IP宽带城域网接入网.doc

毕业设计（论文）本科毕业设计（论文）GRADUATION DESIGN(THESIS)论文题目：（二号楷体） 本科生姓名：（小二号楷体加黑） 学号：（字体同姓名）指导教师姓名：（三号楷体加黑） 职称： 申请学位类别： 专业： 设计(论文)提交日期：（小四号楷体加黑）答辩日期：（小四号楷体加黑）摘 要宽带IP城域网是IP骨干网在城域范围内的延伸和覆盖，是覆盖城市、郊区及其所辖的县市和地区，提供城域多业务的网络。宽带IP城域网承担集团用户、商用大楼、智能小区的业务接入和电路出租任务，具有覆盖面广、投资量大、接入技术多样和接入方式灵活的特点。IP城域网界于全国骨干网或省网和用户驻地网或终端用户之间，将企业和个人客户的各种业务连接到骨干网中。本规范主要规定了基于IPv4的我国宽带IP城域网的网路结构、网路组织、路由协议、路由策略、网间互联、网络性能、服务质量、网络管理、网络安全、传送技术、业务、编号方案、地址分配设备配置原则、机房设计等。关键词：宽带IP城域网 主干网 IPv4 弹性分组环RPR目 录目 录III1. 绪论12. 宽带IP城域网的基本理论32.1 IP城域网的概念32.2 宽带IP城域网的网络结构532.2.1核心层42.2.2汇聚层42.2.3接入层52.3 宽带IP城域网分类52.4 宽带IP城域网优化的意义752.5 设计提出背景63. 宽带IP城域网关键技术83.1 宽带IP城域网网络技术83.2 宽带IP城域网骨干层技术及性能对比分析93.2.1千兆以太网技术（GE）93.2.2异步转移模式（ATM）93.2.3POS技术（IP over SDH技术）93.2.4动态分组传输输技术（DPT）93.2.5结论103.3 宽带接入层技术2103.4 宽带城域网建设技术路线8133.4.1以ATM为骨干的城域网133.4.2以IP为骨干的城域网133.4.3构建于layer2的城域网133.4.4构建于layer3的城域网133.4.5接入提供商共同面临的问题144. 宽带城域网建设方案184.1 电信业务新需求184.1.1业务需求分析184.1.2各种电信业务对线路带宽的要求9184.1.3市场需求分析194.2 电信宽带技术应用选择分析204.2.1宽带应用的特点204.2.2电信宽带网的组网204.2.3宽带技术的选取214.3 电信级以太网组网与设备选型224.3.1电信以太网与传统园区网的区别224.3.2电信以太网的设计9224.3.3路由规划234.3.4地址翻译（NAT）244.3.5地址分配244.4 网络设备的选择10254.4.1核心交换机254.4.2接入层交换机254.5 宽带IP城域网增值业务254.5.1智能化社区服务系统264.5.2电子商务264.5.3会议电视264.5.4网上教育264.5.5远程医疗275. 宽带城域网建设275.1 网络规划设计275.1.1网络技术发展简介285.1.2网络设计的核心就是把握住应用需求285.2 网络技术2285.2.1普通以太网（ETHENET）295.2.2快速以太网（FAST ETHENET）295.2.3交换式以太网（SWITCH ETHENET）295.2.4千兆位以太网295.2.5光纤分布式数据接口（FDDI）295.2.6异步传输模式（ATM）295.3 网络通信协议305.4 网络拓扑结构325.4.1星型拓扑（STAR）325.4.2环型拓扑（RING）325.4.3树型拓扑（TREE）325.4.4. 星型环拓扑（STAR-RING）325.5 网络传输介质325.6 网络互连设备325.7 网络操作系统335.7.1网络操作系统的特点335.7.2选择网络操作系统的策略33总 结35致 谢35参考文献35281. 绪论宽带网络潮流正席卷全球。电信竞争正从核心网转移到接入网，尤其是宽带IP城域网，其市场之大，前所未有，引起了所有制造商、运营公司和业务提供者关注。同时，由于它对管制、技术、业务和成本高度敏感，这使得它更富有挑战性。网络的核心应该是服务，必须成为捆绑众多服务的载体。通过宽带网，人们可以足不出户与外界进行信息和物流交换，比如在线购物、视频点播、工作学习等。业内专家认为，宽带建设和普及将在多个层次上造就巨大的商业机会。无论是光纤传输、光缆传输，还是无线传输，在目前带宽严重不足的形势之下，市场前景普遍看好。随着宽带逐渐成为现实，商业机会将越来越大。通过在住宅小区铺设宽带网，网络运营商可以销售各自的宽带软、硬件，同时可以参与甚至控制小区的智能化管理，将远程抄表、远程监控、家电网络化等等开发为生财之道。此外，还可以推出远程医疗、网上购物、视频点播、网上教育等服务，通过生动的视频效果，掌握整个数字生活的主导权。在竞争当中，城域网以其灵活的组网、提供特色的宽带业务而成为今年的热门话题，并得到了迅速的发展。其中一个重要原因是互联网业务呈指数级的增长，使得电信数据业务负载急剧增加，而电子商务、网上医疗、政府上网、企业上网、家庭上网和建设智能信息岛等城市信息化工程都要求有一个高速、安全可靠的网络环境。2. 宽带IP城域网的基本理论2.1 IP城域网的概念IP城域网的概念是由计算机网深化而来，指介于广域网和局域网之间，在城市及郊区范围内实现信息传输与交换的一种网络。这里所说的IP 城城网，是指覆施城市范围、为全市各类用户提供宽带（通过是指2Mbit/s以上）接入的数字通信网络。对一个城市而言。IP城域网的建设是其信息化基础设施的重要组成部分；从技术和运营模式来看。IP城域网是计算机网络和传统电信网络的融合:从技术发展的趋势来看，IP城域网会是传统电信体系发展的必然跑势。宽带IP城域网是宽带IP骨干网络在城市范围内的延伸，可以支持高速上网、带宽租用、虚拟专用网（VPN）、窄带拨号接入、视顿、话音各种多娘体业务，是以通信网络的可管理性、可扩充性为基础，来满足政府部门、企业、个人用户对各种带宽的基于IP的多媒体业务的需求。其典型技术特征是在城域范围内实现了传输的宽带化和节点的宽带化，使得城域网从接入到核心各个部分都实现了宽带化。2.2 宽带IP城域网的网络结构5为了便于网络的管理、维护和扩展，网络必须有合理的层次结构。因此，大型网络的实际均遵循层次化设计的原则。从网络结构上来分，根据目前的技术现状和发展趋势， 一般将城域阔的结构分为三层:核心层、汇聚层和接入层。如图2-1所示。图2-1 城域网结构图2.2.1核心层宽带IP城域网核心层网络主要负责进行数据的快速转发以及整个城域网路出表的维护，同时实现与IP广域骨干网的互联，提供城市的高速IP数据出口，其目标结构重点考虑可靠性和可扩展性。核心层主要出传输网络和核心交换设备构成。核心层节点位置选择应结合业务分布、机房条件、光纤布放等情况综合考虑，一般应设置在城区内:核心层节点数量根据实际网络需要进行设置:核心节点原则上采用网状或半网状连接。2.2.2汇聚层IP城域网汇聚层位于核心层和接入层中间，主要实现如下功能:扩展核心层设备的端口密度和端口种类:扩大核心层节点的业务覆盖范围；汇聚接入节点，解决接入节点到核心节点问光纤资源紧张的问题: 实现接入用户的可管理性，当接入层节点设备不能保证用户流量控制时，需要由汇聚层设备提供用户流量控制及其他策略管理功能。此外，除基本的数据转发业务外，汇聚层还必须能够提供必要的服务层面的功能，包括带宽的控制、数据流QoS优先级的管理、安全性的控制、IP地址翻译NAT、数据流流量整形等一系列的功能。汇2.2.3接入层接入层网络负责提供各种类型用户的接入，在有需要时提供用户流量控制功能。接入层节点的设置主要是为了将不同地理分布的用户快速有效地接入骨干节点。接入层节点可以根据实际环境中用户数量、距离、密度等的不同，设为一级或级联接入。由于用户端设备端口需求量较大，因此要求接入设备要有优良的性价比。2.3 宽带IP城域网分类宽带IP城域网按规模可分为特大型、大型、中型、小型四种类型，如表2-1。表2-1 宽带IP城域网分类2.4 宽带IP城域网优化的意义7宽带IP城域网网络优化的主要目的是在现有城域网络的基础上进一步提高网络的性能、网络的可用性、安全性和可扩展性，使宽带IP城域网能够更好地满足用户的需要，为用户提供优质的服务，从而进一步提高运营商的市场竞争力。2.5 设计提出背景随着社会经济和技术的发展，人们对通信的需求在发生深刻的变化，宽带化、数字化、无线化、综合化、个人化成为发展的趋势。以语音业务为主体的整个通信产业正处在一个整体转型的关键时期。业务发展主要有四大趋势：一是以电话业务为主向数据业务为主转移，表现在数据业务量超过电话、话音的IP化、数据收入增长迅速； 二是由单一媒体向多媒体转移，表现在家庭娱乐需求、政府信息化需求、企业应用等向集声音、文字、图像、视频于一体的多媒体化发展；三是业务呈现个性化、全球化、泛在性，表现在变技术驱动为市场驱动、定制化业需求增加、端到端的全球性服务、无所不在的服务；四是电信服务与信息服务的融合，表现在内容服务己经成为最具活力的业务、市场需求从简单通信到集成服务的变化、价值链的拉长等。3. 宽带IP城域网关键技术城域网（MAN）业务需求快速增长，网络结构、协议和技术在经历彻底的改变。波分复用（WDM）的出现、高速光连接的增加以及话音和数据的融合，都在推动现有网络结构的变革。另外，MAN服务提供商的竞争与WAN是不同的，新一代的运营商没有传统网络设施的束缚。城域网的变革给那些没有传统网络束缚的运营商提供了很好的机会。直到不久前，企业用户还必须依赖传统的电信服务提供商，通过租用T1、T3、OC3或其他速率的电路在MAN中传送数据。通常，提供这种电路需要很长的等待时间，基于流量的资费非常昂贵，而且将LAN中的以太网协议转换成MAN中的ATM、SDH或帧中继协议会带来额外的开销。由于以太网作为LAN中事实上的标准，企业用户希望使用同样的协议实现和MAN的无缝连接，而不需要与ATM和SDH进行转换。因为这样不但可以大大简化网络拓扑结构，而且使网络变得更容易扩容和维护。3.1 宽带IP城域网网络技术电信宽带网，从功能和结构上可划分成骨干层、汇聚层、接入层。在各层中都有多种技术可供运营商选择，这些技术各有优缺点；一种技术能否生存和发展不仅取决于技术本身，还有市场因素。 3.2 宽带IP城域网骨干层技术及性能对比分析3.2.1千兆以太网技术（GE）GE与以太网、快速以太网兼容，世界80以上的网络节点为以太网形式，GE的实施具有直接、快速和千兆位的特点，设备便宜；传输距离达100km，可以满足城域网需要。GE技术核心为简单提高传输带宽和交换容量；主干可靠性由TRUNK技术（Cisco为GEC技术）提供，耗费端口多，切换时间、网络自愈等方面不能发挥光纤网络潜力。其沿用的以太网机制CSMA/CD具有不确定性，媒质接入取决于概率，缺少优先级机制；业务流量等待时间不定，不适于实时多媒体应用。虽然资源预留协议（RSVP）提供了基本的QoS，但公共电信网要求更高级的QoS，关键是目前许多应用对实时业务不敏感；GE能否成为主流技术取决于市场所需的QoS方向。GE技术的优势是低价的设备、简单的技术路线和以太网、快速以太网兼容的接口。3.2.2异步转移模式（ATM） ATM采用53字节固定长度的信元（Cell）作为基本传输数据单元，是一种面向连接的传输技术，数据传送前需先建立虚通道，接下去的数据传送将一直沿着这条虚通道进行。以信元为传输单元、采用虚通道连接的网络具有良好的流量控制机制和QoS；减少信号传输时延；ATM的工作机制使其在实时应用和服务质量分级方面具有不可比拟的优势。ATM协议复杂和信头开销多、设备价高、需局域网仿真才能完成信元和数据包间的转换来支持IP应用；ATM可以在本地和广域提供QoS，但目前企业端到端的ATM难以实现这一点。3.2.3POS技术（IP over SDH技术） POS技术将IP包直接封装到SDH帧中，提高了传输效率；采用高速光纤传输，以点对点方式提供从STM1到STM64甚至更高的传输速率。最大缺点是网络呈环状时带宽分配不够灵活（基于点对点传输，且最低速率为155Mbps）。3.2.4动态分组传输输技术（DPT） DPT是一种提供SONET/SDH传输的可靠性和恢复功能，而无须增加不必要的IP业务开销的光传输技术；采用2条反向循环的光纤环路同时用于传输数据和控制业务，使用空间复用协议（SRP）在分组环上提供分组寻址、分组剥离、带宽控制和信息传输控制等功能；另外SRP环形结构对端口数需求少。 主要优点是动态使用带宽，带宽利用率大大提高，避免点对点连接的限制，减少需要的端口数。DPT也避免了ATM协议的复杂性、信令系统和过高的信头开销，直接支持IP，无须IP包的拆分和重组，提高了交换机处理能力，降低了设备价格。3.2.5结论 小型、简单的网络GE技术组网性价比高；大型、复杂的网络DPT组网性价比最高，但此技术仅CISCO拥有，未成为标准。如表3-1所示。表3-1 滑于性能对比分析指标 DPT POS ATM GE 可靠性 高 高 中 低 弹性和可扩展性 高 高 高 低 带宽使用效率 高 中 中 中 QoS和IP业务增强 高 高 高 中 性价比 小型网络 低 中 低 高 大型网络 高 高 中 低 3.3 宽带接入层技术2接入层技术复杂、实施困难；应用前景取决于技术发展，也取决于市场需求。 随着宽带接入新技术、新标准不断出现，已有的产品与解决方案有待完善；市场方面，宽带业务（如VOD、电子商务、远程教学等）受到各方面尤其是经济条件限制，发展不如预期快。对电信运营商，好的方案是新业务引入成本较低，多种业务支持能力较好，可逐步向宽带全业务网络过渡。目前接入技术很多，在数据传输特性、市场定位、在接入网中的位置及提供的业务等都有所不同。 现有接入技术包括：普通Modem、N-ISDN、Cabe Modem（HFC）、xDSL（包括HDSL、SDSL、ADSL、G.lite、VDSL等）、SDH、PON与APON、IMDSL等。1、普通Modem 普通Modem是利用电话线提供窄带数据接入的主要方式，最高提供56Kbps传输速率，典型下载速度1200bps左右。2、N-ISDN（窄带ISDN） N-ISDN也是典型的窄带接入的铜线技术，提供64、128、384、1536、1920Kbps等速率；利用2BD实现电话和数据接入，典型下载速度8000bps以上，主要优点是具有易用性和经济性，可同时上网和打电话，还具有永远在线（AODI）的技术特点。 3、专线接入 DDN以及帧中继（FR）等主要是专线用户使用，传输端和尾端连接专用设备，通过专网通信，头端出口（如DDN路由器）都有10M、100M以太网接口。4、ADSL（不对称数字用户环路） ADSL可在现有电话线上提供宽带业务，上下传速率“不对称”，避免了常规对称传输中的用户侧干扰，提高传输速率，延长传输距离。 下行信道速率2.048、4.096、6.144、8.192Mbps，分成数个1536Kbps的A信道，A信道能传送MPEG-1质量的图像；上行信道速率640Kbps；可选双工信道速率为160、384、544、576Kbps，传输距离36km。图3-1为ADSL调制技术示意图。图3-1 ADSL调制技术示意图5、HDSL（高速数字用户环路） HDSL使用两对或三对双绞铜线，典型速率2Mbps，可实现高速双向传输，距离35km，误码率（BER）低；通过复用技术同时传送多路语音、视频和数据。HDSL主要用于替代传统T1E1接入技术，为用户提供30BD或2Mbps租用线，也可传送30路话音，适用于连接PBX（专用小交换机）、数字局间中继、ISP和校园网等。 6、SDSL（对称数字用户环路） SDSL也是一种对称铜线传输技术，使用单根双绞线，提供双向高速可变速率连接，速率范围160K2.084Mbps，0.4mm双绞线上最大传输距离3km。7、VDSL（甚高速数字用户环路） VDSL是传输距离很短的铜线技术，上下信道用频分复用分开，采用CAP、DMT和DWMT（离散小波多音频）3种编码方式。 8、10Base-S 铜线接入技术（HomePNA） 3COM的10Base-S提供电话线传输10M（双向）能力，也是用频分技术将数据复用到电话线上，数据频段从5.5MHz开始。现行产品传输距离1500m，二代产品将延长到3000m，提供10/100M以太网接口。9、IM-DSL（Inverse Multiplesed DSL） 国内用户线长度平均3.6km，最长6km，目前没有一种 DSL技术能够在46km普通电话线路上提供20Mbps以上速率传输。IM-DSL基础是xDSL，建立多条xDSL链路，通过反向复用技术构成一条高速物理链路，再利用ATM统计复用技术使众多用户共享这条物理通道；传输距离在2km以内。10、HFC（混合光纤同轴网络）Cable Modem 接入 有线电视网改造后可以传输数字多媒体信息，下传30Mbps，上传200Kbps2Mbps间；带宽为所有用户共享。中国HFC标准数字VOD频道25个，每频道45Mbps，每根同轴电缆可传输250个以上的MPEG-2 视频数据流。 11、Ethernet（以太网）目前国内宽带热点中有从最终用户到城域骨干网都使用以太网方式，全以太网接入方案。基本构想是：1000M以太网为城域骨干网，实现1000M以太网到大楼、路边、小区，再通过100M以太网到楼层或小型楼宇，10M以太网到办公室和桌面。12、SDH应用于接入网SDH在核心网占据主要位置，用于接入网中可灵活、快速、有效的提供用户需求及组网需要，迅速提供2Mbps透明通道:将SDH分插复用器（ADM）设置在用户处或采用低速率终端复用器、共享ADM等方式可分别为不同带宽要求的用户提供理想网络性能和业务可靠性的N*2M透明连接；也可扩展至低带宽用户，提供64Kbps等级的透明业务传送；与用户连接可采用点到点或环形拓扑形式。可增加传输带宽，改进网管能力，简化维护工作，降低运行维护成本。SDH在建设时为不同的节点分配不同的带宽，但不能动态调整。13、以ATM为基础的无源光网络（APON）APON采用波分复用和光源光功率分离技术对光纤和光线路终端共享，结合ATM特点、支持多比特率、业务透明、是无源系统，可支持良好的网络管理，能够实现多种综合业务；成本比传统以电路交换为基础的PDH/SDH低20%40%，代表了未来宽带接入技术的发展方向。 14、宽带固定无线接入（LMDS） 主要的宽带固定无线接入技术有三类：已商业化的多路多点分配业务（MMDS）和直播卫星系统（DBS）以及试验中的本地多点分配业务（LMDS）。 LMDS基站到用户端以点对多点广播方式传送，用户端到基站以点对点方式传送；工作频段2438GHz，可用频带至少1GHz；可提供双向话音、数据及视频图像业务，实现Nx64Kbps2Mbps、甚至155M的接入速率，可靠性高，号称“无线光纤”接入技术。 3.4 宽带城域网建设技术路线8在目前城域网的建设过程中，主要思路是以IP或ATM为骨干进行。其中以IP为骨干的城域网又分为构建于layer2的城域网和构建于layer3的城域网。 3.4.1以ATM为骨干的城域网ATM技术体系成熟而健全，一般采用ATM over Sonet/SDH方式，优势在于可实现网络资源的统计复用、多业务支持能力、端到端的Qos；具有流量控制和拥塞控制，灵活的动态带宽分配与管理，交换速度快，可扩展性强等优点。3.4.2以IP为骨干的城域网我国局域网90是以太网，这使得构建于IP基础上的城域网有很大吸引力，尤其是带宽需求的不断扩大，使得建立于纯IP之上的城域网取得了很大发展。3.4.3构建于layer2的城域网在城域网的构建过程中，现在较典型的是构建于layer2的城域网，采用多层交换机以GE over Fiber模式运行。局域网、城域网全部采用统一802.3以太网帧格式，无缝连接不需要任何中间转换。这种方法效率高、设备简单、价格低廉；另一优点是方便管理，服务提供商可以将所有业务提供点（POP）放置在一个中心。通过和DWDM技术结合提供带宽，不断弥补基于layer的城域网带宽利用的低效率。今后随着吉比特、太比特交换机与DWDM技术配合，可进一步实现GE over DWDM的城域网传输模式。构建于layer2的城域网提供了可用于数据、高质量话音和广播级图像的更优化的网络结构。构建于layer2的城域网在提供业务种类上也存在局限，它只能提供纯IP业务和基于以太网方式的专线业务，不能提供传统的TDM业务和ATM、FR之上的VC方式的专线业务。3.4.4构建于layer3的城域网构建于layer3的城域网，采用高性能的吉比特路由器组成城域网的核心节点，以POS或IP over DWDM模式运行。由于IP具有第三层的智能，当业务中断或光缆被切断时，第三层的路由功能可以迂回网络流量进行流量分担，从而保证用户网络的畅通。同时，由于VPN、QoS等技术不断成熟，也为网络提供商向用户提供各种增值服务、进行全局流量工程规划提供了技术保证。但构建于layer3的城域网比起构建于layer的城域网来说，设备成本和运行造价要高许多，管理上也变得复杂，在一个城域网里需要出现多个POP点。在业务提供方面，构建于layer3的城域网只能提供纯IP的业务，虽然L2TP、IPSec、MPLS等技术可以支持基于IP的专线业务，但相对复杂的技术性以及实际应用不成熟性，使大多数运营商都处在观望和试验的阶段。3.4.5接入提供商共同面临的问题大规模IP服务提供商和接入提供商共同面临的问题是：构建可靠并可以提供高性能连接的网络。以前MAN解决方案主要是基于SDH的点到点或环网结构，而无论是从经济性还是功能性的角度看，这种方案都不是最优化的。服务提供商越来越倾向于选择其他的解决方案。但是，即使在寻找可以使他们成功的秘诀，他们仍然希望保留部分SDH提供的功能，包括能够提供高质量话音和广播级图像服务的能力。下面的要求是所有服务提供商共同需要的，也是典型的新一代MAN所必须具备的。1、核心环（1）可靠的网络结构。（2）重要功能列表。（3）很强的灵活性。（4）成本。2、接入环（1）快速而有效的提供业务。服务提供商的业务种类通常包括数据业务、数据/话音业务和数据/话音/图像业务。在带宽方面，新一代的MAN要求可以提供从1Mbps到10Mbps的带宽服务，并且可以在网管中心由软件进行配置。（2）服务质量（QoS）。这是目前唯一可以用来提供增值业务的工具。新一代的MAN同时要能够将QoS延伸到基于单个用户或数据流的带宽分配中。（3）灵活选择ISP。从接入MAN的角度看，至少能够连接到两个不同的ISP网络是非常重要的。这不但确保有备用路由用于保护和优化相应时间，同时使用户可以自由选择便宜的服务。（4）资费。最重要的是能够提供不同等级的服务，并对其进行收费。这包括对每个用户收费、统一费率、一直在线业务以及针对特殊用户需求的组合资费策略。为了使服务提供商能够更好地满足用户的需求，一种全新的网络结构正在出现。这种适合于业务融合的网络结构结合了SDH和以太网各自的优点。同时克服了现实世界中面临的各种问题：增值业务、单个用户收费、通道保护、速率限制等等。新的网络结构的核心是，直接由WDM光纤连接的多个GE通道，构成可靠的、数据优化的光纤环。通过取消SDH的开销字节，保留类似SDH的保护和时延性能，新的MAN提供了一个可用于数据、高质量话音和广播级图像的、优化的网络结构。GE over WDM不但取消了多余的开销字节，同时节省了设备成本，也提供了一个可以平滑升级的网络结构。将用户端的以太网技术延伸到MAN中，可以实现平滑的网络集成，更好的网络性能和无缝的网络管理。将WDM集成到IP交换机中可以增加线路容量，简化网络部署和管理，降低技术支持费用。例如新的网络结构中的GE交换机可以集成WDM复用器、SDH ADM和ATM交换机的所有功能。3、新的网络结构中使用的主要技术如下：（1）IP TDM新结构中一个主要技术创新是IP TDM，它可以通过高级的流量整形和带宽管理为话音业务提供确定的时延保证。IP TDM可以按需提供电路模拟，保证经过的通道具有固定的时延特性，用来支持话音和图像传输。（2）灵活提供限速率的通道与SDH网络固定的速率等级不同，新一代的网络允许动态提供双向限速率的通道，包括输入和输出的业务。这可以使运营商针对不同用户的需求提供相应的服务，而不管物理通道的速率。（3）集成的电路保护新的网络结构可以提供与SDH相同级别的电路保护。SDH通常使用光纤环中的第2条保护光纤实现毫秒级的保护。（4）基于应用计费用户网络的重要业务完全依靠服务提供商网络设施的冗余和对故障的容忍度。用户确保其网络可靠性的最简单的方法就是：和服务提供商签订服务级别协议（SLA）。为了能够满足SLA，服务提供商必须依靠网络提供分等级服务的能力。（5）虚拟城域网（vMAN）在用户LAN中，现在仍然还有相当数量的其他网络协议在使用。因此，当服务提供商在MAN中提供透明的LAN业务时，它们必须特别注意这些协议的特征。在新的以太网MAN中使用的vMAN技术，就是通过给数据包附加两个独立的标签来解决这个问题的。其中，一个标签用于用户域，另外一个用于服务提供商域。这种双域的特征也使得提供VPN业务变得容易，同时可以让用户方便地改变他们的ISP而不影响业务。（6）服务的无缝融合通过打破传统SDH网络的僵硬限制，新的融合优化的MAN允许服务提供商满足现实世界中用户的各种需求。服务提供商可以利用新的光纤城域网以及它的IP兼容性，为用户的LAN连接到MAN提供无以争辩的多种业务类型服务。（7）可预测的服务质量核心结构中的高级业务优先级、排队和速率限制机制，给了服务提供商为用户灵活分配带宽的能力，同时可以为特殊的业务类别（如话音和视频业务）严格控制时延大小。（8）快速地提供服务与在传统的SDH网络中提供服务或改变电路容量时复杂费时的配置相比，新的、数据优化的、光纤MAN的服务可以通过软件进行配置或改变，这一过程只需要几分钟而不是几个星期或几个月。这样，用户乐于请求和使用更多的、所需要的服务，而不是因为昂贵的费用或很长的等待时间使他们望而却步。服务提供商得到的则是对用户需求及时响应的能力、增加的收入和增强的竞争力。（9）内在的可扩展性从对基础设施投资的立场来看，这些新的光纤MAN结构提供了依据用户需求平滑升级的能力。运营商可以提供10Gbps的以太网，也可以灵活地提供速率低至500kbps的限速率带宽。另外，通过打破传统的限制，这些新的网络为将来的网络扩展提供了坚实的基础，例如多协议波长交换。总而言之，新的融合优化的光纤城域网使得MAN服务提供商可以超越SDH网络的限制，同时保留SDH电路保护和时延方面的优点。GE over WDM的部署使得运营商可以为他们的用户提供灵活而及时的高性能服务。4. 宽带城域网建设方案4.1 电信业务新需求4.1.1业务需求分析宽带网的用户类群 （1）信息源用户：主要是信息服务提供商。 （2）个人用户：通过网络进行多媒体通信、访问信息源、网上商业活动等。 企事业单位：主要利用网络的多媒体传输、服务质量保证、VPN（虚拟专网）、VPDN（虚拟拨号专网）等服务。 （3）从需求角度分析，学校主要为电子化教学和远程教育需要；医院主要为远程医疗和信息化社区服务需要；政府部门主要为办公信息化、公开化等“电子政务”需要。如表4-1所示。表4-1 不同用户群对电信业务的需求情况表集团用户 中小企业 大中学校 金融证券 智能小区 传统电话/传真 IP 电话/传真 高速上网、VPN、 电子商务 信息发布、专线 企业网接入 数据/文件传输 视频会议 传统电话/传真 IP 电话/传真 高速上网、VPN 电子商务、 信息发布、专线 企业网接入 数据/文件传输 视频会议 传统电话/传真 IP 电话/传真 高速上网 信息发布 数据/文件传输 专线、校园互连 传统电话/传真 IP 电话/传真 高速上网、VPN、 数据/文件传输 企业接入、高速专线、 呼叫座席、电子商务 信息发布传统电话/传真 IP 电话/传真 高速上网 视频业务、VOD、 远程教学、 小区物业管理 4.1.2各种电信业务对线路带宽的要求9每一种电信业务对于带宽的要求是不同的。总体来说，公众客户的主要业务需求可归纳为2类：基本业务：语音、高速上网、高清网络电视（HDTV） /标清网络电视（IPTV）、可视电话业务等。增值业务：家庭监控、可视家庭会议、三屏互动、蓝光电影、3D视频、信息、邮箱、远程教育、网络游戏、网络硬盘（虚拟硬盘）、在线杀毒服务等业务。如表4-2所示。表4-2 电信业务与通讯带宽对比话音通信（窄带业务） 3004000 Hz 3004000 Hz 拨号上网 56 Kb/s 33.6 K/s ISDN 64 Kb/s128 Kb/s 64 Kb/s128 Kb/s 宽带数据业务 下行带宽要求 上行带宽要求 E-MAIL、高速上网、新闻组、网上聊天、网络电话、网上广播、网上资讯、网上购物 14.4 Kb/s1.5 Mb/s 14.4 Kb/s128 Kb/s SOHO、企业网接入、高速数据传输 14.4 Kb/s1.5 Mb/s 14.4 Kb/s384 Kb/s 桌面多媒体、视频会议、可视电话、网络电话、远程教育、远程医疗 64 Kb/s1.5 Mb/s 14.4 Kb/s1.5 Mb/s VOD、音乐、广播欣赏、数字化电视 1.5 Mb/s6.0 Mb/s 9.6 Kb/s64 Kb/s 4.1.3市场需求分析1、宽带网的用户类群 （1）信息源用户：主要是信息服务提供商。 （2）个人用户：通过网络进行多媒体通信、访问信息源、网上商业活动等。 企事业单位：主要利用网络的多媒体传输、服务质量保证、VPN（虚拟专网）、VPDN（虚拟拨号专网）等服务。 （3）从需求角度分析，学校主要为电子化教学和远程教育需要；医院主要为远程医疗和信息化社区服务需要；政府部门主要为办公信息化、公开化等“电子政务”需要。 2、宽带业务应用分析个人用户对高速上网、多媒体娱乐、远程教育、在线证券等需求最大，对电视电话等兴趣也极大；话音、视频应用等对实时性要求较高，对IP等分组交换网络有一定的特殊要求。 企业单位、政府机关内部网通过公网扩大连接范围，在VPN等方面有需求，对电视会议、电子商务、电子政务等有广泛应用。 4.2 电信宽带技术应用选择分析网络宽带化、光纤化的趋势已势不可挡，电信运营公司建网时应平衡网络建设（关系到投资大小）、用户需求（关系到开通率）、市场份额（关系到企业命运）、技术选择（关系到网络的可持续性）等问题。当前宽带热点中，冷静、准确分析用户当前及中远期需求，选取适当的网络技术是关键中的关键。 4.2.1宽带应用的特点1、带宽要求高速上网、IP电话、远程教育、可视电话等是近期主要的宽带业务，1.5M（双向）的传输速率可以满足带宽需要。 2、业务需求 宽带业务则应该发挥电信宽带网双向交互、即时、高带宽、网络智能化的优势，才能吸引用户由原来基于单向广播式或者窄带网络上非多媒体、非即时的业务转移到宽带网上。 4.2.2电信宽带网的组网 电信宽带网技术的选择，应该从网络的用户数量、开通率、网络协议、应用特点、业务类型、承载帧长、数据包传输效率、建网的简单性、设置的复杂性、网络管理等方面分析各种宽带技术，再决定网络的构成。 评估网络性能有两个基本判断依据：网络的整体速率和服务质量（QoS），可以判断网络是否真正为用户提供了相应的带宽。 4.2.3宽带技术的选取 1、骨干层、汇聚层 接入网提供业务复杂，接口类型多，要保证QoS，基于连接的技术在QoS方面有不可比拟的优势，汇聚层以上采用ATM技术比较适合，APON是ONU至局端的理想传输方式。 2、接入层 （1）几种技术的应用方向 在接入层，用户终端或局域网接入ONU的方式较复杂。ADSL（包括G.lite）主要用于住宅小区和小型单位；HDSL和SDSL用于分散用户及专线场合；CableModem在无综合布线的宾馆和住宅小区较适合；以太网接入在企业、学校、办公大楼等用户密集区应用最多。 结合市场情况，各种xDSL技术中，ADSL现阶段较易推广；而VDSL随着用户对带宽提出更高要求后，将成为更好满足用户和局方建网需求的技术；单位用户适宜用HDSL或SDSL将内部网接入Internet、发布信息、构建VPN网。 （2）全以太网接入的优缺点 从纯用户接受程度看，在用户密集区，以太网接入最容易拓展市场。在没有太多增值应用时，低价的用户端接入费有助于吸引大量用户入网，但在增值应用兴起后，其固有的弊病会阻碍业务的进一步开展。 （3）开通率对xDSL、以太网等方式组网投资回收期的影响 以现行产品价格，以太网方式每线成本约比ADSL等利用电话线的方式少约1/3，通过敏感性分析可知，在开通率高的地方，以太网方式投资回收成期比ADSL等利用原电话线的方式要短1/3（这里只计算基本的internet使用，没有将增值应用计算在内，也没有考虑各种技术在增值应用上的优劣势和