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根据网络规模的大小可以把网络划分为局域网、城域网和骨干网。其中几台计算机连接起来,互相可以看到其他人的文件,这叫局域网,整个城市的计算机都连接起来,就是城域网,把城市之间连接起来的网就叫骨干网。
1. 骨干网架构及其网络设备
以中国联通网络架构为例,骨干网分为 China169 骨干网、IP 承载 A 网和 IP 承载 B 网。如图 1.所示。
图 1. 网络架构
其中 China169 骨干网主要承载固网的数据业务,IP 承载 A 网承载的是固网的语音业务,IP 承载 B 网承载的是移动用户的数据和语音业务。
除了中国联通的骨干网,国内的骨干网还包括中国公用计算机互联网、中国金桥信息网、中国联通计算机互联网、中国网通公用互联网、中国移动互联网、中国教育和科研计算机网、中国科技网、中国长城互联网、中国国际经济贸易互联网等等。
骨干网层面,又可分为三层:核心层、汇聚层和接入层,另外核心层还连接有国际出入口层、互联互通层。通过骨干网的三层结构把全国六百多个城市连接在一起。以中国电信额 ChinaNet 骨干网为例,来展示骨干网的拓扑结构。
图 2. 中国电信 ChinaNet 网络骨干拓扑之核心层和汇接层
图 3. 中国电信 ChinaNet 网络骨干拓扑之汇接层和接入层
其中核心层、汇接层和接入层的设备分别包括:
核心层(C):超级核心:北京、上海、广州普通核心:天津、西安、南京、杭州、武汉、成都核心节点间 Full-Mesh 连接,负责各省份间信息交互,超级核心还负责与国内其他运营商、国际访问的流量交互汇接层(D):北方省份落地设备,南方省份省网汇聚设备各省份双方向上联,分别连接到一个超级核心和一个普通核心节点,部分省份三方向上联
接入层(A):未完成扁平化的省份还有地市接入层设备,用于接入省内城域网
通过国内互联互通层与其它运营商互联和流量互访,国内互联互通层如图 4.所示,
图 4. 中国电信 ChinaNet 网络骨干拓扑之三
国内互联互通层:
在北京、上海、广州三个超级核心设有互联互通设备(E 路由器) ,互联互通设备(E 路由器)直接连接在超级核心 C 路由器,ChinaNet 通过互联互通设备与部分其它运营商互联和流量互访
通过国际网间互联层,与世界上其他运营商互联和流量互访。
图 5. 中国电信 ChinaNet 网络骨干拓扑之三
国际网间互联在北京、上海、广州三个超级核心下挂国际网间互联设备(X 路由器) ,ChinaNet 通过 X 路由器与世界上其他运营商互联和流量互访。
骨干网的设备路由器技术处于路由器技术的金字塔的顶端,骨干网路由器的开发和生产更加的复杂,对于技术水平要求也更高。常见的骨干网路由器包括华为的 CX6620、NE5000E 和 CISCO 的 ASR 9000 系列。
图 6. 华为骨干网路由器
图 7. CISCO 骨干网路由器
2. 城域网架构及其网络设备
骨干网下一层的网络为城域网,
图 8. 城域网的网络架构
城域网设备包括 CR、SR 和 BRAS,它们的功能分别为:
- 核心路由器(CR)主要负责对业务接入控制点设备进行汇接,实现城域网内流量汇聚,并提供城域网到骨干网的流量转发。
- 宽带接入服务器(BRAS)主要实现宽带拨号和专线接入互联网网关、组播网关功能,也可以实现 MPLS PE 功能。
- 业务路由器(SR)主要实现大客户专线接入互联网网关、 MPLS PE 和组播网关功能。出口路由器上面链接骨干网。
CR 设备采用骨干网级别的网络设备,如华为的 NE5000E 和 CISCO 的 ASR 9000,BRAS 和 SR 设备性能要求比低于骨干网设备,设备包括华为 NE40E、ME60 系列设备,中兴 M6000-8 系列设备和诺基亚贝尔 7750-SR 系列设备。
图 9. 华为 NE40E 系列设备
图 10. 华为 ME60 系列设备
图 11. 中兴 M6000 系列设备
图 12. 诺基亚贝尔 7750 SR 系列设备
3. 宽带接入网及其网络设备
用户终端通过 PON 技术接入到城域网,如图 13 所示。关于 PON 技术在前期的文章中《PON 技术原理与应用》已有详细的介绍。
图 13. 用户终端通过 PON 技术接入城域网
PON 由光线路终端(OLT)、光合/分路器(Spliter)和光网络单元(ONU)组成,采用树形拓扑结构。OLT 放置在中心局端,分配和控制信道的连接,并有实时监控、管理及维护功能。ONU 放置在用户侧,OLT 与 ONU 之间通过无源光合/分路器连接。PON 组成结构如图 14 所示
图 14. PON 组成结构
图 15 展示了一种 PON 技术的使用场景,FTTB+LAN PON 网络接入模式,是采用一点对多点的接入模式,即多个小区至汇接局可共享 1 芯主干纤芯(接入到汇接局 OLT 设备同一 PON 口下)。在小区就近接入点(或就近光交接箱)安装分光器,并通过小区光缆将各楼道的 ONU 设备接入网络。
图 15.采用 PON 技术实现光纤到楼的应用实例
常见的 OLT 设备包括华为的 MA5800 设备、中兴 C200、C220、C300 系列产品,
图 16.华为 MA5800 设备配置
图 17. 中兴 C300/350 设备配置
图 18. 烽火 AN5516-01 设备配置
4. 移动通信数据回传 IP-RAN
移动通信的发展,经历了 2G、3G、4G 的发展历程,数据业务迅猛增长,无线频谱频率持续增高,网络覆盖不断减小,移动通信需要增加更多数量的基站以保证覆盖。网络技术的发展对于带宽要求越来越高,传动的移动通信数据回传技术 SDH/MSTP 已明显无法满足 LTE、5G 网络对于大带宽网络的需求。新一代的基于 IP 的 IPRAN 分组传输承载技术应运而生。IPRAN 综合接入网技术用于移动互联网建设,在拓展性、承载率、多点通信支持等方面具有更为显著的优势,不仅可以满足移动端网路无线数据流量的增长,还能够实行城域网网关的统一化管理。IPRAN 网络架构如图 19.所示,
图 19. IPRAN 网络架构示意图
IPRAN 分为核心层、汇聚层与接入层三层,核心层 RAN-ER 直接与 MME 或 IP 骨干网相连接;汇聚层由 B 类设备组成,用于接入汇聚 A 类设备;接入层由连接基站的 A 类设备组成。应用于 IPRAN 的设备包括华为的 CX600 和 ATN 系列产品,如图 20 和 21 所示。
图 20. 华为 CX600 系列产品
CX600 综合业务承载路由器聚焦移动承载网络需求和发展开发的一款路由器产品,主要应用在移动承载网络的汇聚层,和 NE40E 列、 ATN 系列配合组网。
图 21. 华为 ATN950B 设备
ATN 系列产品是定位于城域网络边缘、面向多业务接入的盒式设备。ATN 系列产品与 CX600 系列产品共同构建端到端 FMC 综合承载的路由型城域网络,提供面向 2G/3G/LTE 的移动承载和大客户专线承载方案。
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