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摘要:从网络的垂直和水平方向分析了城域网的组成，然后重点分析了城域传送网的多业务传送平台（MSTP）、弹性分组环（RPR）和波分复用（WDM）技术及其优缺点。
关键词:城域网，多业务传送平台，弹性分组环，波分复用
Abstract: From the vertical and horizontal network analysis of the metropolitan area network, then analyzes the multi-service transport platform of Metro Transmission Network (MSTP), the resilient packet ring (RPR) and wavelength division multiplexing (WDM) technology and its advantages and disadvantages.
Key words: man, multi-service transport platform, resilient packet ring, wavelength division multiplexing
中图分类号：TP393.1文献标识码：A文章编号：
1 城域网的组成
一个完整的城域网在垂直方向上由城域传送网、城域承载网、城域业务/ 应用网及支撑网（如信令网、同步网、管理及用户支撑系统）组成。城域传送网和城域分组承载网共同构成了整个城域网的基础承载平台。城域业务/ 应用网是整个城域网各种业务和应用的提供平台，由具体的业务与应用系统组成（如城域会议电视网、城域IP 电话网、城域远程教育网等）。目前经常提及的城域网指由城域传送网和城域分组承载网共同构成的基础承载平台。
城域传送网和城域承载网在水平方向一般可分为核心部分（网）、汇聚部分（网）和接入部分（网）等。对于中小规模的城域网，则可以简化为核心层和汇聚层（汇聚层与接入层综合在一起）两层，或者只有核心层（汇聚层）与接入层（汇聚层与核心层综合在一起）。城域传送网的作用主要是向业务承载网的节点设备提供连接专线。城域承载网完成业务信息元的交换或路由，将业务信息元从源端送达目的端。
2 城域传送网技术
在目前的电信网中，传送网有两个用途：一是作为业务承载网的节点设备提供连接专线。从本质上讲，传送网无需建全程网，为了有效地提供长途专线（国际、国内和本地），可以构建若干个网，在管理系统的支持下，用配置方式向业务承载层提供可靠的连接专线；二是传送网负责对汇聚的业务信息（元）群路进行交换或路由，在这种场合下，传送网是需要成网的（但仍然不需要有全程网），它可以对主干业务信息（元）群路进行交换或路由，或对本地（城域）业务信息（元）群路进行交换或路由。
对于城域传送网来说，它的主要作用是为承载网提供可靠的数据专线。目前，常用的城域传送网技术主要有：光纤、同步数字系列/ 多业务传送平（SDH/MSTP）、弹性分组环（RPR）、波分复用（WDM）（包括CWDM和DWDM）。显然，以上这些技术主要用于提供粒度大小不同的数据专线，属于典型的城域传送网。
2.1 MSTP 技术
SDH 采用了标准化的信息等级结构，并兼容了T1 和E1 两大数字体系，使它们在STM-1 等级上获得统一。它具有网络自愈功能和强大的网管功能，使业务通道可靠性大大提高，网络管理维护变得非常简单、便携。因此，城域传输网中常采用这种技术。SDH 是面向语音传输的，具有可靠的时延、抖动保障和时钟同步，并可提供50ms 的环保护功能。SDH设备的接口速率从E1 到STM-64，或者更高。SDH向用户提供专用带宽，是一种时分复用技术。
SDH / MSTP 是指以SDH 为基础的MSTP。MSTP 的最大特点是可以利用传统网络体系支持多种业务（物理接口和协议），可以简化网络结构。MSTP 在基于TDM 传送的SDH 功能之上增加了EoS（Ethernet over SDH）和AoS（ATM over SDH）两大关键功能，实现了同一平台的技术融合, 使单一设备能适应多业务需求。在MSTP 中，TDM 业务、ATM 业务和IP 业务都可以高效接入和高效传输, 既能满足日益增长的数据业务的需求，又能兼容目前大量应用的TDM 业务，同时SDH / DWDM成熟的组网和保护技术，还可提供很高的可靠性。
MSTP 技术的主要优点归纳如下：1）提供多种物理接口，满足新业务快速接入；2）简化网络结构，支持多协议处理；3）保证低成本的光传输容量的提升；4）传输的高可靠性和自动保护恢复功能；5）高度多网元功能性集成，有效带宽管理。MSTP 技术的缺点是：MSTP 主要实现二层功能，缺少三层功能；利用MSTP 提供GE 端口价格昂贵；由于映射方式和带宽管理等实现方式的不同，目前不同厂家的设备还无法互连互通，从而影响了端到端数据业务的提供，限制了MSTP 在网络中的大规模应用。
2.2RPR技术
RPR 是一项基于分组的全新的传输技术，它综合了以太网和SDH 的优点，将IP 路由技术对带宽的高效利用、丰富的业务融合能力和光纤环路的高带宽及自愈能力结合起来，能更好地满足城域网的多业务需求。
RPR 提供的接口主要是基于802.3 介质访问控制（MAC）的传统以太网接口，可以进行802.3 到802.17 MAC 的映射和转换，实现“MACinMAC”。基于802.3 MAC 或802.17 MAC 的L2 交换（或桥接中继功能）可以在模块中灵活选用。RPR 的MAC可以通过GFP 封装规程映射到SDH 的VC-N 中。
RPR 采用了类似SDH 的分插复用方式，通过设置直通通道保证业务传递的快速性，并且保证插入环上的业务包不被丢弃，广播包可以复制。在数据通道设置方面，灵活采取双缓存或单缓存方式，保证高等级直通业务、低等级直通业务、高等级上传业务和低等级上传业务的优先次序，同时将接入侧的上传业务严格分为A0、A1、B 和C 4 个等级, 以便采用相应的策略控制器实施接入侧的流量控制。
RPR 采用公平算法保证全网带宽的合理利用（即在接入侧和鏈路侧均保证公平）。公平算法是依靠相邻站点之间的及时通信实现的，各站点自身会产生一个“公平速率参数”，接着与上游站点传来的参数比较，进行调整后再发往相邻的下游节点。这样，经过逐站传递和调整，最终使全网带宽分配达到一个公平的“稳态”。值得注意的是，大量的突发业务会破坏这种“稳态”（在一定的“公平响应时间”后，会重新达到另一个“稳态”）。另外，公平算法对A 类和B 类业务都不起作用，只对C 类业务起作用，被A类策略控制器拒绝的数据包会直接被丢弃，被B 类策略控制器拒绝的数据包会转移到C 类队列中。
RPR 吸收了SDH 保护策略的优势，采取了环回和导向两种保护方式，其中环回方式类似于SDH 的常规复用段保护方式，同时占用了内环和外环的容量，而导向方式类似于SDH 的越洋保护方式，只占用保护环的容量。在启用导向方式的情况下，故障节点要向全网其他节点公告故障信息，其他节点可能因此调整自身的业务流向，所以在网络规模较大的情况下，保护倒换时间可能会超过50ms。另外，如果与SDH 保护协同工作，RPR 的保护必须设置拖延时间。
RPR 技术的优点是能提供MAC 层的50ms 自愈时间，能提供多等级、可靠的QoS 服务。它的缺点是标准不成熟、组网能力差、业务能力不统一。
2.3WDM 技术
城域波分技术是WDM 技术在城域范围内的应用。WDM 技术解决了两个重要问题：光纤短缺和多业务的透明传输。它对信号具有透明性，可以对不同设备发出的信号直接进行透明传输，而不进行速率和帧结构的调整，从而为用户（特别是租用波长的用户） 提供最大的灵活性。粗略的波分复用（CWDW）和密集波分复用（DWDM）技术都属于WDM 技术，CWDM 与DWDM 系统的最大区别在于其波长栅格较宽。
WDM 技术具有透明传送的特点，与业务和协议无关。它适合大颗粒的数据业务传送，使网络结构扁平化，能提供可靠的光层保护，节省光纤资源，适合光纤紧缺的环境。
WDM 技术的优点是节省光纤资源，透明传输业务，缺点为设备成本较高。
结语
城域网是高度竞争和开放的网络环境，受用户和应用驱动，其基本特征是业务类型的多样化和业务流向流量的不确定性。它不仅是传统广域网与局域网的桥接区或传统长途网与接入网的桥接区，也是底层传送网、接入网与上层各种业务网的融合区，还是传统电信网与数据网的交叉融合地带乃至未来的三网融合区。各种不同背景的技术在此碰撞交融，往往会在复杂的融合过程中产生新的衍生体。因而多样化将是城域网有别于长途网的重要特点，而丰富的应用是城域网能持续发展的原动力。
关键词:城域网，多业务传送平台，弹性分组环，波分复用
Abstract: From the vertical and horizontal network analysis of the metropolitan area network, then analyzes the multi-service transport platform of Metro Transmission Network (MSTP), the resilient packet ring (RPR) and wavelength division multiplexing (WDM) technology and its advantages and disadvantages.
Key words: man, multi-service transport platform, resilient packet ring, wavelength division multiplexing
中图分类号：TP393.1文献标识码：A文章编号：
1 城域网的组成
一个完整的城域网在垂直方向上由城域传送网、城域承载网、城域业务/ 应用网及支撑网（如信令网、同步网、管理及用户支撑系统）组成。城域传送网和城域分组承载网共同构成了整个城域网的基础承载平台。城域业务/ 应用网是整个城域网各种业务和应用的提供平台，由具体的业务与应用系统组成（如城域会议电视网、城域IP 电话网、城域远程教育网等）。目前经常提及的城域网指由城域传送网和城域分组承载网共同构成的基础承载平台。
城域传送网和城域承载网在水平方向一般可分为核心部分（网）、汇聚部分（网）和接入部分（网）等。对于中小规模的城域网，则可以简化为核心层和汇聚层（汇聚层与接入层综合在一起）两层，或者只有核心层（汇聚层）与接入层（汇聚层与核心层综合在一起）。城域传送网的作用主要是向业务承载网的节点设备提供连接专线。城域承载网完成业务信息元的交换或路由，将业务信息元从源端送达目的端。
2 城域传送网技术
在目前的电信网中，传送网有两个用途：一是作为业务承载网的节点设备提供连接专线。从本质上讲，传送网无需建全程网，为了有效地提供长途专线（国际、国内和本地），可以构建若干个网，在管理系统的支持下，用配置方式向业务承载层提供可靠的连接专线；二是传送网负责对汇聚的业务信息（元）群路进行交换或路由，在这种场合下，传送网是需要成网的（但仍然不需要有全程网），它可以对主干业务信息（元）群路进行交换或路由，或对本地（城域）业务信息（元）群路进行交换或路由。
对于城域传送网来说，它的主要作用是为承载网提供可靠的数据专线。目前，常用的城域传送网技术主要有：光纤、同步数字系列/ 多业务传送平（SDH/MSTP）、弹性分组环（RPR）、波分复用（WDM）（包括CWDM和DWDM）。显然，以上这些技术主要用于提供粒度大小不同的数据专线，属于典型的城域传送网。
2.1 MSTP 技术
SDH 采用了标准化的信息等级结构，并兼容了T1 和E1 两大数字体系，使它们在STM-1 等级上获得统一。它具有网络自愈功能和强大的网管功能，使业务通道可靠性大大提高，网络管理维护变得非常简单、便携。因此，城域传输网中常采用这种技术。SDH 是面向语音传输的，具有可靠的时延、抖动保障和时钟同步，并可提供50ms 的环保护功能。SDH设备的接口速率从E1 到STM-64，或者更高。SDH向用户提供专用带宽，是一种时分复用技术。
SDH / MSTP 是指以SDH 为基础的MSTP。MSTP 的最大特点是可以利用传统网络体系支持多种业务（物理接口和协议），可以简化网络结构。MSTP 在基于TDM 传送的SDH 功能之上增加了EoS（Ethernet over SDH）和AoS（ATM over SDH）两大关键功能，实现了同一平台的技术融合, 使单一设备能适应多业务需求。在MSTP 中，TDM 业务、ATM 业务和IP 业务都可以高效接入和高效传输, 既能满足日益增长的数据业务的需求，又能兼容目前大量应用的TDM 业务，同时SDH / DWDM成熟的组网和保护技术，还可提供很高的可靠性。
MSTP 技术的主要优点归纳如下：1）提供多种物理接口，满足新业务快速接入；2）简化网络结构，支持多协议处理；3）保证低成本的光传输容量的提升；4）传输的高可靠性和自动保护恢复功能；5）高度多网元功能性集成，有效带宽管理。MSTP 技术的缺点是：MSTP 主要实现二层功能，缺少三层功能；利用MSTP 提供GE 端口价格昂贵；由于映射方式和带宽管理等实现方式的不同，目前不同厂家的设备还无法互连互通，从而影响了端到端数据业务的提供，限制了MSTP 在网络中的大规模应用。
2.2RPR技术
RPR 是一项基于分组的全新的传输技术，它综合了以太网和SDH 的优点，将IP 路由技术对带宽的高效利用、丰富的业务融合能力和光纤环路的高带宽及自愈能力结合起来，能更好地满足城域网的多业务需求。
RPR 提供的接口主要是基于802.3 介质访问控制（MAC）的传统以太网接口，可以进行802.3 到802.17 MAC 的映射和转换，实现“MACinMAC”。基于802.3 MAC 或802.17 MAC 的L2 交换（或桥接中继功能）可以在模块中灵活选用。RPR 的MAC可以通过GFP 封装规程映射到SDH 的VC-N 中。
RPR 采用了类似SDH 的分插复用方式，通过设置直通通道保证业务传递的快速性，并且保证插入环上的业务包不被丢弃，广播包可以复制。在数据通道设置方面，灵活采取双缓存或单缓存方式，保证高等级直通业务、低等级直通业务、高等级上传业务和低等级上传业务的优先次序，同时将接入侧的上传业务严格分为A0、A1、B 和C 4 个等级, 以便采用相应的策略控制器实施接入侧的流量控制。
RPR 采用公平算法保证全网带宽的合理利用（即在接入侧和鏈路侧均保证公平）。公平算法是依靠相邻站点之间的及时通信实现的，各站点自身会产生一个“公平速率参数”，接着与上游站点传来的参数比较，进行调整后再发往相邻的下游节点。这样，经过逐站传递和调整，最终使全网带宽分配达到一个公平的“稳态”。值得注意的是，大量的突发业务会破坏这种“稳态”（在一定的“公平响应时间”后，会重新达到另一个“稳态”）。另外，公平算法对A 类和B 类业务都不起作用，只对C 类业务起作用，被A类策略控制器拒绝的数据包会直接被丢弃，被B 类策略控制器拒绝的数据包会转移到C 类队列中。
RPR 吸收了SDH 保护策略的优势，采取了环回和导向两种保护方式，其中环回方式类似于SDH 的常规复用段保护方式，同时占用了内环和外环的容量，而导向方式类似于SDH 的越洋保护方式，只占用保护环的容量。在启用导向方式的情况下，故障节点要向全网其他节点公告故障信息，其他节点可能因此调整自身的业务流向，所以在网络规模较大的情况下，保护倒换时间可能会超过50ms。另外，如果与SDH 保护协同工作，RPR 的保护必须设置拖延时间。
RPR 技术的优点是能提供MAC 层的50ms 自愈时间，能提供多等级、可靠的QoS 服务。它的缺点是标准不成熟、组网能力差、业务能力不统一。
2.3WDM 技术
城域波分技术是WDM 技术在城域范围内的应用。WDM 技术解决了两个重要问题：光纤短缺和多业务的透明传输。它对信号具有透明性，可以对不同设备发出的信号直接进行透明传输，而不进行速率和帧结构的调整，从而为用户（特别是租用波长的用户） 提供最大的灵活性。粗略的波分复用（CWDW）和密集波分复用（DWDM）技术都属于WDM 技术，CWDM 与DWDM 系统的最大区别在于其波长栅格较宽。
WDM 技术具有透明传送的特点，与业务和协议无关。它适合大颗粒的数据业务传送，使网络结构扁平化，能提供可靠的光层保护，节省光纤资源，适合光纤紧缺的环境。
WDM 技术的优点是节省光纤资源，透明传输业务，缺点为设备成本较高。
结语
城域网是高度竞争和开放的网络环境，受用户和应用驱动，其基本特征是业务类型的多样化和业务流向流量的不确定性。它不仅是传统广域网与局域网的桥接区或传统长途网与接入网的桥接区，也是底层传送网、接入网与上层各种业务网的融合区，还是传统电信网与数据网的交叉融合地带乃至未来的三网融合区。各种不同背景的技术在此碰撞交融，往往会在复杂的融合过程中产生新的衍生体。因而多样化将是城域网有别于长途网的重要特点，而丰富的应用是城域网能持续发展的原动力。