最新思科IP城域网技术白皮

宽带IP城域骨干网主要技术及应用关键词：IP城域骨干网；MPLS；应用一、前言随着用户对带宽的需求不断提高，电信运营商纷纷启动了宽带IP城域网的建设。

宽带IP城域网一般由高速骨干网、宽带接入网和业务应用平台组成。

其中，宽带接入网主要是使用户通过各种方式(ADSL,LAN,LMDS,APON以及传统的DDN,FR等)接入到宽带IP城域骨干网，而业务应用平台则除了提供原有传统业务外，更重要的是提供多媒体业务、各种托管业务和VPN业务。

文章对宽带IP城域骨干网主要技术及应用进行了论述，以供同仁参考。

二、目前宽带IP城域骨干网主要技术分析（1）基于SDH多业务传送节点（MSTP）基于SDH多业务传送节点（MSTP）是目前广泛应用的产品。

为了适应城域网多业务的需求，SDH从单纯支持2Mbit/s、155Mbit/s等话音业务接口向包括以太网和ATM等多业务接口演进，将多种不同业务通过VC或VC级联方式映射入SDH时隙进行处理。

MSTP的出发点是将2层或3层的功能作为SDH附加功能来支持完成的，其对2层或ATM层处理都是与SDH处理相分离的，但都可以映射到SDH的VC时隙进行重组成交叉到群路接口。

从功能上看，MSTP除了具有SDH功能外，还具有2层MAC层功能和ATM功能。

MSTP比较适合于已经敷设大量SDH网的运营公司，它可以方便有效地支持分组数据业务，实现从电路交换网到分组网的过渡，适合支持混合型业务量特别是以TDM业务量为主的混合型业务量，同时可以保证网络管理的统一性。

（2）基于弹性分组环（RPR）技术正在由IEEE 802.17工作组制定的RPR技术，吸收了吉比特以太网的经济性、SDH系统50ms环保护特性。

RPR采用类似以太网的帧格式，结合MPLS标记，基于MAC高速交换，简化IP前传。

RPR技术可以支持更细致的带宽颗粒，网络成本较低，可以承载具有突发件的IP业务，同时支持传统语音传送，有比较好的带宽公平机制和拥塞控制机制。

Cisco宽带城域网解决方案汇总思科系统(中国)网络技术有限公司2001-5-31[Cisco Confidential 请注意保密]目录第1章概述1.1宽带网络发展现状及趋势Internet的网络发展已使通信领域发生了巨大的变化。

一方面传统的电信语音业务的发展势头减缓，业务种类单一；另一方面，随着网络应用的不断延伸，宽带数据业务迅猛发展，业务种类层出不穷，给各类电信运营商提供了巨大的机会。

因此，数据业务的增长和发展仍将是竞争的焦点。

对电信运营商来讲，数据业务的网络基础是宽带网络结构。

在国内，各类新型电信运营商都在纷纷建立自己的宽带网络基础设施以抢占宽带数据业务的市场，传统运营商也纷纷构建自己的宽带网络结构。

特别是当前宽带信息网络建设已列为国家重点发展方向，宽带网络建设更是如火如荼。

带宽始终是宽带网络建设所关心的重点。

一方面宽带接入的迅猛发展要求有高的网络主干带宽，另一方面，随着传输技术的不断演进，高带宽的价格越来越低，使开展宽带接入商业运营成为可能。

目前，国内的电信运营商分别有着自己不同的网络基础设施的现状，有的运营商已经拥有自己的SDH和光纤网络，有的则通过租赁或新建自己的SDH或是光纤网络结构来构建宽带网络基础设施。

这些运营商所建的宽带网络大多在 10GB 或更高的带宽以上。

从传输技术的发展来看，始终围绕着如何提高网络带宽的利用率和增加网络带宽的承载。

光纤传输的技术的发展，使得构筑更高级别的宽带网络成为可能。

POS、DPT、DWDM技术的发展为电信运营商的网络建设提供了多种类型的解决方案。

特别是DPT和DWDM技术与IP技术的结合，使得宽带传输技术的发展和宽带网络应用有了紧密结合的接口。

IP over Optical 和IP ＋Optical的技术将会广泛应用在宽带网络的建设中。

1.2宽带网络主要业务概述宽带网络的业务主要是指数据业务。

新型的数据业务和传统的业务有不同的特点，主要体现在如下方面：1.2.1新兴业务网络系统的定义传统的电信运营商用有大量的基于TDM电路的网络，饱受诸般苦恼，如：64k窄带接入的限制、复杂的遗留下来的操作环境、漫长的电路提供周期和业务提供周期。

第1章技术要点及产品介绍1.1技术1.1.1M e t r o D W D M密集波分复用(D W D M)概览本节提供DWDM技术、组件及应用的一个总体概览。

它还介绍了Cisco ONS 15454如何实施DWDM解决方案。

DWDM是一种增加现有光纤基础设施承运容量的技术，消除了安装新光纤电缆的高额成本。

服务供应商目前使用的大多数高速主干网都包括以每秒2.5 GB或10 Gbps运行的光纤链路。

DWDM为利用现有安装光纤获得增加带宽提供一个可伸缩的解决方案。

DWDM以不同波长同时传输多个信号，允许用户就象使用多个光纤一样使用一个光纤。

这种传输方式创造了被称为虚拟光纤的东西。

传送的每一个信号可以采用不同的速率，但是能够使用相同的物理光纤电缆。

D W D M组件基本DWDM系统包括下列组件：精确波长光纤发射器(激光)、光纤复用器和反复用器以及宽带光纤接收器。

DWDM系统的可选组件包括光纤分插复用器(OADM)和光纤放大器。

1.光纤发射器和转发器DWDM系统的光纤发射器为高分辨率精确窄带激光。

这类激光器允许紧密的信道间隔，增加了可以用在1500 nm频带中的波长数量，同时最大限度地减少了信号减损(例如耗散)的影响。

光纤发射器最大限度地减少了功率损耗，允许远程发射，并提供高度的信号完整性。

这些激光器允许使用光纤放大器，提高了延长距离的信号强度，与采用电子放大器相反，消除了重新生成各个光纤信号的需求。

大多数激光器系统的设计带有遵循ITU-T的波长频率，能够实现简化的互操作性和更加简单的组件选择。

发射器的一个主要组件是转发器，它通过光-电-光(OEO)转换将宽带光纤信号转换成特定的波长。

转发器或波长转换器是DWDM系统的可选设备，提供光纤波长向精确窄带波长的转换。

这种转换能使路由器、ATM交换机或其他没有配备精确窄带激光器的设备复用到单一光纤上。

2.光纤放大器光纤放大器用于增强光纤信号，以便最大限度地减少源自通过光纤发送光脉冲的功率损耗和衰减的影响。

网络现状和业务需求分析城域网体系结构设计网络结构和路由典型的优化后城域网网络结构骨干网2个核心/出口路由 器 5个汇聚路由 器 接入路由器 SR BRAS SR BRAS SR BRAS SR BRAS SR BRAS5个全业务 POP非POP BRAS2层汇聚 2层接入交换机 交换机 交换机 DSLAM DSLAM DSLAM 交换机 DSLAM 交换机 DSLAM 交换机 交换机 DSLAM DSLAM高质量接入网络平面以太交换/MSTP/RPR普通接入网络平面大客户接入交换机大客户OPT-2203 © 2005 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.同城互连用户11Cisco Confidential网络结构设计要点-可扩展性• 网络分成IP城域网和宽带接入网，实现2层网络和3层网络的 清晰分离 • 中型城域网的IP城域网应具备2个核心节点和4-5个全业务 POP • 全业务POP由处于同一物理位置的汇聚路由器，业务路由器 SR和BRAS组成 • 宽带接入网由汇聚交换机和接入交换机/DSLAM组成 • 无论是2层的汇聚层还是3层的汇聚层都是一个中型、大型城 域网具备良好扩展能力的前提条件OPT-2203© 2005 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.Cisco Confidential12网络结构设计要点-3层可扩展性• 如果没有一个独立的3层汇聚层，势必造成所有的接入层设 备包括SR,BRAS,组播业务网关，安全网关，其他业务网关 等直接接入核心出口路由器，可能造成光纤资源的不合理的 利用和核心路由器过多的连接，造成网络扩展性差 • 更重要的是，一旦接入层需要扩容或改造（如增加新的业务 网关），就很可能同时对核心路由器进行扩容，牵一发而动 全身，影响全局 • 如果有独立的3层互聚层将核心节点和接入路由器隔离，且 将会聚路由器和本地的各种接入路由器形成全业务POP,接 入路由器的增加或改造都是POP点内的改动，是局部问题， 扩展性好，并将风险降到最低 • 接入路由器到核心路由器之间的多条路径应是等价路径，便 于实施负载分担OPT-2203 © 2005 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.Cisco Confidential13网络结构设计要点-2层可扩展性• QinQ技术的采用使2层网络突破了4096 VLAN的限制，并实现per user per VLAN的用户身份与接入端口的绑定 • 在为用户提供TLS业务时，也必须使用QinQ技术保留用户内层VLAN信 息 • 因此，QinQ是2层可扩展性的关键技术之一 • 保证2层可扩展性的另一个重要元素是2层汇聚交换机，汇聚交换机的端 口扩展能力远高于BRAS,且成本低 • 采用DSLAM直连BRAS的方式，表面上可以解决VLAN数的限制，但需 要较多的光纤资源和较多昂贵的BRAS端口，开通率较小的局向容易造 成浪费，同时因BRAS端口有限，造成扩展性差 • DSLAM直连BRAS无法使用QinQ，造成BRAS有的端口终结QinQ,有的 不终结QinQ,人为造成管理上的混乱OPT-2203© 2005 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.Cisco Confidential14网络结构设计要点-网络的健壮性和设备的分工合作• 网络的良好的健壮性和强大的支持多业务的能力取决于合理的网络结构设计和网 络设备合理的分工合作 • 网络设备各司其职，不过分依赖某类设备，才能使网络的风险降到最小 • 3层核心节点，用于核心转发，为汇聚层提供高速的连接（最好为2.5G pos),同 时负责出口路由器的任务，完成城域网出口的路由策略，进出数据包的安全过 滤，进出的QoS策略等，一般不兼任接入和汇聚层功能 • 3层汇聚节点是扩展3层网络的关键，起着承上启下的作用，是全业务POP内的 核心 • 3层接入设备主要包括SR和BRAS BRAS主要负责个人用户PPPOE流量的处理； SR主要负责企业客户以太网专线，2层VPN, 3层VPN等业务，同时还可兼 任组播网关的职责，服务于IPTV等业务； 在组播业务的规模达到一定程度时，可建立专用的组播网关； 其它业务网关根据需要设定； • BRAS不能兼任PE的理由，BRAS是为PPP优化而非为PE优化，不能让个人用 户的流量影响企业客户； BRAS不能兼任组播网关的理由，BRAS组播性能和功 能有限，IPTV属于高品质服务，不应和一般上网业务共享平台，更不能通过 PPP进行组播复制；不能在同一vlan同时使用pppoe和dhcp的理由， pppoe和 dhcp都会用到广播，并走CPU路径，会相互影响，易受ddos攻击，有安全隐 患。

城域网技术概述Cisco Metro IP解决方案正在帮助服务供应商突破传统SONET/SDH 基础架构的限制——利用IP的强大功能，满足新一代节点内（Intra——POP）和交换点（Exchange Point）应用不断增长的带宽和业务需求。

ISP系统——ISP SystemsCisco Metro IP解决方案正在帮助Internet服务供应商突破传统SONET/SDH 基础架构的限制——利用IP的强大功能，满足新一代节点内（Intra——POP）、交换点（Exchange Point）和服务器库/存储应用不断增长的带宽和业务需求。

目前，Cisco 7200/7500和Cisco 12000系列以及Cisco ONS 15194 IP传输集中器均可提供ISP解决方案，适用于622Mbps/2.5Gbps环境。

这些解决方案可随时扩展到10Gbps甚至更高。

地区城域系统——Regional Metro Systems利用OC—48/STM—16和OC——12/STM——4速度的Cisco 12000互联网路由器及动态分组传输(DPT) 技术，Cisco 可提供旨在将互联网和IP的强大功能应用到城域中的地区城域系统。

地区城域解决方案可用于支持IP传输(通过裸光纤、WDM及SONET/SDH)、有线MSO及企业/园区MAN 网络系统。

城域接入系统——Metro Access SystemsCisco 公司通过Cisco 10722系列产品提供独特的Metro IP接入解决方案，帮助服务供应商利用互联网边缘的强大功能、通过直接以太网连接为多住户用户提供城域接入网IP业务，同时为他们提供边缘可编程性。

Cisco 城域IP解决方案的经济性∙概述∙简介∙城域分级体系∙联网方案∙结果∙关于SONET/SDH和RPR/DPT的结论∙结论∙附件A：启用光纤∙附件B：对比RPR与传统SONET/SDH技术∙参考文献概述传统的城域网基础设施在支持IP业务方面效率低下。

Cisco 光城域网技术白皮书概述客户局域网速度的提高和复杂性的增加，要求服务供应商在为客户站点提供新型高带宽服务的同时，改善其现有的服务质量。

服务供应商面临的商业挑战是：在寻找一种途径来满足客户的各种要求的同时，能从可实现赢利增长的新投资中获得快速回报。

城域边缘联网解决方案城域边缘网络将用户连接到更广的公共网络中。

这里我们强调的是服务的多样性和客户的反应。

客户局域网速度的提高和复杂性的增加，要求服务供应商在为客户站点提供新型高带宽服务的同时，改善其现有的服务质量。

服务供应商面临的商业挑战是：在寻找一种途径来满足客户的各种要求的同时，能从可实现赢利增长的新投资中获得快速回报。

客户局域网（LAN）通过办公楼、园区和路边的业务接入点来连接。

LAN逐渐超越了其名义上的局域性，因为LAN可以通过公共网络中的高速服务连接很多站点。

对于企业客户来讲，他们最关心的是是否有一种可负担得起的高速服务，能满足他们的全面通信需求。

Long Haul/Extended Long Haul-长距离/超长距离思科光设备产品包括针对于企业接入点的多业务生成平台（MSPP）、城域边缘和局间设备。

思科COMET MSPP支持DS1，DS3，EC1，OC-3/3c，OC-12/12c，OC-48/48c，和OC-192/192c TDM 业务，以及非TDM服务，范围从10/100-Mbps直到吉比特和10吉比特以太网。

可以根据企业的任何要求，满足具有企业系统连接（ESCON）、光连接（FICON）、光通道和其它连接要求的存储区域网络（SAN）的所有需求，同时还可满足话音、视频、LAN数据流量的需要。

服务供应商可将MSPP应用于整个网络中，并可通过添加一块相关接口卡来升级任意服务，来降低库存、维护和培训成本。

城域光联网解决方案用于业务连续性、存储整合和多业务集成的城域光联网城域光网络的应用思科城域网用于业务连续性、存储整合和多业务集成的城域光联网互联网和企业商务应用的迅猛增长对全球企业和服务供应商网络提出了巨大的需求。

新思维 Internet 接入多功能网关 SNE-702 技术白皮书新思维 Internet 接入多功能网关 SNE-702 是为解决学校、酒店、宽带社区和企业等网 络接入及访问控制，提升用户网络应用效能而设计。

SNE-702 针 对 目 前 一 般 小 型 设 备 可 实 际 带 的 电 脑 数 不 足 以 及 线 路 不 稳 定，网 络 慢 等 问 题 提 出 最 佳 解 決 方 案 ，同 时 支 持 虚拟专用网（VPN）和带宽管理（QoS）等各 种 网 络 应 用 ， 可以对内部人员使用互联网 的情况进行有效的管理和控制，提供细粒度的访问控制及 安 全 管 理 等 ，提 供 更 安 全 、更 快 速 又 具 弹 性 的 网 络 连 接 与 管 理 ， 并可满足用户上网即插即用的需要。

SNE-702 采用软硬一体化设计，不仅具有丰富的功能，有很强实用性，而且界面友好、 操作简单，是用户上网的最佳伴侣。

TMTM■功能1.Internet 接入 当前用户的互联网接入方式多种多样，如 ADSL 拨号，LAN 接入等。

SNE-702 支持静 态、动态、ADSL-PPPoE 和 ADSL-PPTP 等连接方式。

用户既可采用拨号方式通过此设备连 上互联网，也可通过静态指定或动态获取 IP 地址的方式接入。

2.网线自动转换 SNE-702 可自动转换交叉、直连网线。

用户能使用交叉或直连网线将交换机或电脑连接 上设备，SNE-702 会自动转换。

3.DHCP IP 地址是用户上网必不可少的，必需由用户指定有效的 IP 地址或有设备为上网用 户分配。

SNE-702 可配置为 DHCP 服务器，为用户的内网机器分配 IP 地址，网关及 DNS 地址等。

当内网机器的 IP 地址设置为自动获取时，可获取由此设备作为 DHCP 服务器分配 的 IP 地址。

4.IP 地址与 MAC 绑定 SNE-702 除了具有DHCP 功能外， 还可实现分配的 IP 地址与 MAC 绑定， 即给特定的 MAC 地址分配固定的 IP 地址。

IP城域网业务IP城域网业务就是基于覆盖整个城市光纤化的IP宽带通信平台，通过中国宽带互联网（CHINANET）在城市内各个角落的延伸，使政府机关轻松构建电子政务系统、使企业占尽电子贸易的先机、使市民能够享受到前所未有的宽带化生活的业务。

它上联国际互联骨干网、下接信息化大厦和小区，连接国际互联网(INTERNET)的带宽高达10M、100M、1000M。

用户使用通行全球的公用IP地址，便可实现高速上网、视频通信、企业高速互连等各种宽带应用。

一、功能●向用户提供国际互联网上网接入服务。

●提供10M、100M、1000M的接入速率选择。

●为用户提供方便的接入手段，并提供公用IP地址。

●支持各种网上宽带应用。

二、性能特点●技术先进、扩展性强：利用当今世界最新的网络技术和设备，采用纯IP技术组成的网络，在传输上采用光纤直连的方式实现各个路由器的高速连接，能跟随技术的进步不断推出新的业务和服务项目。

传输速率高：采用高速传输技术和千兆以太网技术，并且光纤、网线到用户桌面，使用户可获得10M、100M甚至1000M的传输速率。

充足互联网出口带宽：依托中国电信所拥有的充足的互联网出口带宽（占全国总带宽的80%以上），保障了用户能真正地高速接入国际互联网。

●可快捷访问丰富的网上信息资源:目前我国绝大多数的信息服务平台都是直接与中国电信网络相联，更便利于IP城域网用户访问广泛的信息资源。

●安全可靠IP城域网在网络中提供了第二层的VLAN隔离，严格地控制了IP城域网内用户计算机的互相访问，使用户的信息得到可靠的安全保障。

●用户接入简单，投入少IP城域网对用户终端设备配置要求很低、而且费用便宜，可以使用路由器、交换机、甚至普通网卡进行接入。

用户局域网只需将光纤、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IP城域网。

三、接入方式及业务种类IP城域网采取光纤加五类网络线连接的方式实现宽带接入，使用千兆光纤到小区（大楼）中心交换机，使用百兆光纤或五类网络线把中心交换机和楼层交换机以星型网络拓扑结构相连，采用综合布线把楼层交换机端口连接到用户，实现带宽共享。