶頸”。

城域網面臨的另一個問題是其仍然存在多個重疊的網絡。
第三個問題是用戶正從簡單的連接要求轉向更加個性化的業務剪裁要求以適應特定的應用，使得網絡需要支持復雜的2層和3層功能。
最后，目前城域網底層多數采用傳統SDH作傳送平臺，在傳送突發數據業務時，不僅效率低下，而且改變帶寬往往意味著改變物理接口甚至改變了業務類型。使用戶改變業務時常常需要重新設計和重新建設網絡。

　　要解決城域網面臨的問題，下一代城域網必須能有效地處理混合的第1層、第2層和第3層業務。在混合業務中，每種業務的比例是不確定的，而且隨時間而異，因此基礎傳送網不僅要能在目前有效地支撐第1層業務并具有足夠的容量擴展性以滿足業務增長的需要，還要能提供第2層和第3層業務，并確保向支撐第3層業務的網絡平滑過渡。

三.城域光傳送網應用技術
　　目前構建寬帶城域光傳送網采用的3種技術主要是：城域WDM環網、以SDH為基礎的多業務傳送平臺（MSTP）以及彈性分組環（RPR），它們各有自己的特點和適用范圍。
　　根據我國電信業務的發展現狀和特點，城域WDM環網主要適合于傳輸大顆粒的業務（如STM-16、 STM-64、GE和10GE等）或特殊格式的數據業務（ESCON、Fiber Channel、FICON等大型主機間通信接口），即主要應用在經濟發達的大中型城市的骨干層、匯聚層及業務量較大的數據專網。
　　大容量的STM-16和STM-64多業務傳送平臺（MSTP）能夠提供豐富的、高密度的群路和支路接口，具有強大、靈活的交叉連接功能和多業務傳送、接入能力，非常適合于大城市傳送網的匯聚和接入層，以及中小城市傳送網的骨干和匯聚層，并適合用作WDM系統的終端設備和作為業務樞紐節點的匯聚和疏導設備。
　　基于RPR技術的城域設備可承載具有突發性的IP業務，同時支持傳統語音傳送，是一種很好的解決方案，適合于大中型城域傳送網的接入層和小型城域傳送網的骨干和匯聚層。2004年4月IEEE推出的 802.17彈性分組環協議標準，是一種新的MAC層協議，是為優化數據包的傳輸而提出的，它吸收了千兆以太網的經濟性、SDH對延時和抖動的嚴格保障、可靠的時鐘和50ms環保護和恢復等特性，并具有空間復用、帶寬動態分配、支持業務級別等特點，使其成為當前光網絡上傳輸數據包的一種優化技術，正得到業界的廣泛關注和重視。

1. 城域光傳送網應用技術之一：SDH多業務平臺

　　SDH多業務平臺(MSTP)能夠在SDH設施上支持數據業務的傳送，終結多種數據協議，實施數據透傳或2層交換和本地匯聚。其中點到點透傳方式直接將數據封裝到虛容器中傳送，簡單，成本低，具有較好的用戶帶寬保證和安全隔離功能，適合有較高QoS要求的數據租線業務，但帶寬利用率較低，網絡硬件資源消耗較大，不支持端口匯聚等應用，缺乏靈活性，而且需要手工配置每一個物理通道，耗時費力。而2層交換和匯聚方式用戶可以根據媒體訪問控制(MAC)地址完成用戶側不同以太網端口與網絡側不同虛容器間的包交換，具有帶寬共享、端口匯聚能力；通過虛擬局域網(VLAN)方式可以實現用戶隔離和速率限制；利用SDH環或快速生成樹保護(RSTP)實現2層保護和環上的帶寬共享。但由于2層交換有競爭帶寬的特性，難以確保用戶實際帶寬，安全性稍差。SDH多業務平臺組網靈活，適合于匯聚層和接入層應用，適合安全性要求較低的網絡瀏覽和視頻點播(VoD)類業務。還可以進一步利用集成的路由器功能將數據業務在3層上處理，以享受更豐富靈活的數據聯網功能。

　　MSTP的出現不僅減少了大量獨立的業務節點和傳送節點設備，簡化了電路指配，加快了業務提供速度，改進了網絡擴展性，節省了運營維護和培訓成本，還可以支持各種數據業務，可以通過統計復用和超額訂購業務來提高TDM通路的帶寬利用率和減少局端設備的端口數使現有SDH基礎設施最佳化。另外，MSTP可以為任何端口提供1層、2層乃至3層業務的任意結合而不管物理接口類型是什么。隨著網絡中數據業務份量的加大，MSTP正從簡單的支持數據業務的透傳方式向更加靈活有效支持數據業務的新一代系統演進和發展。

　　總的來看，SDH多業務平臺最適合作為網絡邊緣的融合節點來支持混合型業務量特別是以TDM業務量為主的混合型業務量。不僅適合缺乏網絡基礎設施的新運營者，對于已敷設了大量SDH網的運營公司，SDH多業務平臺也可以更靈活有效地支持分組數據業務，增強業務拓展能力，降低成本，有助于實現從電路交換網向分組網的過渡。

　　這種方案的缺點在于網絡基于同步工作，抖動要求嚴，設備成本較高；難以靈活地生成業務；用固定時隙來支持數據業務的帶寬效率較低，目前數據業務功能也還不夠靈活豐富；同時管理多個面向連接和無連接網比較困難，管理成本偏高。從長遠看，當數據業務成為網絡的絕對主導業務類型后，這種解決方案不是一種最有效的方法，將會被更有效的方案所替代。


2 城域光傳送網應用技術之二：彈性分組環多業務平臺

　　為了將以太網擴展到電信級的核心網，需要解決以太網固有的一系列問題，RPR就是解決方案之一。這是一種基于以太網或SDH的分組交換機制，屬于中間層增強技術，采用一種新的MAC層和共享接入方式，將IP包通過新的MAC層送入1層數據幀內或裸光纖上，無須進行包的拆分重組，提高了交換處理能力，改進了性能和靈活性。RPR既可以工作在1層的SDH和千兆以太網上，也可以直接工作在裸光纖上作為路由器的線路接口板。

　　RPR簡化了數據包處理過程，不必像以太網那樣讓業務流在網絡中的每一個節點進行IP包的拆分重組，實施排隊、整形和處理，而可以將非落地IP包直接前轉，明顯提高了交換處理能力，較適合分組業務；RPR又能確保電路交換業務和專線業務的服務質量(能做到50 ms的保護倒換時間)；RPR具有自動拓撲發現能力，可以自動識別任何2層拓撲變化，增強了自愈能力，支持即插即用，避免了人工配置帶來的耗時費力易出錯的毛��；RPR可以有效支持兩纖雙向環拓撲結構，可以在環的兩個方向上動態地統計復用各種業務，同時還能按每個用戶每種業務為基礎保留帶寬和服務質量，從而最大限度地利用光纖的帶寬，簡化網絡配置和運行，加快業務部署；RPR還具有較好的帶寬公平機制和擁塞控制機制。

　　彈性分組環的最大特點是采用了一個嵌入控制層，從而可以提供很多新的功能。從成本上看，RPR成本介于SDH和千兆以太網技術之間，數據接口越多，其成本越接近千兆以太網，反之則趨近SDH�？偟目�，該技術最適合數據業務量占主導，而TDM業務量也需要可靠有效支持的應用場合。

　　鑒于RPR具有很好的匯聚特性和優化的數據接入能力，因此最適合于城域網的接入層應用，特別是以太網業務帶寬需求占絕對優勢的場合。

　　
3.城域光傳送網應用技術之三：WDM多業務平臺

　　隨著技術的進展和業務的發展，WDM技術正從長途傳輸領域向城域網領域擴展。其主要特點和要求可以歸納如下：首先，采用WDM后，容量有了大幅度的增加，可以擴大數十至數百倍。其次，應用WDM后容許網絡運營者提供透明的以波長為基礎的業務。用戶可以靈活地傳送任何協議和格式的信號而不受限于SDH格式。支持各種速率和信號格式的業務，光接口可以自動接收和適應從10 Mb/s到2.5 Gb/s范圍的所有信號，包括SDH、ATM、IP、千兆比以太網和光纖通路等。而對于應用在城域網核心的系統，將來可能還會要求支持10 Gb/s乃至40 Gb/s的SDH信號和以太網信號。最后，城域WDM系統具備波長可擴展性，系統可以通過簡單地增加波長的方式迅速提供新的業務，極大地增強了網絡擴展性和市場競爭能力。

　　然而，目前WDM多業務平臺的成本仍然較高，特別是傳輸距離較長時需要光纖放大器，因此需要開發低成本光纖放大器。由于當前在網絡邊緣需要整個波長帶寬的用戶和應用畢竟很少，因此WDM多業務平臺主要適用于核心層，特別適用于擴容需求較大、距離較長的應用場合。為此進一步開發允許不同業務量和不同協議共享同一波長的子速率復用技術，改進容量利用效率是WDM向網絡邊緣擴展的必要手段。

　　總的看，對于光纖資源短缺的城域網或者大型城域網的核心層乃至未來的匯聚和接入層面，城域WDM多業務平臺都將是一種有長期技術壽命的通用解決方案。

四.小結
城域網市場的主要驅動力是網絡結構簡單化的趨勢、不斷增加的容量需求以及多種多樣的業務類型。因此，與骨干網相比，城域光傳送網最明顯的特點是承載業務類型的多樣性和業務流向及流量的動態的不確定性。新一代的城域光傳送網的建設應根據城域（或本地）的業務類型、分布和發展進行優化，一般采用以光傳送網為基礎、面向數據業務優化并兼容傳統TDM業務的多業務傳送平臺，并且在網絡結構和技術的選擇上應有利于向智能化的ASON演進。
<