1 技術背景 隨著光傳輸技術（DWDM）和寬帶ip技術的逐漸成熟，太位路由交換機和DWDM系統已進入商品化，這使得傳輸骨干通信網絡速度大幅度提高，已經達到Tbps的量級。同時各種寬帶接入技術（xDSL，Cable modem,HFC等）也有了相對迅猛發展，個人用戶10M/100M的接入帶寬要求已不見鮮。這樣利用SDH、PSTN等傳統電信網構建城域數據通信網絡以及接入Internet的方式成為新的網絡發展瓶頸。 傳統SDH,TDM城域網不能滿足人們對高速、低價網絡服務的需求，其固有的局限性主要表現在：1） 進一步擴展帶寬能力的受限。2）嚴格的定時要求等導致設備的復雜性和高成本。3）原來為話音業務設計，不適應數據業務的突發性和不對稱，導致效率降低。4）主要為環型網，結點數有限不適合網狀網結構。5）提供業務預備時間長（數周以上），不適應數據業務傳輸多變的要求。6）自愈恢復備用環路浪費資源。因此對城域網的變革已成為必然。 目前，城域網構建主要分為兩種，一種是Metro-DWDM方案，另一種是MSPP方案。 2 Metro-DWDM 2.1 DWDM在城域網的現狀 DWDM（波分復用）技術是就是在光域內的時分復用技術，通過在單一光纖內同步傳輸多個不同波長的光波，讓數據傳輸速度和容量獲得倍增。它充分利用單模光纖的低損耗區的巨大帶寬資源。在人口眾多的城市，鋪設新光纖的費用是很昂貴的，將DWDM設備引入城域網，可以節省大量的鋪纖成本。 目前適合城域網的DWDM大多繼續了長途骨干網的特點大多是端到端的邏輯連接，拓撲結構不靈活，不支持網狀結構。不適應城域網內復雜機動的多邏輯拓撲。在長途骨干網DWDM設備的成本遠低于鋪設新光纖及增加光放的成本，所以經濟。但在城域網范圍內，網絡成本主要來源于接入端設備的成本（而不是傳輸線路上），所以DWDM在價格方面不具備很大的優勢。于是出現了各種CWDM（Coarse WDM），通過降低對波長的窗口要求而實現全波長范圍內（1260~1620）的波分復用，并大大降低光器件的成本。CWDM可實現在0~20km內較高性能價格比。 另一個發展城域網的DWDM方案是：應用波長路由交換機，全光交換機。Monterey Networks 和 Sycamore Networks是其中的代表，他們主張基于波長路由器的網狀拓撲提供的光層保護功能優于環網結構，是下一代光城域網的理想架構。全光波長路由交換機可以避免目前城域網的DWDM存在著的大量電路交換設備的浪費，具有快速布設，靈活的光層自愈恢復能力。但由于光交換產品成本偏高，以及城域網基于GE分幀網絡的不完備等問題，這類解決方案還有待進一步的考察。 2.2 在城域網構建IP over DWDM系統 目前IP over DWDM成為廣域骨干網的主流地位已成定局，將骨干網的IP over DWDM技術移植到MAN存在各種障礙（如成本過高、業務提供靈活性等）。發展城域網的骨干光傳輸平臺迫切需要解決如下問題。 2.2.1 IP業務的優化 當在廣域網上只能使用SDH提供的租用專線時，IP over SDH是最優選擇。但是當IP over DWDM成為廣域骨干網主流，城域網內具有裸光纜時，就需要以IP業務的需求對網絡進行優化設計。不使用SDH層需要解決兩個要害問題：傳輸的分幀方法和自愈恢復方法。
GE分幀 密集波分復用技術與吉位，太位線速路由交換機結合產生IP優化光網絡技術（IP over DWDM）。對于城域網骨干網，不論單路或多路（DWDM）的IP over OPTICAL系統，GE都是最優選擇。首先，城域網到廣域網全部采用統一的802.3以太網幀格，無縫連接不需要任何中間轉換。這種方法效率高，設備簡單，價格低廉。而且由于我國城域網的規模只相當發達國家大企業網的規模，現在已經成熟的吉位以太網企業網設備已經可以滿足需要，而價格會低得多。基于GE的IP over xWDM的將成為新一代電信城域網骨干網的技術基礎。 保證寬帶IP網服務質量的重要方法是保持網絡硬件資源的可擴展性，一但業務流量增大，要相應增加網絡的傳輸能力以滿足需求。值得提出的是，Extreme 公司推出的BlackDiamond 6808配備了4波的DWDM模塊，作為與其它路由交換機的trunk連接，在城域網環境中應用效果顯著。
自愈恢復 城域網環境中，針對不同的傳輸業務，恢復的策略可以是不同的。傳統話音業務，需要小于50ms的自愈恢復時間，數據業務在第二層/第三層恢復就可以滿足敏感性需要。簡單有效的恢復策略是IP優化光網絡要解決的重要問題。 WDM的光環保護與SDH保護類似，然而，SDH環在整個環上都有一條工作線路和保護線路，而WDM光環結構為了降低線路成本，提高網絡處理不可猜測業務量增長的能力，往往采用不平衡環結構，即只有保護線路貫穿整個環結構。這樣節省了光纖資源，并提高了保護的可選擇性。 另一方面，采用IP網絡層的自愈恢復方法提供恢復路徑有很大的靈活性，可以基于應用提供不同的恢復服務等級。網絡層的自愈恢復通常是由OSPF 和BGP-4路由協議來實現的。對于的復雜的網絡，需要幾秒鐘來重新計算路由表，造成自愈恢復太慢。MLPS的采用結合了層二和層三的特性，使路由交換機選路的復雜性大為降低。路由交換機存儲所有的相鄰路由交換機的標記，一但出現路徑故障，可以根據存儲的標記快速提供另一條路徑。目前MPLS的標準正在制定中，可以相信自愈恢復時間可以達到與SDH相當的水平。 這樣，將IP over xWDM的WDM光環保護和IP網絡保護有機的結合起來，將提供多保護策略的高效性。
2.2.2 網絡的治理 在傳統電信運營商的環境中，SDH 和光傳輸層與網絡服務層的治理系統是分開的。需要治理的IP和ATM網的治理系統不僅在邏輯上是分開的，有時在地域上也是分開的。光部件與電信令之間沒有直接相互作用，光路采用“帶外”治理系統，而SDH網的部件是通過SDH幀字頭中傳送的治理和控制信令來治理控制的。網絡層業務如IP業務有它自己的一組治理協議如通常用SNMP。這種缺乏統一治理的平臺，大大增加了診斷故障和網絡資源間協調難度。 在IP over DWDM優化光網絡要求將各層的治理系統集成起來成為統一的網絡治理系統，網管系統要求能同時監視物理層的情況，以便于診斷故障。目前，可能最合理的集成網絡治理方法是基于MPLS。一個光波長通道可以被看成是一個標記交換路徑來處理和治理如實施流量工程，而不管實踐的傳輸協議。MPLS匯聚網絡的第1，2，3層，它簡化了網絡的治理過程，答應在網絡的鏈路上進行相似的選路和流量工程而不管他們是波長通道還是選擇的路徑。每一種正在運行的傳輸服務可以被看成是PLS的一個標記交換干線LST。LST可以由多個LSP構成，用來連接兩個或多個LSR。每一個LST可以有一組特征用來表示流量優先級，QoS等，網絡治理可以有一組公共工具在公共框架內定義這些服務的治理，不管具體的傳輸機制。特征之一是定義干線的可恢復性，用來決定在網絡故障時干線的行為，根據可恢復性的特征可以為不同的干線確定一組不同的自愈策略。
