宽带ip城域网组网设计毕业设计(编辑修改稿)

宽带ip城域网组网设计毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

的端口密度和端口种 类 :扩 大核心 层节 点的 业务 覆盖范 围 ； 汇 聚接入 节 点，解决接入 节 点到核心 节 点 问 光 纤资 源 紧张 的 问题 : 实现 接入用 户 的可管理性，当接入 层节 点 设备 不能保 证 用 户 流量控制 时 ，需要由 汇 聚 层设备 提供用 户 流量控制及其他策略 管理功能。 此外，除基本的数据 转发业务 外， 汇 聚 层还 必 须 能 够 提供必要的服 务层 面的功能 ， 包括 带宽 的控制、数据流 QoS优 先 级 的管理、安全性的控制、 IP地址翻 译 NAT、数据流流量整形等一系列的功能。 汇 聚 层节 点的数量和位 贵 的 选 定与当地的光 纤 和 业务 开展状况相关， 一般在城市的远 郊和所 辖县 城 设 啻 汇 聚 层节 点 :核心 层节 点与 汇 聚 层节 点采用星形 连 接， 在光 纤 数量可以保 证 的情况下每个 汇 聚 层节 点最好能 够 与两个核心 层节 点 级连。 毕业设计（论文） 5 接入 层 接入 层 网 络负责 提供各种 类 型用 户 的接入，在有需要 时 提供用 户 流量控制功能。 接入 层节 点的 设 置主要是 为 了将不同地理分布的用 户 快速有效地接入骨干 节 点。 接入 层节点可以根据 实际环 境中用 户 数量、距离、密度等的不同，设 为 一 级 或 级联 接入。 由于用户 端 设备 端口需求量 较 大，因此要求接入 设备 要有 优 良的性价比。 当前用于提供 宽带 接入的方式主要有 xDSL、 Cable Modem和光 纤 +LAN等技 术。 其中， xDSL适用于零散分布用 户 或不 计 划改造 现 有双 绞 布 线计 划的小区、大厦用 户 ，并可作 为信息化大厦小区建 设 的 补 充接入方式 :光 纤 +LAN方式主要适用于用 户 密集的住宅小区和商 业 大厦。 宽带 IP 城域网分 类 宽带 IP城域网按 规 模可分 为 特大型、大型、中型、小型四种 类 型，如表 21。 表 21 宽带 IP城域网分 类 宽带 IP 城域网优化的意义 [7] 宽带 IP城域网网 络优 化的主要目的是在 现 有城域网 络 的基 础 上 进 一步提高网 络 的性能、网 络 的可用性、安全性和可 扩 展性，使 宽带 IP城域网能 够 更好地 满 足用 户 的需要，为 用 户 提供 优质 的服 务 ，从而 进 一步提高运 营 商的市 场竞 争力。 一 、 对 IP城域网 实 施 优 化，使 IP城域网具 备 更好的 扩 展性 IP 业务 和用 户 的需求在不断变 化之中，原来 规 划的网 络 不可能永 远满 足不断 发 展的 业务 需求。 通 过对 IP城域网 实 施优 化。 确 评 估网 络 承 载 能力和 业务 需求，及 时发现 潜在的网 络扩 展 问题 ，才能根据 实际情况不断修正网 络扩 展方案，使网 络实现 平滑 扩 展。 二 、 对 宽带 IP城域网 实施 优 化 ，有 利于 宽带 IP城域网 资 源的合理使用 ，宽带 IP城域网 资源的合理配 备 和有效使用是提高城域网投 资 放益比的一个重要的方面。 在 宽带 IP城域网的建 设 与 业务发 展 过 程中，通 过 持 续实 施城域网 优 化工作， 对 网 络 运行情况 进 行深入了毕业设计（论文） 6 解和分析， 对 网 络资 源利用率 进 行 评 估，可以及 时发现 网 络资 源 调 配的不合理使用或 过度使用情况，从而 实现调 整 优 化网 络结 构、合理配 责 网 络设备 、充分挖掘网 络 潜力、提高 对 现 有网 络资 源利用率以及提高投 资 效益的目的。 三 、 对 宽带 IP城域网 实 施 优 化、 有利于 对 宽带 IP城域网性能分析和 结 构 进 行 优 化通 过对IP 城域网的 优 化， 对 城域网 络 中各种参数、网 络 流量的采集和分析，将有利于更全面、深入地了解网 络 运行 现 状，并根据城域网网 络 流量分布状况，合理 调 配 资 源 ： 另外，可以 预测 网 络 故障以及 业务 量增 长趋势 ， 为 科学的 规 划 设计 提供可靠的参考依据。 设计 提出背景 随着社会 经济 和技 术 的 发 展，人 们对 通信的需求在 发 生深刻的 变 化， 宽带 化、数字化、无 线 化、 综 合化、个人化成 为发 展的 趋势。 以 语 音 业务为 主体的整个 通信 产业 正 处在一个整体 转 型的关 键时 期。 业务发 展主要有四大 趋势 ： 一是以 电话业务为 主向数据 业务为 主 转 移，表 现 在数据 业务 量超 过电话 、 话 音的 IP化、数据收入增 长 迅速 ； 二是由单 一媒体向多媒体 转 移，表 现 在家庭 娱乐 需求、政府信息化需求、企 业应 用等向集声音、文字、 图 像、 视频 于一体的多媒体化 发 展 ； 三是 业务 呈 现 个性化、全球化、泛在性，表现 在 变 技 术驱动为 市 场驱动 、定制化 业 需求增加、端到端的全球性服 务 、无所不在的服务 ； 四是 电 信服 务 与信息服 务 的融合，表 现 在内容服 务 己 经 成 为 最具活力的 业务 、市 场需求从 简单 通信到集成服 务 的 变 化、价 值链 的 拉 长 等。 从整体网 络 的 发 展 趋势 来看，目前 业 界己普遍达成共 识 ，主要是向 宽带 化、分 组 化、融合化、智能化的网 络发 展。 随着 IP网 络 的广泛 应 用， IP 网 络 逐步成 为 未来网 络 融合的核心，国内各大 电 信运 营 商都把建 设 面向 IP业务 的基 础 网作 为 其网 络 建 设 的重点。 城域网是 IP网 络 建 设 中非常重要的一个 环节 ，当前的城域网不但要 实现 互 联 网上网 业务 的接入， 还 要 实现 IPTV、 语 音、大客 户 等多种 业务 的接入。 面 对 多种 业务 的接入需求， 宽带 IP城域网同 样 面 临 着网 络转 型。 电 信 业务 IP化的 发 展，推 动传统电 信 业务 通 过 IP网 络 来承 载 ，客 户 以及 业务 均 对 运营 商的 IP 城域网提出了新的要求 :城域网路由化、接入差异化、 业务 多 样 化、网 络层 次化。 由于原有网 络设备 和网 络结 构存在的不足， 仅 依 赖传统 城域网是不能完全解决 业务发 展的需求。 为 了 满 足不断提升的用 户带宽 、更加精 细 的服 务质 量以及更全面的 业务 开展， 对现 有城域网的网 络优 化或改造 势 在必行。 作 为 承 载业务 且直接面向用 户 的城域网，其 对 用 户 的覆盖率、 业务 支撑能力及网 络 的 扩 展性是体 现 运 营 商 竞 争 实 力的关 键 指 标 ，同 时 也是 电 信网 络 的投 资 重点。 城域网如何 发 展，各大运 营 商都在探索研究，找出合适的网 络 建 设 模式，去 满 足更 细 分的用 户 需求，将通信网 络 的 价 值 更加充分的体 现 出来，毕业设计（论文） 7 城域网的改造和升 级 是运 营 商 长 需要面 对 的 课题。 毕业设计（论文） 8 3. 宽带 IP 城域网关键技术 城域网（ MAN） 业务需求快速增长，网络结构、协议和技术在经历彻底的改变。 波分复用（ WDM） 的出现、高速光连接的增加以及话音和数据的融合，都在推动现有网络结构的变革。 另外， MAN 服务提供商的竞争与 WAN 是不同的，新一代的运营商没有传统网络设施的束缚。 早期 MAN 是由 TDM 光纤环网组成。 90 年代中期， ATM 成为建设 MAN 的主导性技术。 这是由于 ATM 被认为是可以融合数据、语音和图像的技术，而且 ATM 可以和 SDH 环网很好地适应。 但以后发生了很多变化， SDH 网络的建设和维护一直很昂贵，基于 SDH 的带宽速率等级并不适合连接单个用户， ATM在高速数据通信中的应用也没有得到广泛认可。 城域网面临最深刻挑战是 Inter 业务呈指数级增长，除了每月数百万新加入的用户，Inter 上的应用（如多媒体正在越来越多地被使用 ） 对带宽的需求也越来越高。 Cable modem 和 DSL 的出现给了用户更快的接入速度，使他们可以使用更多的宽带网络应用。 业务融合是另外一个推动城域网发展演变的主要因素。 传统的城域网主要是为话音业务优化建 设的，它没有考虑到数据业务会变得如此之大。 现在，数据业务已经成为主要的业务类型，这就需要一个优化的网络将数据、话音和图像业务无缝地融合在一起。 城域网的变革给那些没有传统网络束缚的运营商提供了很好的机会。 直到不久前，企业用户还必须依赖传统的电信服务提供商，通过租用 T T OC3 或其他速率的电路在 MAN 中传送数据。 通常，提供这种电路需要很长的等待时间，基于流量的资费非常昂贵，而且将 LAN 中的以太网协议转换成 MAN 中的 ATM、 SDH 或帧中继协议会带来额外的开销。 由于以太网作为 LAN 中事实上的标准，企业用户希 望使用同样的协议实现和 MAN的无缝连接，而不需要与 ATM 和 SDH 进行转换。 因为这样不但可以大大简化网络拓扑结构，而且使网络变得更容易扩容和维护。 这对于新的 MAN 服务提供商是很好的机遇，因为可以利用基于千兆以太网 （ GE） 、为数据业务优化的网络来满足这些用户的需求。 通过对 GE 能力的加强，这些新的网络可以提供灵活的数据业务，同时提供与 SDH 相当的电路保护、最小时延和带宽保障。 宽带 IP 城域网 网络技术 电信宽带网，从功能和结构上可划分成骨干层、汇聚层、接入层。 在各层中都有多种技术可供运营商选择，这些技 术各有优缺点；一种技术能否生存和发展不仅取决于技术本身，还有市场因素。 毕业设计（论文） 9 宽带 IP 城域 网骨干层技术 及 性能对比分析 千兆以太网技术 （ GE） GE 与以太网、快速以太网兼容，世界 80％以上的网络节点为以太网形式， GE 的实施具有直接、快速和千兆位的特点，设备便宜；传输距离达 100km，可以满足城域网需要。 GE 技术核心为简单提高传输带宽和交换容量；主干可靠性由 TRUNK 技术 （ Cisco 为GEC 技术 ） 提供，耗费端口多，切换时间、网络自愈等方面不能 发挥 光纤网络潜力。 其沿用的以太网机制 CSMA/CD 具 有不确定性，媒质接入取决于概率，缺少优先级机制；业务流量等待时间不定，不适于实时多媒体应用。 虽然资源预留协议 （ RSVP） 提供了基本的 QoS，但公共电信网要求更高级的 QoS，关键是目前许多应用对实时业务不敏感； GE能否成为主流技术取决于市场所需的 QoS 方向。 GE 技术的优势是低价的设备、简单的技术路线 和 以太网、快速以太网兼容的接口。 异步转移模式 （ ATM） ATM 采用 53 字节固定长度的信元 （ Cell） 作为基本传输数据单元，是一种面向连接的传输技术，数据传送前需先建立虚通道，接下去的数据传送将一直沿 着这条虚通道进行。 以信元为传输单元、采用虚通道连接的网络具有良好的流量控制机制和 QoS；减少信号传输时延； ATM 的工作机制使其在实时应用和服务质量分级方面具有不可比拟的优势。 ATM 协议复杂和信头开销多、设备价高、需局域网仿真才能完成信元和数据包间的转换来支持 IP 应用； ATM 可以在本地和广域提供 QoS，但目前企业端到端的 ATM 难以实现 这一点。 技术（ IP over SDH 技术 ） POS 技术将 IP 包直接封装到 SDH 帧中，提高了传输效率；采用高速光纤传输，以点对点方式提供从 STM1 到 STM64 甚至更高的传输速率。 最大缺点是网络呈环状时带宽分配不够灵活 （ 基于点对点传输，且最低速率为155Mbps）。 动态分组传输输技术 （ DPT） DPT 是一种提供 SONET/SDH 传输的可靠性和恢复功能 ， 而无须增加不必要的 IP 业务开销的光传输技术；采用 2 条反向循环的光纤环路同时用于传输数据和控制业务，使用空间复用协议（ SRP） 在分组环上提供分组寻址、分组剥离、带宽控制和信息传输控制等功能； 另外 SRP 环形结构对端口数需求少。 毕业设计（论文） 10 主要优点是动态使用带宽，带宽利用率大大提高，避免点对点连接的限制，减少需要 的端口数。 DPT 也避免 了 ATM 协议的复杂性、信令系统和过高的信头开销，直接支持IP，无须 IP 包的拆分和重组，提高了交换机处理能力，降低了设备价格。 结论 小型、简单的网络 GE 技术组网性价比高；大型、复杂的网络 DPT 组网性价比最高，但此技术仅 CISCO 拥有，未成为标准。 如表 31 所示。 表 31 滑于性能对比分析 指标 DPT POS ATM GE 可靠性 高 高 中 低 弹性和可扩展性 高 高 高 低 带宽使用效率 高 中 中 中 QoS 和 IP 业务 增强 高 高 高 中 性价比 小型网络 低 中 低 高 大型网络 高 高 中 低 宽带接入层技术 [2] 接入层技术复杂、实施困难；应用前景取决于技术发展，也取决于市场需求。 随着 宽带接入新技术、新标准不断出现，已有 的 产品与解决方案有待完善；市场方面，宽带业务（如 VOD、电。