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城域网

城域网(Metropolitan Area Network)是在一个城市范围内所建立的计算机通信网,简称MAN。属宽带局域网。由于采用具有有源交换元件的局域网技术,网中传输时延较小,它的传输媒介主要采用光缆,传输速率在100兆比特/秒以上。

MAN的一个重要用途是用作骨干网,通过它将位于同一城市内不同地点的主机、数据库,以及LAN等互相联接起来,这与WAN的作用有相似之处,但两者在实现方法与性能上有很大差别。

基于一种大型的LAN,通常使用与LAN相似的技术。MAN单独的列出的一个主要原因是已经有了一个标准:分布式队列双总线DQDB(Distributed Queue Dual Bus),即IEEE802.6。DQDB是由双总线构成,所有的计算机都连结在上面。

城域网的典型应用即为宽带城域网,就是在城市范围内,以IP和ATM电信技术为基础,以光纤作为传输媒介,集数据、语音、视频服务于一体的高带宽、多功能、多业务接入的的多媒体通信网络。

宽带城域网能满足政府机构、金融保险、大中小学校、公司企业等单位对高速率、高质量数据通信业务日益旺盛的需求,特别是快速发展起来的互联网用户群对宽带高速上网的需求。

宽带城域网的发展经历了一个漫长的时期,从传统的语音业务到图像和视频业务,从基础的视听服务到各种各样的增值业务,从64 kb/s的基础服务到2.5 Gb/s、10 Gb/s等的租线业务。随着技术的发展和需求的不断增加,业务的种类也不断发展和变化着。

目前我国逐步完善的城市宽带城域网已经给我们的生活带来了许多便利,高速上网、视频点播、视频通话、网络电视、远程教育、远程会议等等这些我们正在使用的各种互联网应用,背后正是城域网在发挥着巨大的作用。

局域网或广域网通常是为了一个单位或系统服务的,而城域网则是为整个城市而不是为某个特定的部门服务的。

建设局域网或广域网包括资源子网和通信子网两个方面,而城域网的建设主要集中在通信子网上,其中也包含两个方面:

一是城市骨干网,它与中国的骨干网相连。

二是城市接入网,它把本地所有的联网用户与城市骨干网相连。 [1]

城域网络分为3个层次:核心层、汇聚层和接入层:

核心层主要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,其特征为宽带传输和高速调度。

汇聚层的主要功能是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。

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。

传输速率

宽带城域网采用大容量的Packet Over SDH传输技术,为高速路由和交换提供传输保障。千兆以太网技术在宽带城域网中的广泛应用,使骨干路由器的端口能高速有效地扩展到分布层交换机上。光纤、网线到用户桌面,使数据传输速度达到100M、1000M。

投入少简单

宽带城域网用户端设备便宜而且普及,可以使用路由器、HUB甚至普通的网卡。用户只需将光纤、网线进行适当连接,并简单配置用户网卡或路由器的相关参数即可接入宽带城域网。个人用户只要在自己的电脑上安装一块以太网卡,将宽带城域网的接口插入网卡就联网了。安装过程和以前的电话一样,只不过网线代替了电话线,电脑代替了电话机。

技术先进

技术上为用户提供了高度安全的服务保障。宽带城域网在网络中提供了第二层的VLAN隔离,使安全性得到保障。由于VLAN的安全性,只有在用户局域网内的计算机才能互相访问,非用户局域网内的计算机都无法通过非正常途径访问用户的计算机。如果要从网外访问,则必须通过正常的路由和安全体系。因此黑客若想利用底层的漏洞进行破坏是不可能的。虚拟拨号的普通用户通过宽带接入服务器上网,经过账号和密码的验证才可以上网,用户可以非常方便地自行控制上网时间和地点。

直连技术

光纤直连技术是指以太网交换机、路由器、ATM交换机等IP城域网网络设备直接通过光纤相连。严格来说这并不是一种城域传输方案,但由于在IP城域网中已经采用了很多光纤直连的方案,所以我们在这里把光纤直连作为一种传输技术来介绍。

IP城域网设备的光接口以点对点方式直连,业务接入设备也通过光纤与骨干设备直接连接。光纤直连技术舍弃了传输设备,方案简单,成本低廉,但有比较明显的缺点:首先,由于没有传输层,光纤质量、性能监测和保护等无法实现。

其次,光纤利用率较低,浪费严重,每两个业务接入点需要一对光纤,一个业务接点如果与其他业务接点都有业务互通,光纤数量呈阶乘增长。最后,业务端口压力大。每加入一个新节点,交换机或路由器等IP城域网设备就需增加一个接入端口。因此,这种方式只适用于节点数不是很多或节点距离比较近的局域网络等场合。

传送平台

由于SDH/SONET已经占了传输网络非常大的份额,必然会在以数据通信为代表的IP城域网中发挥重要作用。基于技术成熟性、可靠性和总体成本等方面的综合考虑,以SDH/SONET为基础的多业务解决方案仍将在可预见的未来扮演重要的角色,这一点在城域网应用领域显得尤为突出。

SDH/SONET环路在网络性能监视、故障恢复及可靠性方面有着得天独厚的优势,非常适合时间敏感型语音业务的需求,同时满足电信级别的高性能要求。然而,SDH/SONET又是一个以复杂的集中式供应和有限的扩展性为特征的体系结构,难以处理以突发性和不平衡性为特点的IP业务。

SDH/SONET技术本身也在不断发展,SDH/SONET技术的特有优势将在内继续得以保持,它将继续在高低端领域以及在支持异步传输模式(ATM)、IP和以太网透明传输等方面发挥潜力。

改造后的SDH/SONET的功能模块,先由各个业务接口模块将多种业务适配映射至不同的VC,然后通过高低阶的交叉矩阵进行调配,实现支路到支路,支路到线路,线路到线路的全交叉连接。实际上,改造后的SDH/SONET设备早已突破了以往ADM的模式,支路和线路已无速率上的分别,而只是根据业务的流向来定义了。在新一代SDH/SONET的平台上还可以加装合波器、分波器、波长变换器等以支持DWDM的应用。

改造后的SDH/SONET又称作多业务传送平台(MSTP),如图3所示。在这个平台上,TDM业务、ATM业务、IP业务都可以接入,并且能高效传输;更进一步,3种业务还可以进行交叉和交换。因此多业务传送平台(MSTP)的优势是非常明显的,既能够兼容大量应用的TDM业务,又可以满足日益增长的数据业务(IP、ATM)的要求,同时采用了目前最为成熟的SDH组网和保护技术。

MSTP技术是一种折衷的方案,它较好地解决了运营商既需要传输TDM业务,又需要处理数据业务时的矛盾,它也是运营商在已有大量SDH设备安装运行的情况下,对自身网络进行演进,为用户提供新兴业务的较好选择。但是,如果在处理大量或纯粹的IP业务时,MSTP也存在着不能动态、公平分配带宽等缺陷。 [2-3]

高速上网

高速上网利用宽带IP网频带宽、速度快的特点,用户可以快速访问Internet及享受一切相关的互联网服务(包括WWW、电子邮件、新闻组、BBS、互联网导航、信息搜索、远程文件传送等),端口速度达到10M以上。互动游戏“互动游戏网”可以让您享受到Internet网上游戏和局域网游戏相结合的全新游戏体验。通过宽带网,即使是相隔一百公里的同城网友,也可以不计流量地相约玩三维联网游戏。

视频点播

VOD视频点播让你坐在家里利用WEB浏览器随心所欲地点播自己爱看的节目,包括电影精品、流行的电视剧集,还有视频新闻、体育节目、戏曲歌舞、MTV、卡拉OK等。

网络电视

网络电视(NETTV)突破传统的电视模式,跨越时间和空间的约束,在网上实现无限频道的电视收视。 通过WEB浏览器的方式直接从网上收看电视节目,克服了现有电视频道受地区及气候等多种因素约束的弊病,而且有利于进行一种新型交互式电视剧枣“网络电视剧”的制作和播放。

远程医疗

远程医疗采用先进的数字处理技术和宽带通信技术,医务人员为远在几百公里或几千公里之外的病人进行诊断和治疗,远程医疗是随着宽带多媒体通信的兴起而发展起来的一种新的医疗手段。

远程会议异地开会不用出差,也不用出门,在高速信息网络上的视频会议系统中,“天涯若比邻”的感觉得到了最完美的诠释。

远程教育

远程教育从根本上克服了基于电视技术的单向广播式、基于WEB网页的文本查询式和基于昂贵得无法进入家庭的会议电视等三种方式的缺陷,运用宽带网最新产品和技术,将图、文、声等多媒体信息,以交互的方式进入普通家庭、学校和企事业单位,学生可通过宽带网在家收看教学节目并可与老师实时交互;可上Internet查资料,以Email电子邮件等方式布置作业、交作业,解答提问等;缺课可检索课程数据库以VOD方式播放老师讲课录象等。

远程监控

远程监控(WEBCAM)枣对远程的系统或其他东西进行监控,授权用户通过WEB自由进行镜头的转动、调焦等操作,实现实时的监控管理功能。监控系统采用数字监控方式。数字监控方式很好地与计算机网络结合在一起,充分发挥宽带城域网的带宽优势。这是未来监控系统发展的流行趋势。

交易系统

家庭证券交易系统可在家里交互式地进行证券大户室形式的网上炒股,不但可以实时查阅深、沪股市行情,获取全面及时的金融信息,还可以通过多种分析工具进行即时分析,并可进行网上实时下单交易,参考专家股评。

宽带业务

宽带业务还可为广大用户提供Internet信息浏览、信息查询、收发电子邮件、网上游戏、多媒体网上教育、视音频点播等多项服务。 [4]

随着技术的发展和需求的不断增加,业务的种类也不断发展和变化着,从传统的语音业务到图像和视频业务,从基础的视听服务到各种各样的增值业务,从64 kb/s的基础服务到2.5 Gb/s/10 Gb/s的租线业务,各种业务层出不穷。不同的业务都有不同的带宽需求,不同的服务需求。

从业务服务质量(QoS)角度上讲,业务大致可以分为以下几种类型:高服务质量的语音业务和视频业务;大客户专线;数据通信网(DCN)的数据业务;各种数据增值业务;互联网业务。

每种类型的业务要求的服务等级不同,安全保护级别也不同。随着互联网业务及各种增值业务的不断发展,城域网要求的带宽也越来越宽,当前的城域网已经成为了业务发展的“瓶颈”。此外,多种类型的业务对城域网的综合接入和处理,也提出了较高的要求。总的来说,分组化和宽带化是业务的发展趋势。


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