城域网——IP城域网、城域以太网、光城域网

一、城域网

1、城域网(Metropolitan Area Network,MAN):一个城市范围内所建立的计算机通信网。

2、分布式队列双总线(Distributed Queue Dual Bus,DQDB):即IEEE802.6,由双总线构成,所有的计算机都连结在上面。

3、分类

3.1根据城域网的内容划分:业务网、传送网、光缆网

(1)业务网:包括话音网和数据网。

(2)传送网:基于同步数字体系(SDH)技术构建。

(3)光缆网:由广泛分布的光缆线路互连组成,是所有上层网络的物理媒体承载平台。

3.2根据城域数据网的结构划分:核心层、汇聚层、接入层

(1)核心层:提供高带宽的业务承载和传输,完成和已有网络(如ATM、FR、DDN、IP网络)的互联互通。【宽带传输、高速调度】

(2)汇聚层:给业务接入节点提供用户业务数据的汇聚和分发处理,同时要实现业务的服务等级分类。

(3)接入层:利用多种接入技术,进行带宽和业务分配,实现用户的接入,接入节点设备完成多业务的复用和传输。

3.3城域网技术的主流发展方向:IP城域网、城域以太网、光城域网

(1)IP城域网:属于城域数据网范畴,利用路由器组网,核心、汇聚节点之间利用POS端口互连。

(1.1)SDH/SONET上的IP协议(IP/PPP/HDLC over SDH/SONET,POS):采用点到点协议(PPP)对IP数据包进行封装,并采用HDLC的帧格式映射到SDH/SONET帧上,按某个相应的线速进行连续传输,保留IP面向非连接的特性。

(1.2)PPP提供多协议封装、差错控制和链路初始化控制等功能;HDLC帧格式负责同步传输链路上PPP封装的IP数据帧的定界。

(1.3)POS支持OC-3(STM-1)155.52Mbit/s、OC-12(STM-4)622.08Mbit/s、OC-48(STM-16) 2.49Gbit/s。

【网络体系结构简单,直接将IP数据包通过协议封装送到光纤上,无需进行IP包的拆分和重组,提高了处理能力,降低了设备的价格;但只支持点到点的连接,端口消耗大,与以太网相比,POS端口的价格较贵。】

(2)城域以太网:属于城域数据网范畴,利用L2/L3交换机组网,节点之间利用裸光纤互连。

(2.1)多协议标签交换(Multi-Protocol Label Switching,MPLS):新一代的IP高速骨干网络交换标准,由因特网工程任务组(Internet Engineering Task Force,IETF)提出。一种在开放的通信网上利用标签(label)引导数据高速、高效传输的新技术。

【价格便宜,快速的按需配置,速率升级容易,应用广泛;但在端到端QoS保障机制、保护机制、环形拓扑结构等方面存在缺陷。】

(3)光城域网:属于传送网范畴,利用光传输网络直接承载IP/Ethernet。

(3.1)多业务传送平台(Multi- Service Transport Platform,MSTP):基于SDH平台,同时实现TDM、ATM、以太网等业务的接入、处理和传送,将多种不同业务通过VC或VC级联方式映射入SDH时隙进行处理。

【能提供TDM业务,替代少量的数据接入和路由设备;但主要实现二层功能,缺少三层功能,GE端口价格昂贵,不同厂家的设备无法实现互连互通。】

(3.2)弹性分组环(Resilient Packet Ring,RPR)一种采用环型拓扑基于分组的传输技术。一般采用双环结构,由两根反向光纤组成环形拓扑结构。具有空间复用、环自愈保护、自动拓扑识别、多等级QoS服务、带宽公平机制和拥塞控制机制、物理层介质独立等技术特点。插卡式设备(华为)采用DPT协议。

【提供MAC层的50ms自愈时间,能提供多等级、可靠的QoS服务;但标准不成熟,组网能力差,业务能力不统一。】

(3.3)DWDM/CWDM技术

•波分复用技术(WDM),包括粗波分复用(Coarse Wavelength Division Multiplexer,CWDM)和密集波分复用(Dense Wavelength Division Multiplexer,DWDM)等。将多个不同波长的信号耦合在一条光纤上同时传输。

•CWDM:稀疏波分复用,也被粗波分复用。采用非制冷型激光器,波长使用1270nm至1610nm,有18个不同的波长通道,每个通道的间隔为20nm,最长传输距离为160km。

•DWDM:密集波分复用,也被细波分复用。采用制冷型激光器,波长范围为1525nm至1565nm(C波段)和1570nm至1610nm(L波段)【常用C波段(C17~C61),波长间隔0.4nm】,波长间隔可以是1.6nm、0.8nm、0.4nm、0.2nm,可以容纳40、80、160个波,传输距离可达几百上千公里。

【节省光纤资源,透明传输业务;但成本较高。】

4、QinQ(‌802.1Q-in-802.1Q)技术:即IEEE 802.1ad,扩展VLAN空间的技术,E-Lan。通过在原有的802.1Q标签报文的基础上再增加一层802.1Q的Tag,从而实现对VLAN空间的扩展。这种技术允许私网VLAN透传公网,解决了城域以太网中VLAN数量不足的问题。

5、运营商骨干桥接(Provider Backbone Bridge,PBB)技术:即IEEE 802.1ah,也称MAC-IN-MAC(MiM)技术,定义了双层MAC地址的帧结构,交换的MAC地址是运营商定义的MAC地址,而不是用户的MAC地址,可以看成是MAC标签交换。

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