一种基于波分复用技术的城域网络系统 技术领域 ：
本发明涉及电学领域， 尤其涉及通讯技术， 特别是一种基于波分复用技术的城域 网络系统。 背景技术 ：
现有技术中， IP 城域网作为互联网在城市的延伸， 是一种开放型的综合网络平台， 它能提供话音、 图像、 数据、 多媒体、 IP 接入等业务及各种增值、 智能业务。其网络结构一般 为：
骨干层基于 IP over SDH/ATM 方式或光纤直连， 采用吉比特或太比特线速路由器， 或大容量 ATM 交换机， 提供高速的核心交换功能和快速的路由处理功能， 满足核心网复杂 路由协议支持、 策略分布等方面的需要。
汇聚层主要完成业务汇聚和 IP 交换处理， 是接入层各种接入方式的终结点和 PVC 聚合点。主要采用各类高中端路由器、 L2/L3 交换机， 以及综合接入服务器通过光纤直连方 式将业务收敛及上联。
接入层主要完成用户数据的接入， 提供多种接入方式和设备， 如 ADSL 接入 (DSLAM 和 ATU-R)， HFC 接入 (CMTS 和 Cable Modem)， 以太网交换机， 宽带无线接入系统以及 HPNA 接 入等。
Internet 的多年发展中， 出现了多种 IP 技术组网方案， 如 IP over Fiber( 光纤 上传送 IP)、 IP over ATM( 异步传输模式上传送 IP)、 IP overSDH( 光同步传输模式上传送 IP)， 但是随着网络的发展， 各种技术都表现出不适合现在网络需求的特点， IP over Fibe 由路由器提供保护， 总的建设成本也要比有传送层的方案要高， 且非常浪费光纤及管道资 源。IP overATM 的网络体系结构比较复杂、 传输效率低、 开销损失大 ( 达 25％～ 30％ )， IP over SDH 不适于集数据、 语音、 图像等的多业务平台， 不适合大容量的 IP 传送。
各电信运营商以互联网接入为主发展起来的传统 IP 城域网， 提供尽力而为的服 务 (Best-Effort)， 对于在网络上承载的其他业务， 如 IPTV、 VoIP、 NGN 等不能提供业务所需 的可靠性、 安全性以及 QoS 等， 未来 IP 城域网的发展方向为差别化服务 (Differen-tiated) 及保障服务， 现有 IP 技术已不应未来网络的需要。
2) ： 传统 IP 城域网中每台接入网汇聚层交换机双归到骨干业务层的 BRAS， 骨干层 中每台业务层的 BRAS 都双连到核心层的路由器， 核心层路由器也双归连到骨干层的 CN1/ CN2 路由器 ( 如图 1)。所有接入层的交换机采用单星型拓扑结构上连到汇聚层交换机， 没 有保护路由， 占用大量光纤资源及管道资源。
3) ： 解决宽带业务快速发展的带宽 “瓶颈” ， 目前传统 IP 城域网一根光纤传输的带 宽为 10G， 虽然业界已经推出单端口 40G 的路由器， 但由于造价太高而得不到运用。
4) ： 随着我国城市化进程不断发展， 城域网需要提供业务的范围不断增加， 现有核 心路由器传输距离的受限及长距离板卡的高建设成本不利于发展现有的 IP 城域网光纤直 连模式。发明内容 ：
本发明的目的在于提供一种基于波分复用技术的城域网络系统， 所述的这种基于 波分复用技术的城域网络系统要解决现有技术中 IP 城域网缺少有效保护、 单根光纤传输 最大带宽决于设备端口， 浪费光纤及管道资源的技术问题。
本发明的这种基于波分复用技术的城域网络系统， 由波分复用设备和 IP 城域网 构成， 其中， 所述的波分复用设备以 IP 为核心， 波分复用设备部署在所述的 IP 城域网的核 心、 骨干、 汇聚节点和接入节点， IP 城域网中的路由器直接与波分复用设备波长相连， 所述 的路由器通过波分复用耦合器直接连至波分复用光纤。
进一步的， 从光层上采用 1+1 光通道保护、 二纤双向光通道共享保护环、 二纤双向 光复用段保护环和子网连接保护。
进一步的， 从光层上以采用 1+1 光通道保护、 1+1 复用段保护和基于 OTS 的 1+1 线 路保护， 在电层上提供子波长保护。
进一步的， 通过指定波长作旁路或直通连接在 IP 层完成网络的业务工程。
本发明的工作原理是 ： 将以 IP 为核心的波分复用设备部署在 IP 城域网的核心、 骨 干、 汇聚节点 ( 远期可至接入节点 )， 路由器直接与 WDM 波长相连， 高性能路由器通过 WDM 耦 合器直接连至 WDM 光纤 ( 如图 2)， 为大容量 (80×10G)、 大颗粒 (2.5G 以上 ) 的业务传送和 灵活调度提供了可能。 IP over WDM 系 统 可 提 供 基 于 光 层 的 静 态 光 分 插 复 用 FOADM(Fixed Optical Add/Drop Multiplexer) 和动态光分插复用 ROADM(Reconfigurable Optical Add/Drop Multiplexer) 调度方案 ； 同时 L1 电层支持 GE 业务、 Any 业务和 ODU1 信号的调度， L2 电层 支持基于 VLAN、 Stack VLAN 的 EPL(Ethernet Private Line) 和 EVPL(Ethernet Virtual Private Line) 业务的交换。
对于业务的保护， 可以从光层上采用 1+1 光通道保护、 二纤双向光通道共享保护 环、 二纤双向光复用段保护环、 子网连接保护 ( 跨环保护 ) 等环网保护， 还可以采用 1+1 光 通道保护、 1+1 复用段保护、 1+1 线路保护 ( 基于 OTS) 等链路保护方案 ； 在电层上还可以提 供子波长保护。
本发明提供了一个真正的链路层数据网， 可以通过指定波长作旁路或直通连接， 网络的业务工程可以只在 IP 层完成。由于使用了指定的波长， 结构更灵活， 并具有向光交 换和全光选路结构转移的可能。
本发明和已有技术相比， 其效果是积极和明显的。
1) ： 巨大的带宽承载着大量业务使得宽带 IP 网络的可靠性更为重要， 在 IP 层上， 当使用动态路由协议时， IP 网络本质上具备了自愈功能， 但由于其自愈功能是通过重新选 路实现的， 保护时间的长短取决于路由协议发现链路状态改变所需的时间和路由计算重新 收敛的时间 ( 十般在几十秒左右 )， 对于大部分普通的 IP 应用， IP 层的保护是足够的， 因为 应用瓶颈一般在服务器而不是网络。但是对基于 IP 的实时应用来讲 ( 如 IPTV、 VoIP、 NGN、 3G)， 秒级的时间会严重影响业务质量， 而 IP over WDM 方式的网络， 其自愈保护完全满足电 信级 50ms 倒换时间。
2) ： 发展城域 WDM 光网络不但能为城域 IP 网 / 以太网的发展提供强大的带宽支
撑， 而且在灵活性、 安全性和提高资源利用率等方面与单纯的光纤直连相比都有很大的优 势， 此外利用 WDM 网还可以开展按需带宽 (BoD)、 波长批发、 波长出租、 OVPN、 光组播等新业 务， 实现城域网差别化服务 (Differen-tiated) 及保障服务。
3) ： IP over WDM 可以适应数据业务的不对称性， 不同波长上的数据速率可以不 同。成环系统中， 光纤环的两侧都能使用， 使路由可获得全部带宽， 在传突发数据时就不需 要缓存， 也不会有分组丢失。只有当光纤断裂时才会发生分组丢失。同一环内有工作光纤 和保护光纤， 保护光纤中的闲带宽在业务高峰时也可用来传数据， 不会引入抖动、 时延或分 经丢失。恢复工作在 IP 层而不在物理层上完成。在光纤断裂对抖动和时延敏感的实时业 务可给以高的优先级。使用工作光纤和保护光纤的另一忧点是可以建立 “直通” 或 “旁路” 波长。
4) ： 本发明对传输码率、 数据格式及调制方式透明。可以传送不同码率的 ATM、 SDH/Sonet 和千兆以太网格式的业务。 可以与现有通信网络兼容， 还可以支持未来的宽带业 务网及网络升级， 并具有可推广性、 高度生存性等特点 附图说明 ：
图 1 是本发明一种基于波分复用技术的城域网络系统的网络拓扑图。 具体实施方式 ：
实施例 1 ：
如图 1 所示， 本发明一种基于波分复用技术的城域网络系统， 由波分复用设备和 IP 城域网构成， 其中， 所述的波分复用设备以 IP 为核心， 波分复用设备部署在所述的 IP 城 域网的核心、 骨干、 汇聚节点和接入节点， IP 城域网中的路由器直接与波分复用设备波长相 连， 所述的路由器通过波分复用耦合器直接连至波分复用光纤。
进一步的， 从光层上采用 1+1 光通道保护、 二纤双向光通道共享保护环、 二纤双向 光复用段保护环和子网连接保护。
进一步的， 从光层上以采用 1+1 光通道保护、 1+1 复用段保护和基于 OTS 的 1+1 线 路保护， 在电层上提供子波长保护。
进一步的， 通过指定波长作旁路或直通连接在 IP 层完成网络的业务工程。
本发明的工作原理是 ： 将以 IP 为核心的波分复用设备部署在 IP 城域网的核心、 骨 干、 汇聚节点 ( 远期可至接入节点 )， 路由器直接与 WDM 波长相连， 高性能路由器通过 WDM 耦 合器直接连至 WDM 光纤 ( 如图 2)， 为大容量 (80×10G)、 大颗粒 (2.5G 以上 ) 的业务传送和 灵活调度提供了可能。
IP over WDM 系 统 可 提 供 基 于 光 层 的 静 态 光 分 插 复 用 FOADM(Fixed Optical Add/Drop Multiplexer) 和动态光分插复用 ROADM(Reconfigurable Optical Add/Drop Multiplexer) 调度方案 ； 同时 L1 电层支持 GE 业务、 Any 业务和 ODU1 信号的调度， L2 电层 支持基于 VLAN、 Stack VLAN 的 EPL(Ethernet Private Line) 和 EVPL(Ethernet Virtual Private Line) 业务的交换。
对于业务的保护， 可以从光层上采用 1+1 光通道保护、 二纤双向光通道共享保护 环、 二纤双向光复用段保护环、 子网连接保护 ( 跨环保护 ) 等环网保护， 还可以采用 1+1 光通道保护、 1+1 复用段保护、 1+1 线路保护 ( 基于 OTS) 等链路保护方案 ； 在电层上还可以提 供子波长保护。
本发明提供了一个真正的链路层数据网， 可以通过指定波长作旁路或直通连接， 网络的业务工程可以只在 IP 层完成。由于使用了指定的波长， 结构更灵活， 并具有向光交 换和全光选路结构转移的可能。
利用 WDM 设备部署城域 IP 网， 可以提供 SDH/SONET、 POS、 ATM、 Ethernet、 SAN、 OTN、 视频及其他等多种业务的传送， 满足不同消费者对不同业务、 不通要求的需求。