宽带城域网

随着技术的发展和应用需求的不断增加，网络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。不同的业务有不同的带宽需求和服务需求。从服务质量（QoS）的角度来看，业务大致可以分为以下几种类型：

　高QoS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。

每种类型的业务所要求的服务等级是不同的，安全保护级别也不同。随着互联网业务以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，基于SDH（同步数字系列）的传统城域网成为宽带业务发展的瓶颈。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。针对不同的城域网业务需求，目前主要的宽带城域网技术方案主要有：

　MSTP城域网；

　弹性分组环城域网；

　城域以太网；

　光城域网。

MSTP城域网

多业务传送平台（MSTP）是基于SDH平台技术开发的具备二层透明传输功能的传送平台。MSTP实现了虚级联（VC）、链路容量调整机制（LCACS）等技术，同时可以内嵌弹性分组环（RPR）等二层处理技术，在集成了IP路由、以太网、帧中继（FR）或ATM后，可以通过统计复用来提高时分复用（TDM）通路的带宽利用率，减少局端设备的端口数。MSTP很好地继承了SDH的高可靠性、高QoS的特点，同时能够直接支持IP业务，提供快速以太网（FE）、千兆以太网（GE）接口。此外，MSTP还可以通过内嵌RPR或者多协议标签交换（MPLS）等处理技术，实现IP的增强功能，并提供端到端的差异化服务。最后，MSTP还可以方便地完成协议终结和转换功能，使运营商可以在网络边缘提供多种不同业务，而且可以同时将这些业务的协议转换成其特有的骨干网协议。

MSTP解决方案由于涉及多层帧的映射，导致带宽效率较低，开销处理复杂。这种方案基于同步工作，抖动要求严，设备成本较高。此外，这种结构的带宽配置时间仍较长。MSTP毕竟是基于SDH的平台，其TDM的交叉矩阵必然会限制IP化业务的使用效率。随着TDM业务的逐步消退和IP业务的快速增长，基于SDH的MSTP的作用将会弱化。

弹性分组环（RPR）城域网

随着用户需求的不断增长，传统的基于TDM的SDH城域网已经不能满足多种新业务（尤其是数据业务）的接入需求。同时，第三代移动通信（3G）网络也对城域网的发展提出了挑战，3G网络能够根据用户的不同需求提供不同QoS保证的业务。显然，传统的SDH和以太网技术不能满足这些需求。

为提高城域网的传输性能，IEEE 802.17工作组基于如何合理地配置城域网的拓扑结构，提出了弹性分组环（RPR）。RPR是一种新兴的网络结构和技术，是为了满足基于分组（又称包或数据包）的城域网的要求而设计的。它采用一种由分组交换结点组成的环形结构，相邻结点通过一对光纤连接。其网络拓扑基于两个反向传输的环。外环（又称0环）顺时针、内环（又称1环）逆时针同时双向传输数据，各环传输另外一个反向环的控制信息。结点间的链路是基于光纤的，而且可以采用WDM来扩容。

RPR借鉴了SONET/SDH环网的概念，是一种环网技术，只能工作在环形拓扑中。在RPR中，终端用户被连接到类似于上下路复用器的RPR设备上。在每个结点处，业务可以直通（直接被传送到下一个结点而不发生任何改变）、下路（从环网传送到终端用户处）或者上路（从终端用户处传送到环网）。

RPR是一种二层技术，它可以使用以太网或者SONET/SDH作为传输介质，但实际应用中RPR大都采用SONET/SDH作为其传送平台。

RPR比SONET/SDH和企业级以太网有了进一步的改善。与SONET/SDH相比，RPR更好地解决了数据业务的突发问题，同时避免了TDM技术中的业务粒度问题。由于RPR只是一种接入技术，因此端到端的性能将取决于网络边缘和核心设备的性能。

与企业级以太网相比，RPR可以满足电信级要求。例如，为了支持业务等级协议（SLA），RPR采用了确定的共享介质。在这种情况下，接入环网中每个结点的可用带宽都是可知的，因此可以使用协议带宽提供各种业务。而在网络的其他部分（如果需要），可以使用其他机制。

当接入环网中发生光纤断裂或设备故障时，RPR可以采用“环回”和“源路由”机制实现50 ms的保护。在正常工作时，预留的保护带宽可以用于传送尽力而为型业务。如果网络其他部分需要故障保护，则必须使用边缘和核心保护机制。

RPR可以采用SONET/SDH作为传送平台，所以它能够很自然地在接入环网中集成原有的TDM业务，如E1/T1和DS-3，同时具有业务提供和监控等基本功能。每个结点都知道环网中的可用带宽，因此在业务的起始结点和终端结点处就可以提供业务接入。同样，在业务端点也可以实现SLA监控。然而在网络的其他部分，必须采用各种现有机制来实现业务提供。

目前，作为一种针对业务优化的技术，RPR主要用于升级接入环网，以延长现有SONET/ SDH网络的生命周期。在大多数实际应用中，RPR主要用于SONET/SDH传送平台之上，与SONET/SDH边缘和核心设备集成在一起，在接入环网中同时传送TDM和分组数据业务。

除了只能用于环形拓扑之外，RPR还有其他限制。很多城域网需要结合使用环形、网状和树状拓扑，以满足实际应用的需要，而RPR很难满足这种要求。而且，由于RPR使用环形拓扑，当环中两个结点之间的带宽需求增加时，整个环网的带宽都需要进行升级。RPR的保护机制位于网络层。它缺少对于单个业务和单个用户的保护粒度，因此造成了不必要的网络资源浪费，同时也减少了所能提供的业务类型。

城域以太网

城域以太网也称为增强型以太网，它是将局域以太网应用到电信网的技术。

1．城域以太网论坛

城域以太网论坛（MEF）是由网络设备制造商和网络运营商组成的非营利性组织，专注于解决城域以太网技术问题。MEF的目标是将以太网技术作为交换技术和传输技术，广泛应用于城域网建设。MEF主要从四个方面开展技术工作：

　城域以太网的架构——提出独立于各种技术的城域以太网的体系结构和UNI参考点；

　城域以太网提供的业务——主要从用户的角度定义城域以太网的业务框架；

　城域以太网的保护和QoS——针对城域以太网提出保护模式、机制和QoS功能框架，即定义执行和维护SLA所需的QoS功能和特性；

　城域以太网的管理——提出城域以太网的网络管理接口（EMS-NMS），并从网络分层、子网划分、子网拓扑、网络连接四个方面对EMS-NMS接口进行规范。

而MEF的承载以太网技术规范提出了以下几种业务：

　以太网专线（EPL）；

　以太网虚拟专线（EVPL），在一对用户以太网之间通过第三层技术提供点到点的虚拟以太网连接；

　以太局域网业务（E-LAN Service，E-LAN业务）。

2．E-LAN业务

提供E-LAN业务的基本技术是IEEE 802.1q的VLAN帧标记。这种技术定义在IEEE 802.1ad的运营商网桥协议中，称为Q-in-Q技术。

3．IEEE 802.1ah标准

Q-in-Q实际上是把用户VLAN（虚拟局域网）嵌套在城域以太网的VLAN中传送，所有用户的MAC地址在城域以太网中都是可见的，这使得网络安全受到威胁。因此，IEEE 802.1ah标准提出了运营商主干网桥（PBB）协议。

光城域网

光城域网是一种基于波分复用（WDM）技术的多业务平台方案。密集波分复用（DWDM）技术在广域网的应用中获得巨大成功，已成为主流，但是不能简单地将广域网DWDM方案用于城域网。WDM城域网与长途WDM有着不同的发展动因和特点。WDM应用于长途传输的最大价值就是节省昂贵的长途光纤资源。在城域网中，由于传输距离短，敷设光纤的造价比长途干线要低廉得多，这样结点设备就成为城域网成本中占主导地位的因素；虽然节省光纤对于某些城域网或某些区段来说也很有意义，但业务的灵活性、可管理性和降低设备成本对于城域应用来说更为重要。

光城域网的特点是能在同一平台上支持多业务，对速率与协议要透明，设备价格要低廉，有良好的扩展性以适应城域业务需求的多变性。在城域网中，由于传输距离短，所要求的容量不很大，因此可以使用较为低廉的稀疏波分复用（CWDM）技术来实现。发展WDM城域网不但能为城域IP网/以太网的发展提供强大的带宽支撑，而且在灵活性、安全性和提高资源利用率等方面，与单纯的光纤直连方式相比都有很大的优势。此外，利用WDM还可以开展按需带宽（BoD）、波长批发、波长出租、光虚拟专用网（OVPN）、光组播等新业务。

虽然WDM技术有很多优点，但其保护技术不如SDH灵活。此外，其波长管理能力及分等级服务能力也有待提高。所以，目前WDM在城域网中的应用还有不足之处，不过随着业务需求的增长及光交叉连接器（OXC）、可重构光分插复用器（OADM）的逐步成熟，WDM在城域网中将会发挥越来越重要的作用。