城域网传输的技术分析

城域网传输的技术分析（共7篇）

城域网传输的技术分析 篇1

当前, 全球宽带和新兴的互联网及数据多媒体等新业务的份额越来越大, 已成为电信运营商们新的重要增长点。新型城域网的需求推动了许多新技术的出现, 本文对几种主流的城域传输网技术进行分析。

一、城域传输网技术分析

1. 光纤直连技术。

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, 方案简单, 成本低廉, 适合于IP城域网, 但有比较明显的缺点:

(1) 无法兼顾传统的TDM业务, 光纤利用率比较低, 不适合综合组网和复杂组网。

(2) 由于没有传输层, 光纤质量、性能监测和保护等无法实现。

(3) 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。

2. 基于SDH的多业务传送平台技术 (MSTP) 。

SDH环路在网络性能监视、故障恢复及可靠性方面有着优势, 非常适合时间敏感型语音业务的需求, 同时, 能满足电信级别的高性能要求。然而, SDH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。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为基础的多业务解决方案仍将在可预见的未来扮演重要角色, 这一点在城域网应用领域显得尤为突出。

SDH技术本身也在不断发展, 改造后的SDH又称作多业务传送平台 (MSTP) , 先由各个业务接口模块将多种业务适配映射至不同的, 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。

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IP业务时, MSTP也存在着不能动态、公平分配带宽等缺陷。

MSTP技术在宽带IP城域网中的应用也相当广泛, 主要在如下几个方面:

(1) 透明传送以太网业务。利用MSTP提供的TLS (Transparent LAN Services) 功能, 可以由MSTP直接提供新型的数据租线业务:Ethernet DDN。传统的DDN网络利用TDM机制, 由SDH网络和DDN节点机为用户提供带宽独享、有安全隔离保障的租线业务, 通常提供的接入速率为64k、128k、256k、2Mbit/s等;MSTP同样利用TDM的机制, 将SDH中的VC指配给以太网端口, 通过VLAN的技术把不同的以太网接口指配映射到指定的VC中, 独享SDH环路中的传输带宽, 同时, 保障用户的端口带宽和网络中的安全性。利用现有的SDH网络甚至可提供跨区域的宽带以太网租线业务。

(2) IP城域网核心层、汇聚层和接入层的设备互连。在IP城域网的规划实施中, IP核心层和汇聚层之间以及汇聚层和接入层之间通常是采用“树形”结构, 由GE、FE和POS完成网络设备之间的中继互连。在这样的网络设计中, 通常采用生成树协议在第二层完成IP业务的保护或通过路由表的收敛在第三层来实现IP业务的保护。

3. 城域波分技术。

以DWDM密集波分技术为标志的光传输时代的到来, 为业务的传输在物理层面上打破了带宽的瓶颈。随着DWDM在长途传输上的不断应用以及城域业务量的不断扩大, DWDM技术逐渐向城域范围延伸。DWDM技术从长途向城域转移, 主要基于以下的原因。

(1) 网络扩容需要额外带宽。网络的扩容经常会伴随带宽容量的大幅增加, 利用城域波分技术可以轻易解决带宽的瓶颈问题。

(2) 光层面的保护功能。利用城域波分技术在光层面提供的快速切换保护功能, 可以达到提升网络可靠性能的目的, 尤其是对数据业务, 如FE、GE等, 可以提供底层的保护功能。

(3) 业务传输具有透明性。与其他传输方案相比, 透明传输各种业务是城域波分技术的优势。与IP over ATM等形式相比, IP over DWDM节省了中间层, 设备趋于扁平化, 管理更容易;另外, 以城域波分设备为基础平台, 在光纤线路上只需要一对光纤, 各种TDM和数据网络设备能够以不同的接口形式汇聚到城域波分设备上。

(4) 改善网络设备光端口性能。大部分的网络设备光端口的设计可能是出于经济性的考虑, 其最大传输距离经常不能满足城域较长传输距离的需要。解决这样的问题, 一种方案是可以直接利用光放设备来提高光信号的功率, 但这个方案只能简单解决信号的传输距离问题;另一种方案则是捆绑城域波分设备, 这一方面可以解决信号的传输距离问题, 另一方面则可以提供光层面的网络保护。

(5) 优化城域网的光纤物理结构。由于城域波分设备大大地提高了光纤的传送能力, 相当于增加了十几对甚至是几十对的光纤, 在网络设计时, 可以不受实际的光纤限制, 设计出业务流向和网络结构更加优化的城域传输网络。

4. ASON技术。

ASON是以光纤为物理传输媒质并由SDH和OTN等光传输系统构成的具有智能的光传送网。根据其功能可以分为传送平面、控制平面和管理平面。这三个平面相对独立, 互相之间又协调工作。ASON的优势主要表现为业务等级多样化、业务调度灵活、更低的运营成本、实时的网络管理、快速的业务提供能力、满足数据业务突发性需求以及可提供更丰富的增值业务等。ASON的应用主要以环形拓扑为主, 可以提供较好的业务保护能力。目前, 城域网升级已显示出对智能特性的需求, 因此, ASON的应用有望在城域网核心层面率先获得突破。

应该说, ASON标准化的过程还在深入进行, 要实现标准的成熟、稳定和厂家设备的互通还需要较长的一段时间。因此在现阶段大规模部署ASON设备还需要根据现网的智能化需求。对于新建ASON网络而言, 节点数目少, 网络层次高, 不能实现网络的规模覆盖, 因此, 需要考虑结合传统网络来发挥ASON网络效率, 促使网络向下一代智能光网络过渡。

二、城域网发展方向

在宽带城域传输网的建设中, 为了支持传统的话音业务, 同时支持不断发展的数据IP业务, 运营商采用MSTP设备为主、城域DWDM设备为核心的方法是比较可行的, 这种方案能够实现自有网络的平滑演变, 同时投资效益高、风险小。

城域网传输的技术分析 篇2

关键词：MSTP技术,城域传输网

M S T P的出现, 不仅减少了大量独立的业务节点和传送节点设备, 简化了节点结构, 降低了设备成本, 减少了机架数、机房占地、功耗和架间互联, 简化了电路指配, 加快了业务提供速度, 改进了网络扩展性, 节省了运营维护和培训成本, 还可以支持各种数据、业务。特别是集成了以太网、帧中继、A T M乃至I P选路功能后, 可以通过统计复用和超额订购业务来提高T D M通路的带宽利用率, 减少局端设备的端口数, 使现有S D H基础设施最佳化。另外, M S T P可以为任何端口提供一层、二层乃至三层业务的任意结合而不管物理接口类型是什么。

1 MSTP技术特点

针对城域网提出的M S T P是基于S D H的多业务传输平台, 以M S T P设备进行组网带来了许多不同于以往的新特点。

1.1 具有严格的延时和抖动保障机制

采用M S T P设备进行组网, 实现以太网多业务等级, 保障带宽的业务具有严格的延时和抖动保障机制。

1.2 实现端到端的流量控制

可在保证业务质量的基础上根据用户的最初约定来公平地提供带宽接入, 实现端到端的流量控制。

1.3 提供更小颗粒带宽业务租用

除支持传统V C 1 2/V C 3/V C 4业务基本颗粒外, 还提供更灵活的带宽颗粒, 实现100Kbits/s的带宽颗粒, 运营商可以为用户提供更小颗粒带宽的业务租用。

1.4 提高带宽利用率

可在不需要S D H层面保护的情况下实现以太网分组环小于5 0 m s的业务保护, 提高带宽利用率。

1.5 支持多点方式

M S T P专线支持点到点、点到多点及多点到多点的方式。

1.6 基于S D H网络的多业务传送

M S T P基于S D H网络的多业务传送, 其中二层协议可以采用ATM、Ethernet或直接由S D H来承载数据。

2 MSTP在城域网中的应用

目前, 全球对网络带宽的要求以超过“摩尔定律”3 0 0%的速度飙升。城域网上的数据业务流量已超过了传统的语音业务, 如何高效、低成本地构建能支撑大量数据业务的宽带城域网已成为众多运营商和设备制造商共同追逐的焦点之一。

现在的电信网络遵循开放系统互联 (OSI) 的7层机制, SDH和波分复用 (WDM) 划归物理层:A T M、帧中继 (F R) 、以太网、R P R被划归到数据链路层, 即第二层, 所以人们经常说的以太网交换是二层交换;M P L S比较特殊, 被划归到第二层与第三层之间, 属于一种隧道 (Tunnel) 技术, 但总体上, 属于第二层的成分比较多:第三层就是I P层, 再往上的层次跟物理层的传送网关系不大, 这里无需赘述。谈到下一代电信网络, 众口一致的观点就是层次要精简, 业界普遍认可的层次为3层 (ITU-T SGl3目前规范的初步架构也是3层) 。首先, 传送层依然要保留, 但主体不是S D H或M S T P, 而是以W D M制式为主的光传送层面;承载层将把当前O S I中的二层和三层进行融合, 相应的网络也称作基于包交换的承载网;再往上就是业务层。

M S T P已经融人了众多的二层数据技术, 像A T M、以太网、R P R乃至M P L S都相继成为M S T P的重要功能模块, 运营商存建设城域传送网时选择的余地也越来越大。当然, 这几种制式和功能模块之间不是相互排斥的关系, 而是优势互补的关系。M S T P尽管具备顽强的生命力, 但在“下一代网”的浪潮中, 也会有两种转向:一是逐步退出传送网络的核心层, 在边缘网络中发挥作用;二是M S T P把数据处理的比重逐渐加大, 演化成为事实上的以分组交换为核心的承载网设备。

汇聚层网络结构多采用环形结构, 多业务传送节点M S T P有着较多的应用, 采用M S T P技术, 可以实现在传输设备中直接提供以太网或A T M接口, 降低传输成本, 适合作为网络边缘的融合节点。如果以数据业务为主, 也可以采用R P R技术组网。汇聚层负责将本地交换局连接到骨干节点, 以多业务颗粒汇聚、传送、调度和处理为核心, 对带宽的需求多变化, 要求可扩展性高、成本低。由于业务多为汇聚型, 因此拓扑结构以环网为主。在汇聚层应用M S T P技术, 可以优化对数据业务的传送, 提高带宽利用率, 同时利用M S T P的L 2交换和汇聚功能, 可以节省汇聚节点的业务端口, 降低网络成本。因此, 要求应用于汇聚层的M S T P有比较完善的L 2交换和汇聚功能。

接入层主要负责商业大楼以及大客户的接入。接入层多采用环网结构, 可以根据业务类型选择S D H或R P R技术。接入层的M S T P设备要求结构紧凑、配置灵活、业务接口丰富、低成本以及完善的L 2交换和汇聚功能。接入层M S T P可以替代部分数据网络设备, 降低网络成本。

M S T P技术在现有城域传输网络中备受关注, 得到了规模应用, 并且即将作为业界的一项行业标准而发布。与其他技术相比它的优势在于:解决了S D H技术对于数据业务承载效率不高的问题;解决了A T M/I P对于T D M业务承载效率低、成本高的问题;解决了IP QOS不高的问题;解决了R P R技术组网限制问题, 实现双重保护, 提高业务安全系数;增强数据业务的网络概念, 提高网络监测、维护能力;降低业务选型风险;实现降低投资、统一建网、按需建设的组网优势;适应全业务竞争需求, 快速提供业务。

3 MSTP在3G传输网中的应用

M S T P继承了传统S D H设备对时分复用 (T D M) 业务的支持能力, 同时又具有对动态A T M、I P业务传输的支持能力, 并可通过成熟的环网保护机制对业务进行保护。所以, M S T P成为3 G传输网的理想解决方案。如何更好地与将要大规模部署的3 G网络相结合, 为3 G业务提供更好的传输通道, 已经成为M S T P建设要重点考虑的问题。M S T P对数据业务的支持能力越来越强, 这一趋势可以通过M S T P设备所支持的六个主要功能来体现。

3.1 通用成帧规程 (GFP) 功能

G F P封装协议可透明地将上层的各种数据信号封装映射到S D H/O T N等物理层通道中传输。它不仅支持点到点的拓扑结构, 还支持环网结构, 它是正在广泛应用的先进的数据封装协议。

3.2 虚级联 (V C) 和链路容量调整方案 (LCAS) 功能

V C技术为传送网提供了一种更加灵活的通道容量组织方式, 避免了带宽的浪费, 能更好地满足数据业务传输要求。LCAS链路动态带宽调整协议具有动态调整V C组成员数量的功能, 它提供了平滑改变传送网中VC信号带宽以自动适应业务带宽需求的机制。V C和L C A S功能是以太网业务互通的重要功能, 适用于复杂网络拓扑的网状网, 实现了网管系统电路配置属性的互操作。

3.3 二层交换功能

以太网交换可以实现以太网接口侧不同以太网端口与系统侧不同V C容器之间的包交换以及不同以太网端口之间的包交换。通过二层交换可以实现点到多点、多点到多点的数据业务, 增加了光传输网络的业务种类。

3.4 RPR功能

RPR是IEEE 802.17定义的一种在环形结构上优化数据业务传送的新型M A C层协议。M S T P具有T D M业务、A T M业务或以太网业务的传送功能, M S T P设备内嵌了RPR功能后, 就具备了增强的以太网业务带宽共享和公平竞争性等能力, 可以实现具备动态公平共享、业务分类和快速保护功能的以太环网。

3.5 MPLS技术

M P L S是一种利用标签引导数据高速、高效传输的新技术, 它支持端到端及多种新兴业务, 不仅能作为业务适配层, 还能作为业务的控制层。其面向连接的接入控制特征能够提供基于全网的业务连接能力, 不仅适用于多环, 还适用于网状网等各种组网形式, 从整体上提高M S T P系统的性能。

3.6 ATM功能

A T M设备由于成本高、协议结构复杂、话音时延等原因, 没有被大规模应用, 但在部分城市已经建设了A T M设备M S T P具有A T M业务或以太网业务的带宽统计复用功能, 为了充分利用现有的网络资源, M S T P可以集成A T M功能, 在一定程度上优化整个网络的结构。

4 MSTP的技术发展

M S T P近两年来在世界各地得到了快速发展和广泛应用。据相关机构预测, 全球M S T P市场将以每年l 8%的速度增长, M S T P技术及产品凌厉的增长势头说明市场需求是十分旺盛的, 这也说明这项技术代表了传送网络前进的一大趋势。

中兴通讯的M S T P产品实现了多种数据功能的融合, 包括以太网/A T M/R P R, 以及M P L S等;实现了V C/G F P/L C A S互通性, 是业内完成互通次数最多的厂家之一;具备流量监管功能, 引入了W F O、R P R的公平算法等。

U T斯达康针对城域网和本地网的特点, 开发出新一代多业务传送平台Net Ring系列产品, 它采用了最先进的芯片技术和体系构架, 在系统功能、集成度、功耗和性价比等方面均处于世界领先水平。该产品引入G F P、L C A S、以太网二层交换、R P R等多种技术, 大大提高了数据业务传输的效率和能力:支持各种复杂的网络拓扑结构, 提供强大的多业务综合管理能力。

港湾网络的M S T P解决方案, 采用MPLS+RPR的策略, 便于承载Internet接入业务, 实现全网数据业务的统计复用和端到端业务的Q O S保证, 提升了网络价值。此外, 为了保证系统的开放性、标准性, 该方案提供了标准的S D H/P D H接口, 全面兼容传统S D H网络, 支持T D M业务的互联互通;同时, 提供了标准的数据网络侧接口, 采用G F P/V C A T/L C A S数据接口, 支持各种级联方式, 实现分组业务的互联互通。

经过近几年的发展和应用, 基于S D H的M S T P已成为城域传送网最合适的主流技术。如何进一步提高网络资源利用率和网络服务质量, 是人们最关心的问题。随着网络中数据业务比重逐渐增大, 要适应数据业务不确定性和不可预见性的特点, M S T P技术必须进一步优化数据业务传送机制, 逐步引进智能特性, 向A S O N演进和发展。目前, 部分厂家的M S T P已逐步融入上述一种或几种新技术, 可以预见, 新一代M S T P将把V C A T、G F P、L C A S、R P R、M P L S等几种标准功能集成在一起, 并逐步引入A S O N, 出现G M P L S的概念, 采用独立的控制层面, 实现各类业务端到端的调度和保护, 最终形成真正的自动交换传送网。

5 结语

城域传输网络组网分析与优化探讨 篇3

一、城域传输组网影响元素解析

城域的定义来自于电脑网络, 用来区别局域网、城域网以及广域网三类位置覆盖、主流技术等都相异的电脑网络。目前, 城域的定义十分宽泛, 不再像表面字义那样理解成城市区域的网络。城域传输区别于长途传输网络的本区域内传输网络, 通常能够覆盖单一城市以及郊县、乡村等范畴内的传输网络, 当然也包含附近多个城市、乡镇间的传输网络;而笔者不会将接入传输作为重点探讨内容。当前, 城域传输的主流技术是同步数字体系环网技术。尽管传输采取环网拓扑, 会和星型业务流间产生不能匹配的冲突, 然而笔者觉得还是能够通过传输组网的影响要素的解析, 掌握传输组网的特征。城域传输组网的构造特征与所承载的业务网络间有着直接关系, 深入研究后笔者发现, 它与一个区域的地理环境、行政区域规划以及社会经济等元素密切相关。比如:一个城市行政上被划分成若干个区域后, 它的每一行政区域都将构成一个或若干个政治、经济、文化中心。这就说明其通信业务有着汇聚特征:大多数业务向区域中心汇聚, 之后向城市中心汇聚。尽管通信业务的汇聚特征十分明显, 然而具体表现则不尽相同, 因此传输网络原则也存在差别。传输网络自身的组网原则也能够掩盖通信业务的不同。比如:即便两个区域之内的业务量很多, 也不见得有必要对这两个区域内的通信构建传输体系, 更多时候变通的组网模式对这两区域内的业务量可以进行分担。因此, 因为地理环境、行政规划以及社会经济等的不同, 使每个网络中的业务网络组网构造、业务流量流向的分布不尽相同, 对传输组网构成也会产生不同的作用;另外, 各个专家团队对网络的认知程度、对传输技术的运用方略也不尽相同等多样元素, 组成了城域传输网络的独特特点。

二、城域传输网络的优化探讨

1、建设特大型城域传输网络。

当前, 在城域传输技术行业, 包含城域波分、同步数字体系、ASON等;尽管商品的出发点、偏重内容各不相同, 实现方法也不一样, 商品的形态更是天差地远, 但是功能上却有趋同的态势。比如:波分仪器具备同步数字体系交叉相连的能力, MSTP与RPR的功能已经愈来愈类似, 或许一段时间后的ASON设施能够直接接入彩色光口, 并且能够直接实施2Mbit/s颗粒的电路管理。所以, 笔者仅在本文中阐述理想网络的优化。1) 网格组网。由于特大型网络中节点繁多、规模太大, 因此利用格状网能够简化网络构造。2) 超大交叉容量和在线模块升级。网络中的节点具备超大规模的带宽管理功能, 而各方位的带宽功能能够通过在线添加模块实现升级, 对网络配置和管理来说更为简便。

2、多ADM网络优化方案。

多ADM与以往的DXC的差别在于多ADM支持环网协议以及环保护, 而DXC通常不支持。多ADM与以往的ADM的区别是:多ADM的超强集成功能能够支持若干个环网, 而传统的ADM通常只能支持单一的主速率环。多ADM能够将ADM与DXC集成到一块, 使其交叉连接效率与可靠度大幅度提升。多ADM对传统SDH技术的增补不但体现在通道带宽层面, 更主要的是其节点处理功能、带宽管理功能等等, 这是当前城域传输网络中网络叠加的最佳处理方法。

3、举例说明 (见下图)

根据上图, 可获取网管资源占用状况:城域网1网管理的等效网元数已多达975个, 而当前网络硬件的管理极限是1000个等效网元。所以, 网管能力达到极限时, 会造成网管运行减慢——可采用时隙调整予以改善。

结束语:伴随多元化竞争方略在中国的电信市场中出现, 强大的竞争压力会让各个电信运营商对城域传输网络资源进行潜力挖掘以及优化运用。对网络构建来说, 网络优化更加考验综合实力, 必须审慎对待。

摘要：依照当前城域传输网络的构造特征, 对域传输网络组网进行解析与优化。并针对各种网络存有的疑难问题进行了阐述, 提出城域网络组网的优化策略, 同时对城域传输网络进行了有实际意义的探讨。

关键词：城域传输,组网,分析,优化

参考文献

[1]贺政, 高军诗, 李勇等.PTN在省内干线层面承载集客业务的组网方案研究[J].电信工程技术与标准化, 2013, (5) :32-35.

[2]贺政, 刘洁.传输网络分层网格化组网结构和模型探讨[J].电信技术, 2014, (7) :90-93.

城域网传输的技术分析 篇4

基于以太网的局域网是网络化制播系统的必要基础设施。随着国内网络化制播系统建设规模和使用规模的不断扩大, 为局域网提供一种标准化的传输性能技术要求与测量方法就显得非常重要。幸运的是, 国际国内的研究机构都在局域网链路传输性能评价方面做了大量的研究工作, 并取得了一些工业界公认的成果。

国际上, IETF (the Internet Engineering Task Force) 发布的文献[1]定义了用于描述网络互联设备传输性能的主要技术指标, 譬如背靠背 (back-to-back) 数据包传输性能、丢包率 (frame lose rate) 、传输延时 (latency) 、吞吐量 (throughput) , 文献[2]定义了针对于文献[1]所规定的技术指标的测试方法, 文献[3]定义了局域网交换设备测试方法。但是, 无论哪一个建议书或标准都没有为局域网系统建设、验收和维护提供一个可操作的、可量化的技术要求和测试方法。这个难题, 直到国家颁布了文献[4]才得以解决。

文献[4]规定了局域网链路传输性能技术要求和测试方法, 结束了基于以太网的局域网系统技术验收和维护没有国家标准作为依据的历史, 但是, 该标准并未给出局域网链路传输性能测量原理。

本文在综合相关RFC (Request For Comments) 建议书、文献[4]的相关知识的基础上, 为读者详细介绍全双工交换局域网链路传输性能各项技术指标的内在测量原理。

本文从介绍局域网链路传输性能技术指标入手, 先详细剖析各项技术指标的测量原理, 然后介绍各项技术指标的技术要求。

1关键技术指标

文献[4]定义了局域网系统的概念, 并给出了局域网系统的通用结构示意图:局域网系统是一种承载了网络应用服务, 并受网络管理系统监控的、有业务支撑的管理网络, 一般由网元设备、传输介质、网管系统和提供基本网络服务的设备组成, 其通用结构示意图见图1。

局域网链路指从局域网内任两个网络端口间进行数据交换所经过的路径, 该路径可能包含多网络设备。

关键的局域网链路传输性能技术指标及其定义:

1.吞吐量

吞吐量指在没有网络丢包的情况下, 被测网络链路所能达到的最大数据包转发能力。

吞吐量反映被测网络在不出现网络丢包的情形下所能转发的最大的数据量。一般来说, 网络丢包会导致TCP重传或应用层发出的重传请求。数据包重传是网络传输的额外开销, 必然会造成应用层数据传输性能降低, 也就是说, 网络丢包将会影响应用数据的传输性能。

2.传输时延

网络传输时延指数据包的首个比特离开发送网络端口的时刻与数据包末个比特到达网络接收端口的时刻差。

网络传输时延反映被测网络链路传输数据包的速度。网络传输时延对某些实时应用影响较大, 例如不确定的网络传输时延可能会严重降低视音频的用户体验。

3.丢包率

丢包率是指单位时间内, 因网络过载而无法转发的数据包数与网络过载前所能转发的数据包的比。

丢包率反映被测网络在过载状态下的数据转发性能。

2测量原理

假设测量图1中的i点到j点的局域网链路传输性能, 其中, i为发送端, j为接收端, 放置在i端的测试仪器可以发出测试数据包, 放置在j端的测试仪器可以接收测试数据包, 并具有统计分析功能。为了叙述方便, 假设发送端仪器具有随时了解接收端仪器对测试数据的分析结果, 实际上, 在仪器产品设计中, 接收端仪器通过网络将分析结果发送回发送端仪器来实现分析结果回送功能。

下面分析各项性能指标的测试原理:

1.吞吐量

测量仪器在发送端i以线速fs-Iine (即网络接口的最大理论速率, 测量数据帧背靠背地出现在发送端口上, 此时, 数据帧之间的间隙最小) 发送测量数据。测量数据是一个数据帧 (frame) 队列, 队列中有M个数据帧, 每帧长度为fl, 数据帧之间的间隔相等, 数据帧队列持续时间为Ts, 见图2, 则发出的测量数据帧速率fs可表示为:

测量仪器在接收端j收到了N个数据帧, 耗时Tr。如果N=M, 则表示, 在数据帧的长度为fl的条件下, 吞吐量 (以帧/s表示, 也可将除fs以fs-line再乘以100%后以百分比表示) 为:

如果N

取不同数据帧长度fl时, 测到的吞吐率不同。测量中数据帧长是根据以太网标准帧结构选取的, 包括最小帧、最大帧、以及介于这两者之间的帧长度。以太网标准中最大帧长度为1518字节, 最小帧长度为46字节, 为了在测量时方便在数据帧加入测试标志, 使用的最小数据帧长度为64字节。依文献[2]建议, 数据帧长度一般取64、128、256、512、1024、1280、1518字节。

关于步长S的取值, 取更小的值会增加收敛时间, 但将得到更精确的的测量结果, 取更长的值会减少收敛时间, 但将得到更粗略的测量结果。以上描述的测量数据帧速率逐级递减为文献[2]推荐的收敛方法。

实际上, 采用测量数据帧速率逐级递减法测出的结果不仅收敛速度慢, 而且测量结果误差较大, 不易在收敛时间和测量精度之间取得平衡, 本文另提供一个二分法测量方法, 解决了上述问题, 算法描述如下:

设当次测量用的数据帧速率以线速的百分比表示, 如fs-Iine×L%。

L的取值区间为[Lmin, Lmax], 其中, Lmin应足够小, 保证取该值进行测量时无丢包出现, 例如取0, Lmax则应足够大, 通常取100。

取值精度设为R, 该值决定了测量精度, 也影响收敛速度。

则二分法迭代过程为:

数据帧队列长度未做限定, 一般取值为数秒到数十秒。

2.传输时延

在吞吐量的测量结果上测量传输时延, 测量原理示意图见图3。

假设数据帧长度fl对应的吞吐量为fr, 则由发送端以该数据帧速率发送测量数据帧队列, 队列长度Ts=120s。当数据帧队列发送了60s后, 在下一个数据帧中加上为接收端仪器所能识别的唯一标签 (tag) 后将其发送出去。在该标签数据帧发送完成时刻, 仪器记录该时刻的精确时间, 记为时间戳A (timestamp A) 。接收端精确记录完全接收带有tag标签的数据帧时刻的时间, 记为时间戳B (timestamp B) , 则单次网络链路传输时延li为:

重复进行20次测量, 取均值, 即传输时延为:

实际上, 发送端和接收端仪器时钟精确同步成本高、实现难度大 (例如采用GPS提供双端同步) , 一般的仪器产品设计中, 采用环回传输时延除以2的方式得到近似的单向传输时延, 其中一种实现方法如下:

测量数据帧队列结构和长度均不变, 接收端仪器在收到测量数据帧的后将其发回发送端仪器。发送端仪器在时刻A’ (timestamp A’) 收到带有tag标签的数据帧, 则单次单向网络链路传输时延近似值为:

最后取值, 仍为20次测量结果的均值。

采用数据包环回传输的方式测量单向传输时延, 因受到数据包转发算法效率和仪器性能等因素的影响, 得到的测量结果精度较低, 为近似值。

3.丢包率

丢包率的测量分为两类, 第一类用于评估在不同的网络过载情况下, 网络的数据转发性能, 其测量原理如下:

测量仪器在发送端i以线速fs-line发送测量数据帧队列, 队列中有M个数据帧, 每帧长度为fl, 队列持续时间为Ts, 见图2。在接收端j, 收到N个数据帧, 则丢包率rlf为:

按步长降低测量数据的发送速率, 重新按式7计算丢包率。当连续两次测得, 该数据帧长度下的丢包率测量过程结束。

步长s一般取, 也可以取更小步长以获得更精确的测量结果, 代价是测量时间增加。

遍历各数据帧长度, 测量对应的丢包率。

从上述的测量方法和测量过程可以看到, 每个数据帧长度下, 不同的网络载荷下, 丢包率并不相同, 这样的结果适合用折线图表示。

第二类丢包率测量专门用于做GB/T 21671-2008符合性测试, 其测量原理如下:

测量仪器在发送端发送速率为线速的70%测量数据帧队列, 假设各参数含义和设定与第一类中的相同, 则当满足式8时网络链路丢包率符合要求。

以上两类丢包率测量应用中, 均涉及到如何定义测量数据帧队列持续时间Ts的问题。Ts, 容易造成链路长时间拥塞, Ts过短, 测量过程不容易进入稳态状态, 结果精度受影响。目前尚未见到有权威文献针对该值给出合理建议值, 因此, 在综合考虑测量耗时并参照现有测量仪器默认设定值的基础上, 本文建议Ts在[5, 15]秒之间取值。

3技术要求

按文献[4]的要求, 吞吐量、传输时延和丢包率的技术要求如表1�表3所示。

注:GB/T 21671-2008中要求以太局域网的单向传输延时小于1ms, 但在10M以太网中, 传输一个1518字节的数据帧, 至少耗时1.2ms, 因此, 此处应为GB/T 21671-2008的一个笔误。

注:“流量负荷”指测量数据帧发送速率为线速的70%。

4结束语

作者有幸在全国多个电台、电视台参与制播网络的验收测试工作, 在此过程中, 深刻地体会到了广大技术人员对深入掌握局域网相关知识迫切需要。本文在深入调研相关RFC建议书、文献[4]的基础上, 深入浅出地向读者阐述了基于以太网的局域网传输性能技术要求和测量方法。

参考文献

[1]RFC1242—Benchmarking Terminology for Network Interconnection Devices.

[2]RFC2544—Benchmarking Methodology for Network Interconnect Devices.

[3]RFC2889—Benchmarking Methodology for LAN Switching Devices.

城域网传输的技术分析 篇5

近年来,随着因特网、多媒体和无线通信技术的迅速发展以及便携个人通信设备的快速普及,在家庭及办公环境中有多个终端共同为一个用户服务,形成了以用户为中心的无线个域网(WPAN)。

WPAN是在用户周围10 m范围内,利用短距离无线通信技术将各种便携式移动设备连接起来的网络,是无线泛在网络[1,2]的重要组成部分。把WPAN看作是一个具有多种端口、可以接入多个网络的集成终端,解决了单终端能力相对不足的问题,为用户提供更高的带宽。如何在可用终端中选择性能较好的终端协同为用户服务,是一个值得研究的问题。在此综合考虑终端接入点的带宽、时延、信号接收强度以及用户偏好等因素,基于模糊层次分析法,提出了一种计算终端性能的多属性决策算法,该算法能够在多个可用终端中选择性能较优的终端聚合,为用户提供更高的接入速率,为用户带来更好的业务体验。

1无线个域网终端协同传输

这里提出的决策算法可应用于文献[3]基于WPAN的固定移动融合的系统架构。在该架构下,用户可以选择协同终端构建WPAN,进行FTP下载和IPTV的观看等业务。下面以FTP下载业务为例,说明在该架构下WPAN终端协同传输的工作机制。

无线个域网终端协同传输如图1所示。某用户有5个可用终端,在某一时刻,用户使用终端A发起FTP下载业务。由于单链路的数据传输速率较低,A希望其他终端进行协同传输以提高吞吐量。A向业务控制服务器发起协同传输请求,业务控制器访问上下文数据库获得WPAN中各终端接入点的可用带宽和时延等信息,根据这里提出的算法计算终端的性能,然后选择性能较好的2个终端B、C协同A进行下载业务。业务控制服务器将决策信息通知A,然后A与B、C进行信令交互,完成协同传输的准备。最后,媒体分流服务器根据聚合决策信息将一定比例的数据分别传输到终端A、B、C,在WPAN内部,B和C利用短距离无线通信技术将数据转发给A,实现了业务的聚合。

2模糊层次分析法

在WPAN终端协同传输过程中,如何选择合理的协同终端是一个关键问题,与异构网络环境下的网络选择问题类似,都属于多属性决策问题。

在异构融合的网络环境下,决策往往受业务、网络条件和用户偏好等因素动态变化的影响,具有明显的Fuzzy特性。构建Fuzzy多属性决策模型解决网络选择等问题,已经引起广泛的关注。文献[4]提出了一种在WLAN和移动网络宏小区之间进行切换的基于Fuzzy的自适应算法;文献[5]提出了一种结合层析分析法和模糊综合评价法的网络选择算法;文献[6]提出了一种通过层次分析法和熵值法确定网络属性权重的最优网络选择算法;文献[7]根据3GPP对无线网络业务类型的划分,提出了一种基于业务类型的异构无线网络选择算法,引入业务分析模块,综合考虑多种因素对不同业务的影响,采用模糊层次分析法,综合评价选出最佳网络;文献[8]对已提出的垂直切换决策算法进行了综合性调查研究,根据使用的切换决策标准将VHD算法进行了分类,并对每一类算法进行了讨论比较。

这里针对WPAN协同传输中的终端选择问题,考虑业务需求、用户偏好及终端属性的差异,利用模糊层次分析法计算终端性能,选出性能较好的协同终端。

2.1确定终端属性权重

这里选择终端接入点信号接收强度、可用带宽、传输时延、价格和覆盖范围等属性计算终端性能。

2.1.1 建立模糊互补判断矩阵

矩阵F=(fij)n×n为模糊互补矩阵,如果F对∀i,j都满足fij+fji=1。对属性进行两两比较,得到模糊互补判断矩阵F=(fij)n×n,其中fij表示属性i与j相比的重要性,fij=1-fji。终端属性之间的重要性对比体现了该属性对业务的重要程度以及用户的偏好,如表1所示。

判断矩阵F为:

2.1.2 构造模糊一致判断矩阵

模糊互补矩阵F满足:对∀k,都有fij=fik-fjk+0.5,则F为模糊一致矩阵[9]。文献[10]通过对模糊层次分析法中一致判断矩阵性质的分析,提出了一种较快的模糊一致判断矩阵的调整方法。这里利用该方法对终端属性矩阵F进行调整,得到模糊一致判断矩阵R=(rij)5×5。

2.1.3 计算权重向量

得到模糊一致矩阵之后,利用几何平均法计算各属性的权重为:

$w^{\prime }{}_i=\sqrt[5]{{\displaystyle {\prod }_{j=1}^{5}r}{}_{ij}}$,i,j=1,2,…,5。 (2)

归一化处理得到最终的属性权重为:

$w{}_i=\frac{w^{\prime }{}_i}{{\displaystyle {\sum }_{i=1}^5{w}^{\prime }}{}_i}$。 (3)

利用模糊层次分析法得到的终端属性权重向量为:

w=$\left[w{}_1,w{}_2,w{}_3,w{}_4,w{}_5\right]$。 (4)

2.2标准化终端属性矩阵

从上下文数据库中获取终端属性的值用矩阵X=(xij)5×m表示,其中m表示WPAN中可用终端的数量,每一行分别表示一个属性。

式中,xij为第j个终端的第i个属性的值。对X进行标准化,对于越大越好型的属性如带宽等,有sij=xij/(xi_max+xi_min);对于越小越好型的属性如时延等,有sij=1-xij/(xi_max+xi_min)。其中,xi_max和xi_min分别为X第i行的最大值和最小值。由此可以得到标准化的终端属性矩阵为:

2.3选择协同终端

根据权重向量和终端属性矩阵计算终端性能:

pj=∑iwisij,j=1,2,…,m。 (7)

式中,pj为第j个可用终端的性能。

对得到的所有的终端性能值进行排序,选择性能值较大的终端作为协同终端。

2.4计算协同终端的分流比例

利用模糊层次分析法选择N个终端(包括业务发起终端在内),然后,媒体分流服务器根据终端性能计算对应的FTP业务流的比例为:

$b{}_i=\frac{p{}_i}{{\displaystyle {\sum }_{i}p}{}_i}$,i=1,…,N。 (8)

最后,媒体分流服务器将一定比例的FTP业务流分别传输到协同传输的终端,在WPAN内部,协同终端利用短距离无线通信技术将数据转发给业务发起终端,实现了业务的聚合。

3仿真验证

3.1算法有效性验证

算法有效性验证,即验证该算法能从多个可用终端中选择出几个性能相对较好的终端进行协同传输。

某用户的5个终端组成WPAN,发起终端协同传输请求时,各终端接入点的属性值如表2所示。表3为进行FTP下载业务时对各属性的判断矩阵(a、b、c、d、e分别代表信号接收强度、带宽、时延、价格和覆盖范围等属性),利用文献[9]提出的算法可以获得模糊一致的判断矩阵,如表4所示。

利用模糊层次分析法计算终端性能向量为:

$\mathit{w}=\left[0.4549,0.6835,0.4298,0.6046,0.3454\right]$。

如果选择3个终端进行协同传输,可以选择终端1、终端2和终端4,相应的分流比例为26.1%、39.2%和34.7%。

从表2可以看出,终端2和终端4的带宽和信号接收强度都要明显优于其他终端,而传输时延相对于FTP下载业务也可以接受,同时考虑价格因素(用户偏好),终端2和终端4是较好的选择;另外,由于终端移动性,还需考虑终端接入点的覆盖范围,选择终端1能保证较大范围内保持业务的连续性。可见,这里所提出的模糊多属性决策算法是比较合理的,能够选择性能较好的终端进行协同传输。

3.2个域网终端协同传输效果

与使用单终端进行FTP下载相比,利用多终端协同传输会明显提升系统的吞吐量。使用NS2[11]进行终端协同传输效果的仿真,网络拓扑如图2所示。

图2中,server为FTP服务器,mfs为媒体转发服务器,bs1与bs2分别为峰值速率为1 Mbps与11 Mbps的无线wifi的AP,其余为无线节点。server与mfs,mfs与2个基站之间是带宽为100 Mb、时延为10 ms的有线链路;除1m_n0和11m_n0与server之间采用TCP连接外,其余节点与server之间均为UDP连接,每条链路产生10 kbps的背景流量。分别以1m_n0和11m_n0向server发起FTP下载业务请求,使用单个终端进行FTP下载与使用2个终端进行协同传输的不同场景下,系统吞吐量效果如图3所示。

在图2网络拓扑下无背景流量时,使用接入点峰值速率为1 MB和11 MB的单终端进行FTP下载,平均吞吐量分别为0.672 Mbps和2.330 Mbps,使用2个终端协同传输,平均吞吐量为2.648 Mbps;有背景流量时,对应的平均吞吐量分别为0.549 Mbps、1.548 Mbps和1.972 Mbps。可见,使用多终端协同传输能够很好地提高系统的吞吐量。

3.3演示平台验证

这里给出项目使用多台运行Linux系统的主机搭建业务聚合系统,其中功能模块包括:由1台主机构建业务服务器,提供相关业务;由2台主机构建系统控制平台,包括业务控制服务器、上下文服务器和媒体分流服务器;基于现有WWAN及WPAN接入技术,构建异构无线环境,包括WLAN网络、2G及3G移动通信网络;由多个智能终端构成终端子系统,空口部分由能接入无线网络的网卡实现。

该验证平台进行的一次FTP下载业务的系统吞吐量的效果图如图4所示。

图4中,业务发起终端与协同终端的分流比例分别为60%与40%。业务发起终端平均数据速率为102.54 KB/s,协同终端平均数据速率为68.44 KB/s,2个终端聚合后平均数据速率为170.98 KB/s。可见,该算法具有一定的应用价值,能够明显提升系统吞吐量。

4结束语

利用单终端进行FTP下载时,由于带宽受限等因素使下载速率较慢,可以利用多个终端进行协同传输,以提高系统的吞吐量。上述基于模糊层次分析法,提出一种多属性决策算法,综合考虑多种因素,选择性能较优的终端进行协同传输,较好地改善了系统吞吐量,提高了下载速率。 

摘要：在无线个域网中,利用多终端进行协同传输可以很好地改善系统的吞吐量,提高传输速率。针对无线个域网协同传输中的终端选择问题,提出了一种基于模糊层析分析法的多属性决策算法。该算法使用终端接入点的信号接收强度、可用带宽和时延等多种属性计算终端性能,能够选择性能较好的多个终端进行协同传输。仿真表明,该算法能够选择出合理的、性能较优的终端进行协同传输,有效地提高了系统的吞吐量。

关键词：协同传输,模糊层次分析法,多属性决策,吞吐量

参考文献

[1]JI Yang,ZHANG Ping,HU Zheng,et al.Towards MobileUbiquitous Service Environment[J].Wireless PersonalCommunications,2006,38(1):67-78.

[2]张平,苗杰,胡铮,等.泛在网络研究综述[J].北京邮电大学学报,2010,33(5):1-6.

[3]关占旭,田辉.基于个域网的固定移动融合[J].现代电信科技,2008,8(8):20-23.

[4]MAJLESI A,KHALAJ B H.An Adaptive Fuzzy LogicBased Handoff Algorithm for Interworking between WLANsand Mobile Networks[J].The 13th IEEE InternationalSymposium,2002,5(5):2 446-2 451.

[5]梁立涛,纪阳,张平,等.基于模糊层次分析飞得异构网络选择算法[J].北京邮电大学学报,2007,30(2):75-79.

[6]王康,曾志民,冯春燕,等.一种多属性决策的异构网络选择算法[J].无线电工程,2009,35(1):1-3,35.

[7]孙阳,孙文生.基于业务类型的异构无线网络选择算法[J].中国电子科学研究院学报,2009,4(4):337-341.

[8]YAN X.A Survey of Vertical Handover Decision Algorithmsin Fourth Generation Heterogeneous Wireless Networks[J].Computer Networks,2010,54(11):1 848-1 863.

[9]张吉军.模糊层次分析法[J].模糊系统与数学,2006,14(2):80-88.

[10]陶会余,刘家才,张吉军.如何构造模糊层次分析法中模糊一致判断矩阵[J].四川师范学院学报,2002(3):446-450.

城域网传输的技术分析 篇6

随着智能电网的快速发展,电力通信SDH传输网不仅承载着传统电网的生产管理、调度自动化、继电保护、信息等业务,还承担起了其他大颗粒大容量的数据业务,例如:软交换、高清会议、视频监控等。这些对传输网络的安全可靠、性能结构、带宽利用以及新业务的技术支持提出了更高的要求。因此,在日常运行维护过程中,如何优化和调整网络已成为人们特别关注的问题。

1 网络现状

目前,衢州地区城域网主要由2个重要生产单位,3个220k V通信站、13个110k V通信站以及8个35k V通信站组成,形成1个2.5Gbit/s骨干环、1个622Mbit/s子环及若干条链,环网均采用SNCP保护方式,如图1所示。2个重要生产单位局大楼和老大楼作为城网与西环、东环上下业务的核心站点,3个220k V通信站(衢州变、航埠变及崇文变)各自作为其所辖范围内110k V或35k V通信站业务的汇聚点。

图1 2013年衢州地区光传输城域网络拓扑(参见右栏)

2 优化需求评估

2.1 网络结构安全性低

随着电网规模的不断扩大,城网环网内的通信节点逐渐增多,网络管理复杂且难度加大。城网是采用SNCP保护方式,虽然没有技术上的限制,但是在实际工程中,环网站点总数一般不超过16个,而城网的站点数量已近20个,另外,城网中有1个自环,7个无保护链,过于庞大的网络带来安全隐患。主要体现在以下几点:

(1)环网上任意站点发生故障均可能影响整网安全,环网越大风险越高。

(2)通道保护环存在误码累积问题,环网越大误码率越高。

(3)大环存在收发时延问题,由于通道保护环收发路径不一致,环网越大时延越大。

(4)无保护链过多,存在安全隐患。

2.2 带宽瓶颈

通道保护环的环网总带宽为STM-N,单站的平均带宽为STM-N/K(K代表站点数量),城网总带宽为2.5G,K值为41,平均带宽不到50M。

2.3 重要站点交叉能力低

由于电网业务的特殊性,业务均汇聚于局大楼、220k V通信站这些重要站点,这就对设备的交叉能力提出了很高的要求,目前高阶交叉容量一般为40G或80G,也存在着瓶颈。

2.4部分设备老化严重

城区范围内的1个直属单位电力园区,2个110k V通信站及8个35k V通信站的设备投运时间在2000年前后,运行年限较长,且专为传统的TDM业务设计,对数据业务的部分特性支持不足,无法满足业务需求,一旦光缆中断或设备发生故障,势必导致通信业务中断,给电网运行带来极大的安全隐患。

3 组网优化原则

3.1 网络安全性与可靠性

对于影响网络安全的重大问题,必须要彻底解决,通过组网优化,全面提升网络的安全性。同时在优化过程中应确保已运行电路的安全,通过合理的组织和科学的方案使优化调整将影响降到最低,来完成网络优化。

3.2 网络扩展性与连续性

要充分考虑现有主要业务的流量、流向,完善优化网络结构[1],并且能满足未来新业务接入的需求,确保网络的扩展性与连续性,为将来从2.5G平滑过渡到10打好基础。

3.3 网络光路由选择

由于电网的特殊性,通信光缆建设必须跟随着一次网架,然而光缆资源是传输网络的基础,决定着光路由的方向。因此,组网前应先评估光缆的健康状况[2],选择最短路径或最小衰耗路径。

4 优化方案

根据现状和优化需求评估,结合组网优化的原则,我们将从以下三方面进行调整:

4.1 升级主控交叉

将核心站点局大楼和老大楼的交叉容量从原来的80G升级到200G,并升级相应的主控软件,满足未来更多西环和东环跨环以及城网自身上下交叉业务的需求。

4.2 更新部分设备

将城区范围内的电力园区、110k V高新变、110k V湖南镇变及8个35k V通信站的622M或155M传输设备升级更新至10G平台2.5G设备,与原网络保持统一性和可维护性。

4.3 网络结构调整

(1)拆分大环。从提高优化实施过程中通信网运行的可靠性、减少施工维护量以及业务割接时间、充分发挥现有设备的经济效益和满足业务发展需求的角度出发,考虑到目前大部分调度生产业务及数据业务都以局大楼和老大楼为中心上下交叉业务,因此以这两个节点进行拆分,开通局大楼105#与老大楼2、局大楼105#与局大楼102#、局大楼102#与老大楼1、老大楼1与老大楼2之间的STM-16光路,分为城网一和城网二。为保证直属单位电力园区的业务将其环入城网二,如图2所示。

(2)链改环。8个35k V通信站是否以局大楼和老大楼为核心进行组网,需要考虑以下几点:1)衢州变2链上的35k V站点与航埠622M环上的35k V站点光缆路径较远,需经过多处光纤跳接才能联网且又是利用城网一和城网二上的站点的光缆资源,一处光缆中断,很可能造成两个环开环运行。2)城区的光缆资源目前就较为紧张问题。3)从35k V站点的业务流向看,几乎没有至局大楼和老大楼的业务,一般都是汇聚于220k V通信站,因此无需经过局大楼、老大楼进行环网,也有利于局大楼和老大楼节点槽位的管控。

综合以上考虑,将35k V石梁变纳入航埠子环,并将航埠子环从622M升级为2.5G容量;35k V荆溪变、大洲变、闹桥变分别组成衢州变2.5G子环;最终组网优化后的城域网拓扑如图2所示。

5 结束语

在衢州地区现有的光缆资源条件下,通过对衢州地区光传输城域网现状的分析,优化需求的评估,提出了优化方案,解决了网络安全性低、带宽瓶颈以及设备老化等问题,进一步提高了网络的扩展性和可靠性,为日后衢州地区光传输城域网的运维管理带来了便捷。

摘要：文章阐述了衢州地区光传输城域网自身的问题,并提出符合需求及发展的网络结构优化方案,通过拆分大环,改变业务流向等方式,重新分配环路节点,相互备份业务,以提高全网带宽和整网的可靠性。

城域网传输的技术分析 篇7

1 宽带城域网中的GPON技术分析

GPON技术在宽带城域网中起到重要的作用, 解决了网速低、覆盖范围小的问题, 同时为城域网提供了多个网络接口。GPON技术能够有序分配城域网的资源, 利用光纤接入的方式, 支持城域网的多接口运行。GPON技术具有较高的经济效益, 节约了接入层的成本资源, 而且还能完成远距离的光纤接入, 维持城域网的稳定性[1]。GPON技术在宽带城域网内, 存有可发展的能力, 也是未来城域网接入的重点技术, 改进城域网的接入方式, 使其具有稳定、安全的特性。

2 GPON技术在宽带城域网中的运用

宽带城域网的发展过程中, 面临着很大的竞争力, 集团企业、居民小区等对城域网的需求越来越大, 逐渐成为GPON技术的发展对象。一般情况下, 这2类对象最常用的GPON技术模式为:FT-TO/FTTH和FTTB, 规范城域网的规划。以企业小区、学校等为重点研究对象, 分析GPON技术在宽带城域网中的运用。

2.1 模式选择

宽带城域网在选择GPON技术的接入方式时, 需要考虑到集团用户的实际情况。如:学校、园区等, 确保GPON技术接入后, 能够满足集团的业务需求。城域网适用于业务量比较大的区域, 期间要满足视频、语音等业务模式的需求, 保障城域网具有足够通畅的业务流[2]。宽带城域网并没有集中的网络区域, 而是零散分布在不同的位置。GPON技术在宽带城域网的模式选择上, 不仅要考虑通信专线的使用, 还要采取TDM, VPN等, 便于实现业务需求, 利用GPON技术提高宽带城域网的稳定性。

根据宽带城域网的不同需求, 分析GPON技术接入模式的选择。当城域网用户对网络稳定、维护量等均有要求, 而且用户的网络业务比较多时, 可以选择FTTB, FTTO的接入模式, 以此为用户提供高质量、高效率的城域网。相对比较普通的用户, 群体大, 分布更为零散, 并且具有较高的消费能力, 此类用户属于宽带城域网中的庞大用户群体, 其对网络传输的要求也比较零散, 如:高速接入、多业务操作等, 针对此类型的宽带城域网, 可采用FTTH, FTTB+LAN/VDSL的方式, 同时满足多项业务的运行, 特殊情况下推行使用FTTB覆盖, 方便GPON技术的管理, 减轻宽带城域网的管理难度。

2.2 FT-TO/FTTH接入

FT-TO/FTTH是GPON技术中常用的接入方式, 其在宽带城域网内, 用在办公区域、家庭区域的网络接入中, 可利用光纤传输的方式, 连接GPON技术中的服务器和运行网络, 确保用户可以享受单个服务的网络运行方式, 保障网络传输的速度。例如:某大规模私营企业, 网络运行量较大, 属于高端的城域网用户, 为确保城域网的运行水平和质量, 选择FTTO/FTTH的接入方式, 加强GPON技术物理结构的控制力度。该私营企业中, FT-TO/FTTH的光纤末端, 分别分配到不同的ONU网络内, 维护高效率的传输方式, ONU设置在该私营企业侧, 通过ONU提供的网络接入, 连接宽带城域网。宽带城域网中完成CPON技术的FT-TO/FTTH接入操作后, 还要规范接入的配置, 按照管理制度的实际要求, 规划光纤终端OLT的位置, 以免影响城域网的运行效果, 进而完善GPON技术的接入方式。

2.3 FTTB接入

FTTB接入方式是GPON技术的基本部分, 常用于楼宇、办公的环境内, 保障宽带城域网的效率。GPON技术在发展的过程中, 不断优化FTTB接入, 目的是确保此类接入方式适应宽带城域网的需求, 占据城域网市场。FTTB接入模式, 将原本的铜线电缆替换为光纤, 减少网络信号传输中的损耗, 而ONU可以设置在传统分线盒中, 也能安装在DP (引入点) 旁侧, 之后安排有线介质, 接入到楼宇或办公的具体用户内。FTTB接入模式下, ONU能够支持10~100个用户, 为了提高通信的效率, ONU与用户的距离控制在0.5km以内, 完善宽带城域网的通信环境。

GPON技术中的FTTB接入方式, 比较注重配置设计, 用于确保宽带城域网的运行效益, 同时提高网络的管理水平[3]。例如:FTTB接入宽带城域网时, OLT需放置在业务结构的中心位置, 方便汇聚节点, 有效完成对用户的管理和调度, 上联网部分设置GE/10GE光接口, 促使城域网达到标准的上行速率, 利用光线分配网络资源, 保障信号在ONU内完成相关的转换, 在密集型的楼宇内, FTTB还可配合LAN接入方式, 此类接入方式中, ONU需要设置在用户侧, 确保城域网具有多个GPON接口, 进而适应网络中的新业务, 属于比较理想的接入模式。

3 宽带城域网中GPON技术应用的注意事项

根据GPON技术在宽带城域网中的应用, 在应用和规划上, 分析GPON的注意事项, 完善GPON技术的接入, 进而保障宽带城域网的运行效率。

3.1 GPON技术应用的注意事项

宽带局域网具有过渡作用, 连接了骨干网和终端网络, 利用GPON技术完成有效的接入, 促使信息流可接入到骨干网内, 维护信息传输的实时性, 提高城域网运行的效率[4]。GPON技术在宽带城域网的应用中, 需要考虑到实际情况的影响, 特别是越来越多的用户量对GPON技术造成很大的压力, 需要保障网络数据的准确传输。所以GPON技术应用时, 需要适当改进宽带城域网, 充分发挥光纤接入的优势, 既要增加城域网的运行宽度, 又要确保个体、群体接入时的稳定性, 为宽带城域网提供发展的空间。随着未来业务流的增加, GPON技术发挥拓宽的接入作用, 以免影响网络的业务需求。GPON技术在宽带城域网的应用中, 最大的注意事项是满足业务的需求, 一方面保障城域网的信息传输速度, 另一方面可以随时实现用户接入, 注重GPON技术应用的灵活性。

3.2 GPON技术规划的注意事项

宽带城域网在规划GPON技术时, 需要注意以下几点, 保障GPON技术的合理性: (1) 设置集中化管理, GPON接入点可以采取分散布设的方式, 但是管理上应该遵循集中化的原则, 可以全面掌握接入用户的信息, 如果后期用户规模扩大, 也能有序地管理GPON技术。 (2) 利用OLT完善用户接入模式, 为宽带城域网提供大范围的接入条件, 进而形成大规模的接入方式, 充分发挥OLT的作用。 (3) ONU的规划, 必须以用户的实际情况为主, 按照宽带城域网的稳定需求, ONU的安放位置要准确, 以免影响城域网的运行效率。 (4) GPON技术规划的同时, 注意信息传输的通畅性, 尤其是城域网中的业务信息, GPON技术不能影响信息的有效性, 为信息服务提供稳定的平台, 完善宽带城域网的运行环境。

4 结语

GPON技术具有经济性、安全性的特点, 其在宽带城域网中发挥重要的作用, 体现出综合的支撑特点, 为城域网的运行提供有效支撑。宽带城域网根据GPON技术的应用, 提出相关的注意事项, 要求注重GPON技术应用的质量, 防止出现安全问题, 对城域网的运行造成影响。GPON技术逐渐成为宽带城域网中不可缺少的部分, 维护城域网的基础性, 同时在GPON技术的作用下, 宽带城域网融入到大数据流时代中, 一方面确保城域网的运行效率, 另一方面提升网络的质量, 为拓展新业务提供机遇。

摘要：GPON是最新一代的接入技术, 其在宽带城域网中, 显示出了高效率、大覆盖的特点。GPON技术具备单独的标准, 也是一项基础的接入技术, 满足宽带城域网的根本需求。宽带城域网非常重视GPON技术的应用, 以此提高城域网的运行效率, 明确网络接入的方式和方法, 最重要的是确保宽带城域网的稳定性, 体现GPON技术的优势。因此, 文章通过对GPON技术进行研究, 分析其在宽带城域网中的运用。

关键词：宽带,城域网,GPON技术

参考文献

[1]张艳林.GPON技术在宽带城域网中的应用研究[D].北京:北京邮电大学, 2010.

[2]刘永胜.基于GPON的FTTH宽带接入技术及应用[D].南京:南京邮电大学, 2013.

[3]吴雪晖.GPON技术在宽带城域网中的运用浅思[J].电子制作, 2013 (11) :134.