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标题: 宽带IP城域网管理技术及应用 [查看完整版帖子] [打印本页]

时间: 2004-11-25 13:12

作者: zjol 标题: 宽带IP城域网管理技术及应用

王国华朱政南京邮电学院
   　　提要］本文主要介绍了宽带IP城域网的组成结构等概念，对宽带IP城域网的网络管理技术进行了着重研究。

   　　当前，国内骨干网的基本建设完毕使得宽带城域网成为下一个网络建设热点。当前国内宽带城域网的建设刚刚起步，对宽带城域网进行管理还是亟待研究的课题。

   　　1　宽带城域网简介

   　　1.1　宽带IP城域网的概念

   　　宽带城域网是根据业务发展和竞争的需要而建设的城市范围内的宽带多媒体通信网络，是宽带骨于网络在城市范围内的延伸，并作为本地的公共信息服务平台组成部分，负责承载各种多媒体业务，为用户提供多种接入方式，满足各类用户对各种多媒体业务的需求。因此，宽带城域网必须是可管理和可扩展的运营网络。

   　　现在有三种网络正在运营：电信交换网、计算机网和有线电视网。将来的信息网络一一下一代网络（NGN）不可能以上述三种网络之一为基础平台来构建。随着IP技术的发展，将三网融台到统一的IP网络已经成为发展趋势。因此，宽带城域网的发展一定是基于IP的网络，所开展的也是基于IP的业务。

   　　1．2 宽带城域网的接入方式

   　　宽带城域网面对大量的用户，不同的用户对接入速率、服务质量、费用等要求不尽相同，因此对接入方式也有不同的要求。目前能够实现的宽带接入方式主要有以下几种：

   　　FTTx：包括光纤到桌面路边（FTTD）、光纤到家庭（FTTH）、光纤到大楼（FTTB）、以及（FTTC）等。目前成熟的用户端光纤端口能够支持高达10G带宽，可以一劳永逸地解决用户的带宽要求，但资金投入大，对一般用户不适会。FTTx方式一般使用FTTx＋LAN形式，即在光纤的终点连结局域网，用户只需接入本地局域网就可获得10～100M的使用带宽，而且费用比较便宜，是一种比较好而经济的方式。FTTx十LAN方式将是发展的重点。

   　　xDSL：包括HDSL，ADSL，VADSL等，当前主要使用的是ADSL。它在已经广泛铺设的铜缆上采用新的数字解调技术，为用户提供比较高的接入带宽。其优势是可充分利用现有的钢缆资源，技术比较成熟，但是局端投资比较大，传输距离限制在l～5公里以内。

   　　HFC：这种技术适合于在有线电视的同轴电缆线上开展宽带接入业务，但是需要对现有的同轴电缆有线电视网进行双向改造，并且单个节点下用户数目有一定限制。

   　　无线接入技术，如微波接入、卫星通信、固定无线接入（FWA）等技术，这类技术目前应用还不广泛。

   　　以上这些接入技术在实际应用中往往被结合起来使用，并且与网管系统一起组成一个完整的接入系统。

   　　1.3　宽带城域网的结构和业务平面

   　　宽带IP城域网的拓补结构主要有星型、环型等。星型结构在初期建设中占比例较大，优点是组网方式简单，建设初期成本低，但是缺点是中心节点或路由器负担过重，扩容费用高。环型结构城域网一般采用SDH或FDDI等，其优点是规模扩展性好，带宽利用率高，有自愈保护功能，但是缺点是初期投资较大，网络配置和管理比较复杂。

   　　当前网络发展趋势是电信交换网、计算机网和有线电视网的融合，三种网络的结构都有所不同。当三网融会为基于IP的宽带城域网之后，原有的网络结构也要做一定的考虑。

   　　宽带IP城域网的逻辑结构一般分为核心层、汇接层和接入层：

   　　·核心层主要提供高带宽的IP业务承载和交换通道，完成和已有网络（ATM、PSTN、FR、DDN、IP以及有线电视网等）的互联互通，并提供城域网的网络管理、接入、计费和认证等功能，为用户提供各种增值服务。

   　　·汇接层的主要功能是给业务接入节点提供用户业务数据的汇聚和分发处理。接入层的带宽主要为n×2M、155M等，而核心层带宽可达G级，需要在汇接层将用户数据和带宽从小到大、网络拓扑从简单到复杂过渡过去。

   　　·接入层利用多种接入技术，迅速覆盖用户，进行带宽和业务分配，实现用户的接入，接入节点设备完成多业务的复用和传输，利用光纤、双绞线、同轴电缆等连接到用户。

时间: 2004-11-25 13:13

作者: zjol

2　城域网的管理

   　　2.1　城域网管理系统的结构

   　　三网融合中，只有电信交换网有比较成熟的管理系统。城域网管理与电信管理网（TMN）有相同也有不同的地方。TMN自上而下由经营管理层（BML）、业务管理层（SML）、网络管理层（NML）、网元管理层（EML）和网元层（EL）组成。每个管理层均有性能管理、配置管理、安全管理、故障管理和计费管理五大管理功能，由于各层地位不同，管理功能的要求也有差异。城域网的管理系统层次可以参照TMN的结构来构建，城域网的电信网络组成部分可以通过TMN进行管理，通过标准接口与整个城域网的管理系统连接。

   　　2．2　城域网管理的主要方面和技术

   　　城域网管理是保证城域网高效、可靠、安全运行的重要组成部分。在城域网发展建设的过程中，应同步建立城域网管理系统，以满足城域网自身维护管理的需要。

   　　2.2.1　城域网的认证和计费

   　　宽带IP城域网用户的认证和计费方式主要有两种：

   　　·固定用户IP地址

   　　这种情况一般无需进行用户认证，计费方式也比较灵活，可以用包月、按流量或者时间计费等方式，还可以根据不同接入方式和使用带宽收取不同的费用。但是这样存在着地址盗用的问题，解决办法之一是将IP地址与MAC地址或者与路内器、交换机、集中器端口绑定，这适用于用户终端相对固定的情况，当用户加入、离开或者更换时需要与管理员联系。还有一种办法是使用网络监测系统，对IP地址所在的位置和使用情况进行监视，当发现有盗用情况时，可以定位地址盗用者，封闭设备端口等，或采取其它措施。

   　　·动态用户IP地址

   　　在这种情况下先要确认用户身份。目前主要有PPPoE、DHCP＋（动态主机配置协议）、SSO（Service Sign On）等技术。PPPoE既能够实现一个用户与多个远程主机连接的功能，又能够提供类似于PPP的访问控制和计费功能，是一种较成熟的宽带认证技术。DHCP＋是为了适应网络的需要对原DHCP进行了改进，主要增加了认证功能，主要优点是DHCP＋服务器只在用户接入网络前为用户提供配置与管理信息，不会成为瓶颈，并能很容易地应用多播。

   　　对于使用光纤、HFC和无线接入等接入方式的用户，包括原有线电视网改造后接入宽带IP城域网的用户，需要其它认证和计费方式，主要有：一是在原有线电视网、电信交换网（包括ISDN）和移动通信网原有的认证和计费方式的基础上，采用包月或者计时的方式，经过改造后进行用户认证和计费；另一种是用SNMP协议开发基于路由器、交换机或者集中器的认证和计费。这种认证和计费方式适台于具有层次性的接入方式，可以将最底层的叶子子网作为一个单独的计费单位进行计费，子网内的用户在子网内的服务器上认证后接入城域网，由子网内部的服务器进行计费。

   　　2.2.2　城域网的用户管理

   　　宽带城域网上的用户管理除了原数据网已有的营业受理外，还具有高带宽等特点，因此还需具备如下特点：

   　　·业务管理：运营商对用户应用的业务进行统计分析，针对用户的使用特性调整系统，推出更贴近用户的服务类型。

   　　·系统管理：实现参数设置和权限管理等功能，为用户得到满意的服务提供保障。

   　　·用户分析：对用户行为、业务发展、收入情况等方面进行广泛深入的分析，这是运营商经营好宽带城域网的必要条件。

   　　·用户级管理：为每一用户提供单独的服务计单独管理。城域网一般都以用户组的形式进行管理，同一组赋予相同的管理属性。用户级管理一般从企业用户开始。

   　　2．2．3　城域网的其它管理

   　　除了以上的认证计费和用户管理以外，宽带城域网的管理还包括以下方面：

   　　 ·一般网络管理：主要是城域网的配置管理和性能管理等，其管理和相应的业务节点管理有密切的关系，比如原PSTN改造组成的城域网，可以将PSTN原有的网管系统与城域网管理系统协同工作。

   　　 ·设备的集中维护：主要是城域网中使用的各种设备的故障管理，以保证设备使用的完好率，特别是对底层和远端的小容量设备的管理。　　 ·对保证服务质量的支持：通过和其它业务管理系统互联，为保证服务质量提供支持。

   　　 ·支持基于GUI、Web、Telnet等方式的管理，支持SNMP、RMON等网络管理协议。

   　　 ·支持可持续建设的城域网管理体系结构技术。IP技术、接入技术和骨干网的新技术层出不穷，城域网也随之不断发展，城域网管理系统也要随技术的发展而不断发展更新，这就对城域网管理的体系结构等方面提出了很高的要求。

   　　 3 城域网管理的应用实例

   　　笔者曾参与开发过一套iUniNet网络管理系统，已经基本实现了有关宽带城域网管理的主要功能。这套系统主要使用SNMP协议，并对SNMP的Agent功能进行扩展，可以实现一般的网络配置管理和性能管理、设备的集中维护、服务监控以及部分的用户管理，对网络中各主机和服务器的实时吞吐流量、CPU负荷、内存容量、所有存储器的使用率等均可以进行监视，并记录下历史状况，发现不符合正常情况时能够自动发出报警；可以实现绑定IP用户的网络吞吐流量统计和网络使用时间统计，并支持基于GUI和Web等方式的管理。此系统已经在现在上海热线Internet数据中心（IDC）等得到使用。

   　　4　城域网网管发展中存在的问题

   　　从网络管理的角度来看，城域网是比较复杂的网络系统，其管理系统也非常复杂，在将来的发展中还存在一些问题：

   　　 ·如何综合管理宽带城域网多种接入方式：接入方式综合了最多的技术，仅其传送技术就综合了xDSL、SDH、PON、ATM、DLC、HFC、无线接入等。以目前的技术水平，对单一传送技术（如SDH）进行综合管理已经感觉到其技术难度了，对城域网中多层次、多范围、多类型的接入部分，综合管理的困难程度非常大。

   　　 ·如何适应城域网的快速发展：城域网是一个发展很快的网络，新的应用技术不断涌现，而且很难预料将会出现什么样的新技术（特别是宽带应用技术，比如多播）。因此，对城域网的认识、使用和建设方法都有一个变化的过程。对于建设这样一个还会不断变化的网络的管理系统，并保证该网管系统的可持续建设，对网管系统规范的要求很高。

   　　以上的这些问题都需要在城域网网管未来的发展中加以解决。（全文完）

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