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1、口D数字化网络技术武汉有线电视宽带I P 城域网方案设计武汉有线电视台米新英赵文生吴凡l项目背景、目的、意义近年来，世界上先进国家通信领域正在发生着从面向连接的电话交换到基于I P 协议的分组交换的一场深刻的革命。视频数据、音频数据和数字数据以互联网协议I P 规定的包形式在面向非连接的无缝大网上，实时快速、高密度、高质量地双向传输，已成为通信的新模式，这种网络就是宽带I P 网。我国电信业长期以来，主要经营电话，开展X 2 5 ，D D N ， S D N 等数据通信业务时间不长，由于带宽窄，只能以传数通信量不大的数字数据为主，又因价格高，并未形成很大规模。国外的电信商为了在面向连接的传统电
2、信体制下改善语音质量、增加带宽，从拓展业务到传视频数据和音频数据，花了很大的精力来发展A T M 和F R 。但由于传输效率较低、设备昂贵、使用管理复杂，发展不快。自1 9 9 7 年底到1 9 9 8 年春，吉位高速路由交换机进入市场；1 9 9 8 年6 月吉位以太网标准全部颁布以来，宽带I P 网技术已成熟。在既有有线电视光纤资源，又无传统业务包袱的城市有线电视面前，出现了非常难得的历史机遇利用已有的有线电视网的有利条件，直接在它上面建设宽带I P 城域网，可超过尚停留在老业务的电信部门，一步跨入2 1 世纪通信新模式。为了抓住机遇，迎接挑战，由中科院牵头建设的中国高速互联网项目已经国务
3、院的批准，它利用广播电视和铁道部已经铺设的光缆，采用I P D W D M 建设一个全国性的高速宽带I P 骨干网，以解决我国数据通信瓶颈问题，对我国信息业的发展将产生重大的意义。江泽民总书记在1 9 9 8 年1 2 月的中共中央记念十一届三中全会和改革开放2 0 周年的大会上提出：“要善于抓住一切机遇，利用各种有利条件来发展生产力。我们讲发展必须是速度与效益相统一的发展，必须是可持续的发展。”历史机遇稍纵即逝，谁在已成熟的最新技术面前抢先一部于迟疑观望者之前，谁就取得主动。因此，为适应信息化建设的需要，抓住数字通信技术出现的重大突破这一历史机遇，充分挖掘网络资源的潜能，在现有的光纤网上构筑
4、了一个武汉有线电视宽带I P 城域网。为全市各类团体用户及居民用户，广泛提供分等级高质量的运营商级的实时宽带交互多媒体业务，以推动武汉市政治、经济、科技、卫生等各项建设的加速发展，促进新一代数据通信和网络应用技术的开发，为国产新一代数据通信设备和自有知识产权网络技术产品提供试验床，为提高武汉市因特网用户数量，广泛开展宽带数据通信业务提供骨干网支持，真正成为推动城市生产力发展的信息基础设施城市信息高速公路。这种发展是符合党中央所要求的“速度与效益统一”和“可持续发展”原则的。2网络设计原则2 1网络设计标准化网络设计所采用的组网技术和设备必须采用世界上成熟的、先进的、具有标准的主流技术，不能脱离
5、已有的国际标准或即将制定的国际标准，这样才能带动成本的降低和技术的普及，为网络的扩展升级、与其它网络的互联提供良好的基础。2 2技术的先进性和成熟性根据现代通信技术的发展和城域网自身的特点，应该采用国际上先进同时又是成熟、实用的技术，尽量减少技术风险和投资风险。2 3低成本、高带宽1 9 4( 第八届) 全国有线电视综合信息网学术研讨会武汉宽带城域网的建设必须解决传统电信体制下的弊病，提供高带宽、低成本的数字通信服务。 2 4高度的可靠性在设备的选择和关键设备的互联时，应提供充分的冗余备份，一方面最大限度地减少故障的可能性，另一 方面要保护网络能在最短时间内修复。2 5可扩展性武汉宽带城域网采
6、用的网络技术、光缆资源、网络结构的设计都应该具有扩展性，可平滑升级到D W D M 的优化光学系统。2 6可运营性武汉宽带城域网必须同时可以支持各种实际数据业务和多媒体业务，为用户提供量好的高质量的服务。2 7开放性武汉宽带城域网应该是一个面向全市的开放网络平台，各研究机关、大学和企业都可参与技术研究以及网络应用，同时可为国产设备制造进入市场的机会，进而带动以新一代通信技术为主的数字通信产业的发展。2 8良好的管理性能整个网络系统的设备、链路、安全性、数据流量、性能等能得到很好的监视和控制，并可以进行远程管理和故障诊断。3网络设计要求、技术指标3 1网络结构与规模武汉有线电视宽带I P 城域网
7、是D P T 高速路由器和千兆位线速路由交换机直接连接在有线电视裸光纤上而构成的。宽带I P 城域网的拓扑结构如图1 所示。核心骨干网是由位于汉口的网络中心H 和武昌的C 3 ，C 6 ，汉阳的B 2 等4 个一级中心构成的D P T 自愈环网，其它的2 2 个二级分中心可分别接入邻近的一级中心、或直接接入H ，构成具有冗余的多级环形加星形的 二级网。各类团体、大厦、小区的用户接入采用星形连接。图12 0 0 0 年中国有线电视论坛1 9 5 口D 数字化网络技术武汉有线电视宽带I P 城域网规模：一级中心4 个( 包括网络中心) ，二级中心2 2 个，光节点的初期规模：1 0 0 0 个，其
8、中至少3 0 个千兆位口，其它是1 0 0 M 和1 0 l O O M b p s 口；今后可扩至2 0 0 0 个以上，其中1 0 0 个千兆 位口，其它是l O O M 和1 0 1 0 0 M b D s 口。3 2武汉有线电视宽带I P 城域网基本功能A 、网络的带宽：骨干网带宽不少于2 G b p s 二级网带宽不少于1 G b p s 用户接入带宽1 0 1 0 0 1 0 0 0 M b p sB 、武汉有线电视宽带I P 城域网向上以2 一一4 G b p s 带宽与中国高速互联网连接，从而实现与全国各省、市的互联，并实现宽带I n t e r n e t 接入。C 、武汉有
9、线电视宽带I P 城域网可按用户要求，实现与传统电信网、A T M F R 网、F D D I 网的互联。D 、武汉有线电视宽带I P 城域网的用户接入方式主要是I A N 接入，其它各种接人都可实现，如H F C 接人、无线接入等。E 、网络的应用：武汉有线电视宽带I P 城域网应能方便地向全市提供实时宽带交互式多媒体业务，如：高速局域网互连I P 虚拟专网宽带I n t e r n e t 接入会议电视、视频传输、I P 电话等3 3网络的性能A 、网络的性能主要由核心网络设备决定，武汉有线电视宽带I P 城域网上使用的核心设备要求是：已在市场上成熟的线速路由交换设备，并能提供第三方权威性
10、评估机构予以评测的测试数据。B 、设备应满足以下主要性能指标：无阻塞带宽骨干网核心设备的带宽 4 0 G b p s 二级网设备的带宽 2 0 G b p sI P 包转发速率骨干网设备的速率 2 5 M p p s( 6 4 字节短包)二级网设备的速率 1 2 5 M p p s ( 6 4 字节短包) M A C 地址识别能力 1 5 0 0 0支持子路由数 5 0 0 0 0支持的端口种类吉位以太端口( 单模光纤) 、( 多模光纤) 、( 5 0 k m 卡) 、( 1 0 0 k m 扩展器) ；快速以太端口( 单模光纤) 、( 多模光纤) ；F D D I 端口；A T M 端口；P
11、 O S 端口( O C 一3 ，O C 一1 2 ) 。端口密度：骨干网交换设备：吉位端口数2 0 个台百兆位端口数1 2 0 个台二级网交换设备：吉位端口数1 0 个台百兆位端口数6 0 个台C 、提供c o s ( 分类服务) 和Q O S ( 服务质量) 保证：1 9 6( 第八届) 全国有线电视综合信息网学术研讨会D 数字化网络技术分类数6具有拥塞控制、拥塞回避( 流量控制) 、带宽控制、分类、Q o s 路由和信令、策略管理等各种Q O S 保证的实现办法。主要符合R S V P 和8 0 2 1 P q 等标准。D 、网络管理应具有以下网络管理功能：网络拓扑管理、性能管理、事件管
12、理、监控管理、I P 地址管理、认证记费管理、流量管理、安全管理等要求网管系统可运行于任何独立平台，且能够进行二次开发。3 4网络开放性和标准化要求支持相关协议：R I P v l v 2O S P FB G P 4D V M R P v 3R T PR S V PI P X R I PI P X S A PI E E E 8 0 2 3 u 3 z 3 xI E E E 8 0 2 1 d l p l qS N M PM I B I IR M O N ( 4 9 r o u p s ) I G M P v 2D V M R PP D MM O S P FI PM u l t i c a s
13、tR o u t i n gM I B S 等3 5网络安全性和可靠性要求A 、实现用户验证、访问控制、安全监测、安全控制等B 、链路冗余、设备冗余、模块冗余、路由冗余、设备中内存板冗余、电源和散热系统冗余，热插拔。4网络中采用的关键技术4 1D P T 技术D P T ( D y n a m i cP a c k e tT r a n s p o r t ) 技术动态分组传输技术，把具有D P T 接口的路由器直接运行在裸光纤上，提供了一种对带宽的空间复用( S R P ) 技术，使带宽可以进行动态分配，大大提高了带宽的利用率。还由于D P T 的自愈功能，使D P T 网络具有非常快速的保
14、护切换时间，即为5 0 m s 自愈恢复时间，从而不影响向用户提供的业务。4 2Q o S 功能 Q o S 服务质量保证，利用系统中的Q o S 机制，可以帮助网络对各种网络应用和信息类型，进行控制和服务。重要的Q o S 机制包括：加权随机早期检验( W R E D )加权平衡排队( W F Q )I P 优先权基于政策的路由选择资源保留协议( R S V P ) 4 3 基于M P L S 的V P N 技术v P N 虚拟专用网络，是指在公用网络平台上构筑不受地域限制而受到统一策略控制和管理的企业网络。 M P L S 是V P N 标志技术，在这种技术中，采用3 2 位长和V P N 标识符深入到I P 包中，形成一个V P N I P地址，B G P 路由协议可以对V P N I P 地址进行路由寻址，但转发数据包则要求多协议交换技术( M P L S ) 。这2 0 0 0 年中国有线电视论坛1 9 7 口D 数字化网络技术使得服务提供商能够迅速、有效地在同一个网络中建立各种大小的V P N 。5项目实施进度本项目整个建设期为一年，分两期实施，第一期建设骨干网络，时间为半年；第二期为应用设备引进及系统开发，建设期为半年。作者简介米新英女4 8 岁高级工程师，武汉有线广播电视台技术部主任。1 9 8( 第八届) 全国有线电视综合信息网学术研讨会
