佘其炯
摘 要 本文主要探讨了城域网的构成及所使用的主要技术，分析了城域网的未来发展方向。
关键词 城域网 以太网 EOS RPR GMPLS LOBS DWDM CWDM
城域网一般由城域网间的骨干网络、城域核心网、边缘接入网、汇聚网络和数据中心等组成。
——城域骨干网通常是“长距离”连接的广域网的一部分。
——城域核心网通常是在一个较大的城域网内连接较小城市或大城市的环。
——边缘接入网主要供用户接入。
——汇聚网络主要是指在一个独立的城市内汇聚各楼群的业务。
——数据中心是城域网中的一个重要部分，一般位于地区性传输网络或城域接入网容易到达的地方。
城域网的主要技术是以太网。随着技术的进步及用户对带宽需求的增长，以太网除本身速率的不断提高外，并与EOS（Ethernet-Over-SONET/
SDH），RPR（弹性分组环），GMPLS（通用多协议标签交换），LOBS（标签光突发交换），WDM（波分复用）等技术融合，大大提高了城域网的整体性能。
1 以太网
以太网诞生于1973年，其传输速率从最早的2.94Mb/s进展到10 Mb/s，100 Mb/s，1Gb/s（千兆比特或称吉比特），10Gb/s（万兆比特）。以太网在从LAN（局域网）到MAN（城域网）的演进中始终起着重要的作用。
据美国Infonetics咨询公司预计，以太网设备的营业额将从2002年的25亿美元增至2006年的57亿美元，其中66%是以太网交换机。2002年底，亚太区的以太网增长最快，它主要用于企业数据业务的需求。
以太网由交换机、网卡、综合布线系统等构成。以千兆以太网为例，千兆交换机构成网络的骨干部分，千兆网卡插在服务器上，通过布线系统与交换机相连，千兆交换机下面还可连接许多百兆交换机，百兆交换机连接工作站，也就是所谓的“百兆到桌面”。在某些专业的图形制作、视频点播应用中，还可以把千兆交换机联插到插有千兆网卡的工作站上，做到“千兆到桌面”，以满足特殊应用对高带宽的需求。
2 EOS
运营商为了充分利用其丰富的光纤资源，采用EOS可以把以太网技术和SONET/SDH技术结合起来。把EOS传送数据的功能注入到原来主要用来承载话音的光纤网络环中，充分发挥两种技术的优势。EOS适用于点到点的应用，适用于大型的SONET/SDH网络，可将未来预计的业务量填满在网络中。
3 RPR
RPR是美国IEEE（电子和电气工程协会）提出的媒体接入控制（MAC）协议，它又称做IEEE 802.17协议。RPR用于城域核心网中可改进SONET/SDH或DWDM（密波分复用）环的数据处理特性。RPR可提供不同的服务等级，有效地保证中央环上各节点公平地共享带宽（减少了需要通过MPLS实现流量工程的负担）。RPR可满足不能预计的业务量的需求。RPR扩充了环形拓朴的优点，如分组的分插功能，快速保护和广播/多播功能等。
4 GMPLS
MPLS（多协议标签交换）可用于各种网络上。MPLS是由IETF制订的，它把标记交换发送模式与网络层路由器结合成一个整体，尤其在ATM环境，MPLS能提高IP业务的性能，差异服务，并改进提高网络的伸缩性。MPLS在网络的业务生成方面扮演着重要的角色。MPLS用于以太网还具有流量和带宽管理的功能。GMPLS技术用于以太网还可以在用户的地理位置变更时，动态地重新配置网络。
5 LOBS
LOBS技术把光的“电路交换”和光的“分组交换”优点集于一体，充分发挥了现有光子技术和电子技术的特长。其交换粒度大于分组交换，小于电路交换。带宽建立后，无需目的端的确认，时延小。突发数据流直接通过中间的交换节点。LOBS非常适合于承载具有突发性数据业务的城域网中应用。
6 DWDM与CWDM
当WDM在光通信领域里刚面世时，这项创新的技术曾受到运营商们的热烈欢迎。但是最近两年的情况却发生了变化，运营商们由于受资金的影响推迟了价格比较昂贵的DWDM设备的安装。
但是，与此同时，一些商业客户却叫嚷需要高带宽的连接，以支持先进的存储应用和高速率的数据业务，一些大型企业自己安装和管理私用的DWDM设备。而小型企业对带宽的需求却采用价格比DWDM便宜的CWDM（疏波分复用）系统。
CWDM采用较宽的信道间隔，其标准的间隔距离是20nm，可有16长信道，而城域DWDM网通常采用的信道间隔是0.8nm。
CWDM采用无冷却装置的激光器可降低发射器的成本，其他部件成本也较低。CWDM系统不但价格便宜，而且比DWDM更容易安装、配置和运营。CWDM系统不复杂，设备需要功率小，占地空间小，比DWDM容易维护。
CWDM的成本约比DWDM降低50%，价格是驱动CWDM技术发展的主要因素。例如英国为全国提供业务的Vtesse网络公司，其选择网络技术的原则就是：在快速变化的市场中，由于很难预计客户需求如何演进，因此只能及时地选择灵活和成本低的解决方案，而不是去建一个投资大和运营成本高的核心网络。Vtesse公司采用CWDM技术提供多个波长用于网络的某些部分，所有的连接都是根据用户的需求来配置的。大多数Vtesse的客户是在金融领域，因而采用CWDM技术主要用作多个地点间，在光纤信道上SAN（存储域网络）和千兆比特的以太网数据业务。公司可以自己进行灾害恢复，其典型的连接是在数据中心、办公室和物理上的第三个浮动人员的地点之间。
CWDM系统透明的协议使其更适合于一些临时的应用，如室外广播点把视频信号传送到演播室。设备能检测每条信道所用的协议。为了保持信号的质量，CWDM系统对所有支持的协议可进行完全的再生——再放大、再整形、再定时。
2002年9月，Transmode公司和Vtesse公司成功地完成了装有LOA（线性光放大器）的系统实验，使传输距离可由80km增加到120km克服了CWDM距离受限的缺点。LOA的成本和传统的EBFA（掺铒光放大器）差不多，但它可工作在CWDM整个波长范围内而不是狭小的窗口，它的问世填补了CWDM和DWDM间的差距，增大了受限制的距离，增强了CWDM在市场上竞争的能力。
CWDM使许多小公司可接入城域网中，获得更多的带宽，而DWDM则使大公司在城域网上满足未来高速数据业务的需求。
可以说，CWDM和DWDM各有所长，是互相补充的技术，在城域网应用中，可为客户在功能及价格的比较上提供选择。但是随着DWDM价格的继续下降，以及CWDM功能上的不断完善，这两种技术的界限将会越来越模糊。总之，由于城域WDM能适应业务量大的需求，能满足单个客户传送多种类型数据业务的要求，并且具有时延小的特点等，使其在城域网的应用中越来越多地崭露头角。
7 城域网的新技术
最近，继IP Over SDH（ITU-T X.85标准）和EOS（ITU X.86标准）后，又涌现出了新的城域网多业务环（MSR）标准（ITU-T X.87）。MSR定位在保证服务质量的前提下，以低成本方式解决包括话音、数据、视频等多种业务在内的三网融合及运营。在城域网范围内对传输和交换进行简化，使之融合成为一个集分级化的分插复用，分组化的交叉连接，分组化的多业务传送为一体的多业务传送平台（MSTP）。ITU X.87可在无连接的RPR MAC和以太网MAC层之上解决多媒体传送和资源管理问题。基于分组化MSTP的MSR将为城域网的广泛应用提供更有利的条件。
此外，综合地采用VC（虚电路）虚级联，LCAS（链路容量调整系统），GFP（通用成帧协议）技术的SDH可以实现宽带动态按需分配，使城域网中的SDH网络能直接向用户提供点到点的宽带服务，灵活调整使用时长和大小，实时响应用户发起的带宽申请，运营商还可以按照用户实际使用的带宽和制订的SLA（服务水平协议）进行计费。
展望未来，城域网在进一步提高服务质量，达到电信级的水平，在具有可管理、可扩展、以及可与已有数据网络互操作等功能的基础上将会成为电信运营商提供电信业务主流技术之一。城域网各种技术的发展与融合将使其具有更加光辉
----《中国数据通信》
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