重慶郵電學院 辜光輝
木青科技實業有限公司 胡繼超
摘要： 本文從城域網的定義入手介紹了城域網的基本框架，給大家一個整體上的認識。接著步入主體，介紹了城域光網絡組網中的主要技術，并進行了比較，最后討論了光城域網未來的發展。
關鍵詞：城域光網絡、SDH、PRP、MSTP
1、城域網絡的定義
城域網MAN（Metropolitan Area Network）是適用于一個城市的信息通信基礎設施，是國家信息高速公路NNI（National Information Infrastructure）與城市廣大用戶之間的中間環節。建造城域網的目的是，提供通用和公共的網絡構架，藉以高速有效地傳輸數據、聲音、圖像和視頻等信息，滿足用戶日新月異的互連網應用需求。
城域光網一般適用于距離為 30－50KM 的范圍，建立在光纜通信設施之上。對于完整的城域網建設應有以下幾個層面的建設：“基礎設施Infrastructure”、“應用系統Application ”和“信息Information”。
城域網的基礎設施由基于IP主干網和IP接入網組成，提供一條覆蓋整個城市范圍的城市信息高速公路。企業的局域網和個人的PC機都能接入城域網，獲得各種信息服務。
我們這里討論基礎設施這部分的發展狀況。
2、 城域光網絡的組網技術
采用城域光網絡分擔業務層的壓力主要有如下好處：可以節省光纖資源，因為純粹數據設備的光纖直連組網方式浪費光纖資源，并且每增加1個數據節點，其他節點的配置均要改動；另一方面，除能提供業務信號的透明傳送功能外，城域光網絡設備還可以提供動態帶寬分配能力，即在設備內部直接對數據業務進行匯聚、梳理以及整合。
目前光網絡中使用的組網技術有：SDH、DWDM/CWDM 以及彈性分組環（RPR），光以太網(OE), GPON和EPON。
為了滿足運營商構建面向多種業務、更經濟、靈活, 功能更強大而高效的網絡， 城域光網絡應該具有：多種業務的接口技術，可與現有網絡兼容，高效利用帶寬 (按需提供、數據與TDM業務共享)，支持 QoS等。
SDH最適于TDM業務，以太網則對數據業務最佳。以SDH為基礎的MSTP及以分組技術為基礎的RPR或基于RPR的多業務傳送平臺(國內正在標準化),他們的特點就是能兼顧數據和TDM業務。DWDM及CWDM本身對信號規式都是透明的，它們可以與上述任何技術結合，以滿足傳輸容量的要求或增加組網靈活性。
2. 1 SDH/MSTP技術
SDH采用了標準化的信息等級結構，并兼容了T1和E1兩大數字體系，使他們在STM-1等級上獲得統一，它具有網絡自愈功能和強大的網管功能，使業務通道可靠性大大提高，網絡管理維護變得非常簡單、便攜。因此城域傳輸網中常采用這種技術。對于SDH而言，它是面向語音傳輸的，具有可靠的延時和抖動保障，時鐘同步，并可提供50ms的環保護功能。SDH設備的接口速率從E1到STM－64，或者更高。SDH向用戶提供專用帶寬，是一種時分復用技術，屬于OSI L1范疇。
SDH/MSTP 在此是指以SDH為基礎的多業務傳送平臺(MSTP)。 MSTP其最大的特點是可以利用傳統的網絡體系支持多種業務（物理接口和協議），可以簡化網絡結構。 MSTP在基于TDM傳送的SDH功能之上，增加兩大關鍵功能：EoS (Ethernet over SDH)和AoS (ATM over SDH)，實現同一平臺的技術融合, 使單一設備能適應多種業務的需要。 在MSTP這樣的平臺中，TDM業務、ATM業務、IP業務都可高效接入和高效傳輸, 它既能滿足日益增長的數據業務（IP、ATM ...）的需求，又能兼容目前大量應用的TDM業務。而且由于SDH/DWDM成熟的組網和保護技術，可提供很高的可靠性。
SDH仍然存在些問題，對于固定速率的業務(如傳統話音業務)，SDH很容易將其適配到固定容量通道中，但對于可變速率VBR業務和任意速率業務，SDH則顯得不夠靈活，特別是傳送效率不高；在保護技術的應用中，又浪費了一半的帶寬。
2．2 RPR/MSTP技術
隨著各種業務的涌現商業用戶的需求對城域網網絡技術提出了新的要求：
＊ 網絡體系結構的對IP優化
＊ 對語音傳送的支持
＊ 具有足夠的承載能力和擴展能力
＊ 對IP分組轉發的優化
＊ 提供不同等級的QoS服務
＊ 具有可靠的穩定性和自愈能力
＊ 帶寬的優化
＊ 具有嚴格的擁塞控制和服務保障機制
基于RPR的MSTP正迎合了這種要求它所提供的業務有：
＊ 提供INTERNET接入服務
＊ 提供IP語音業務
＊ 提供視頻業務
＊ 提供以太網專線業務
＊ 提供傳統TDM業務
基于RPR技術的MSTP解決方案的特點在于：
* 提供一個同步的、分組化的網絡。網絡上傳輸幀長固定的TDM業務RPR幀和幀長可變的分組業務RPR幀，可同時提供TDM專線和MPLS數據專線。
* 支持統計復用技術和空間復用技術，環路業務容納能力為環路帶寬的3～4倍
* 所有業務流通過MPLS標簽加以標識，進行服務質量等級分類。基于RPR的MSTP網絡采用嚴格優先級的方式進行業務交換。
* 網絡可提供滿足電信級標準的PDH、SDH業務通路，并可根據需求支持PAL、NTSC或MPEG-2制式的圖像廣播業務。
總而言之，MSTP的解決方案正經歷從以SDH為基礎向以RPR技術為基礎過渡，與第三代基于SDH的MSTP相比具有易于組網，建設和維護成本低的優勢，更加適用于各種現行和未來業務網絡的需求。
2.4 RPR組網方案
雖然MSTP已經提出了很久了，但由于其價格比較貴，不容易配置，只注重多業務的接收，而沒有很好的實現數據有效的傳輸，所以在城域光網絡建設上沒得到很好的發展。
RPR技術是一種全新的、能夠在光纖上直接承載多種業務的技術。RPR技術從它的出現到現在已經好幾年了，在許多公司和研究機構的努力下，RPR標準逐步得到了完善。從目前看是一種較優異的寬帶城域技術。它解決了以太網技術和SDH技術不能解決的一些問題而得到用戶們的青睞。
RPR方案與MSTP方案比較
實現IP/以太網分組直接封裝成RPR幀格式，節約EOS PPP/MP-PPP和虛級聯映射成本
大大提高環路帶寬利用率
可靈活設置每個業務的承諾帶寬和突發帶寬，保證每個業務有能力突發到端口物理速率
RPR方案與以太網/IP通過光纖組網方案比較
具有50ms環保護功能，保證網絡的穩定性
具有承載TDM業務的功能，實現多業務交換
可提供面向連接的以太網數據專線服務，保證業務端到端的服務質量
RPR技術特點和優勢 – 兼容性好，保護現有網絡投資
對于物理層傳輸介質不敏感，既可采用以太網，也可采用SDH，使現有SDH設備可以馬上升級為同時提供IP和TDM等實時業務的綜合業務平臺。
RPR技術特點和優勢 – 性價比高
采用類似以太網的幀格式，造價低廉；性能等同或優于ATM技術，成本為ATM設備的十分之一左右。
從上表可見，采用RPR來組網，其組網成本又絕對的優勢 ，如今部分校園網、交通系統和電力網都采用了RPR技術來組網，所以用RPR技術來組建城域光網絡會是大多數商家的選擇。
3、城域光交換網絡的展望
業界普遍認為城域光交換網絡的未來將是自動交換光網絡（ASON），它將把城域光網絡的發展推向新的高潮。在大多數人的眼中，ASON還僅僅是個概念。2001年相繼制定了UNI和G..8080標準。ION/ASON是從光傳送網(OTN)的智能化和自動化發展而來, 在此之前的OTN都是靜態的網。ASON/ION將IP的靈活和效率、SDH/SONET的保護能力、DWDM的容量，有機地結合在一起，形成以軟件為核心的，能感知網絡和用戶服務要求、并能按需直接從光層上動態地提供服務的新一代光網絡, 它與現有的網絡可無縫地結合，并不斷發展。所以, 普遍認為ASON/ION是一種經濟有效，足以增強運營商創收和競爭能力的新技術,它們將會在長途骨干網和城域光網絡中得到發展。
4、結束語
城域光網絡現在已經發展成為了一個多業務傳輸的承載平臺，它在用戶對帶寬、兼容性、靈活性、保護能力等的要求下，正在迅速的發展。它正逐步邁向智能化，并將不再是網間通信的瓶頸。
參考文獻：
<1> 陳志云， 光網絡的發展及組網技術，2004-5
<2> 劉琦, 城域光網絡技術概述, 2002-6
<3> 吳謙, 未來光網絡核心技術，2003-4
作者簡介：
辜光輝，女，重慶郵電學院通信與信息系統專業研究生，2002年畢業于蘭州交通大學通信與信息工程專業。現從事電信增值業務及嵌入式系統在光網絡上的應用研究。
胡繼超，男，華中理工大學畢業，學士學位。現任深圳市木青科技實業有限公司研發部總經理，主持過多項重大項目開發工作，在國內學術刊物上發表多篇論文，并擁有多項光通訊領域技術專利。
