什麽是城域網
城域網,即CAN(City Area Network),是在整個城市內建設的大型網絡。城域網的最大特點是快,而且非常地快!壹般情況下,用Modem接入最快速度56Kbps,用ISDN接入最快速度128Kbps(2B+D),用ADSL接入最快速度800Kbps上行、8Mbps下行。企業用DDN接入雖然可以租到幾十Mbps的帶寬,但真正分到個人的帶寬卻太少了。可是在城域網內,每人最低也能分到20Mbps的帶寬且是永久性接入。什麽,不夠快?還不如100M的以太網(Ethernet)快?那是當然,不過這可是在整個城市裏甚至在全國進行通信的速度,還不夠快嗎?
下面談談城域網的架設。
城域網的架設方法多種多樣,目前中國有6座試點城市,他們的架設方法大致相同。城域網是要代替現有速度較慢的PSTN網(就是現在的電話網)作為新的媒介來接入因特網。城域網是在城市內用光纖連接用戶和節點的,城市與城市之間也是用光纖來連接,等於整個網是個光纖網,速度自然快。至於連接到國外的速度嘛,如果出口帶寬不變的情況下,速度應該會快壹點。
目前城域網是個ATM網。ATM(異步傳輸模式)交換采用異步時分復用技術,用戶數據被組合成固定長度的分組,稱為信元,並在ATM網中分時傳送。ATM交換支持不同的傳輸媒體,如:雙絞線、同軸電纜、單模/多模光纖,並提供不同的傳輸速率。可以組建不同規模的網絡,如:局域網(LAN)和廣域網(WAN),同時支持數據、數字化語音/圖像的傳輸。ATM以信元為單位,並在信元中增加了可丟棄標識和優先級,且支持帶寬預約,確保具有實時性要求的數據可以得到優先傳送。同時ATM交換機簡化差錯控制和流控制的功能,使用具有時分交換結構和多級矩陣交換結構的硬件進行信息的存儲和轉發,減少節點處理延時,使得傳輸速率可以達到1Gbps。
光纖是城域網的骨架。光纖是由壹組光導纖維組成的用來傳播光束的、細小而柔韌的傳輸介質。光纖可分為傳輸點模數類和折射率分布類兩種。傳輸點模數類又分為單模光纖和多模光纖兩類。單模光纖傳輸速度快、容量大;多模光纖傳輸速度較慢、容量較小。折射率分布類又分為跳變式光纖和漸變式光纖兩類。跳變光纖的折射率為常數;漸變式光纖折射率隨光纖的半徑增大而減小。與其他傳輸介質相比較,光纖的電磁絕緣性好,信號衰變小,頻帶較寬,傳輸距離遠。光纖通信實際是應用光學原理,由光發送機產生光源,將電信號轉變為光信號,再把光信號導入光纖,在光纖的另壹端由光接收機接收光纖傳過來的光信號,並將它轉變為電信號,經過解碼後再處理。光纖通信系統中起主導作用的是光源、光纖、光發送機和光接收機。從原理上來講,壹條光纖不能進行信息的雙向傳輸,如需進行雙向通信時,需使用兩條或雙股光纖,壹條用於發送信息,另壹條用於接收信息。由於光纖是用純度極高的二氧化矽制成,所以成本比起雙絞線、同軸電纜要高得多。因而怎樣在帶寬不變的情況下盡量減少光纖的條數以節省成本便成為十分重要的問題。為此,現在城域網正在償試引用密集波分復用技術(DWDM)。
密集波分復用技術(DWDM)是壹種新型的光技術,壹般用於ATM骨幹網,它能有效地增加現有光纖骨幹網的容量和性能,並且成本低廉。
大部分現有的ATM骨幹網都工作在2.5Gbps或其以下的光纖鏈路。波分復用(WDM)是壹種增強光纖傳遞信息能力的技術,它在同壹根光纖上以不同的波長(或色彩)同時傳遞多個信號。事實上,波分復用將壹根單纖轉換為多條“虛擬”纖,每條虛擬纖獨立工作在不同的波長上。擁有多於壹小組信道(2個或3個)的系統稱為密集WDM(DWDM)系統。幾乎所有DWDM系統均工作在1550nm的低衰耗波長區間。現在ATM骨幹網帶寬可以達到400Gbps,每個信道10Gbps。減少光纖條數以節省成本變顯得尤為重要。
如何使光纖跑到10Gbps呢?有3種方案:
空分復用技術成本太高,顯然不適用。
時分復用技術(TDM)稱為“較高比特率”方式,要求信號以電的方式進行復用,然後將信號復用至壹個新的更高比特率進行傳輸。
時分復用技術有4個缺點:
第壹,全盤升級至新的更高速率,網絡接口必須用4倍於其容量的單元替換。對日後升級帶來不便。
第二,隨著比特率的增加,信號失真(由於色散和光纖的非線性)成為傳輸距離上的壹個限制因素。導致信號脈沖“汙染”的色散效應在10Gbps標準單模光纖上比在2.5Gbps標準單模光纖上大幾倍。
第三,電子器件目前最高傳輸速率為10Gbps,而光纖的容量高於此速率幾個數量級。
第四,操作和維護費用都非常昂貴。
相比之下密集波分復用技術不需要全盤升級,且2.5Gbps色散限制通常在1000公裏範圍,而10Gbps色散限制為200公裏。因此密集波分復用技術比時分復用技術傳得更遠。目前密集波分復用技術允許在壹根光纖上傳遞40多個信道,每個信道速率高於100Gbps。
總而言之,密集波分復用技術提供的優勢包括:
1.通過將每根光纖轉換為多路虛擬纖,最大限度地減少光纖的使用量。
2.與等價容量的單激光器解決方案相比,能擴展非再生距離限制。
3.通過遞增式服務中,容量升級和縮短支配時間,提供更大的伸縮性。
4.在壹根光纖上從壹個單信道擴展為40多個信道。
5.此外密集波分復用技術是目前唯壹壹種能夠在壹根光纖上傳遞10Gbps以上帶寬的商用技術。
6.DWDM系統對比特率和在其上運行的協議的變化透明。
綜上所述,用ATM網,並在骨幹網上使用密集波分復用技術是架城域網的最佳方案。
如果說以前的撥號上網像牛拉車壹樣慢,那麽城域網便真的可以讓我們在網上飛起來,感受高速帶來的種種便利,讓我們期待城域網的普及吧。