打造下一代城域網(wǎng)提升每比特效益

上海貝爾股份有限公司

1 管道也能直接產(chǎn)生收益

在傳統(tǒng)的運營商模式中,電信運營商的城域網(wǎng)一直扮演著“管道”的角色,為業(yè)務(wù)流量提供盡可能可靠的透明通路。這些流量包括以視頻為主的用戶流量、企業(yè)應(yīng)用和數(shù)據(jù)流量,也包括其他運營商的業(yè)務(wù)流量。隨著互聯(lián)網(wǎng)模式對傳統(tǒng)通信和信息提供模式的影響逐步擴(kuò)大,運營商的角色、在產(chǎn)業(yè)鏈中的話語權(quán)正面臨前所未有的挑戰(zhàn)。

為改變上述狀況,電信運營商無非有兩種選擇,投身到業(yè)務(wù)和內(nèi)容的提供產(chǎn)業(yè)中,繼續(xù)挖潛并提升現(xiàn)有的優(yōu)勢——即網(wǎng)絡(luò)資源的優(yōu)勢。也就是,在合適的網(wǎng)絡(luò)支出前提下更充分利用網(wǎng)絡(luò)資源,通過一種可管理、可控制的方式將資源恰當(dāng)?shù)靥峁┙o合作伙伴和第三方使用。這種全新的模式提供按需的帶寬和網(wǎng)絡(luò)容量,來提高最終用戶的體驗質(zhì)量,包括服務(wù)質(zhì)量、可靠性和安全性。這使電信運營商能通過一種增強模式參與到合作伙伴的業(yè)務(wù)和內(nèi)容運營中,并與其共同分享收入。阿爾卡特朗訊的應(yīng)用使理念能夠幫助運營商開拓創(chuàng)新的、協(xié)作商業(yè)模式,即通過在其網(wǎng)絡(luò)中傳送流行的Web業(yè)務(wù)和承載帶寬敏感的視頻流量來獲取額外收入。

2 下一代城域網(wǎng)的特點

◆高帶寬:在固網(wǎng)和移動網(wǎng)絡(luò)中,在任何地點分送用戶所需的業(yè)務(wù)和內(nèi)容,并能夠隨著未來的增長需求而調(diào)整。

◆拓展性和彈性:基于最小的邊際成本,網(wǎng)絡(luò)動態(tài)調(diào)整來滿足電信運營商和最終用戶需求。

◆可靠性和回復(fù)性:提供永遠(yuǎn)在線和不中斷業(yè)務(wù)和應(yīng)用。

◆有成本效益:基于最優(yōu)CAPEX來提供最大性能,同時通過運營效率最大化和技術(shù)創(chuàng)新來降低OPEX。

◆綠色環(huán)保:實現(xiàn)最好的網(wǎng)絡(luò)效益并將對環(huán)境的影響降為最低。

◆多業(yè)務(wù):通過簡單、扁平化、成本優(yōu)化的高性能IP架構(gòu)提供多樣化的并發(fā)定制業(yè)務(wù)。

◆開放的和互聯(lián)互通:通過可管控的方法來開放網(wǎng)絡(luò)能力,能夠快速推動業(yè)務(wù)發(fā)布以改善用戶的業(yè)務(wù)體驗質(zhì)量。

◆安全性和私密性:保護(hù)所有合作伙伴的資產(chǎn)和知識產(chǎn)權(quán),以及最終用戶信息。

向下一代城域網(wǎng)演進(jìn)并不是一蹴而就的,必須在不影響現(xiàn)有業(yè)務(wù)的前提下,一步一步實施,同時也要考慮到電信運營商現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)狀況和競爭環(huán)境。從本質(zhì)上講,該演進(jìn)意味著打破現(xiàn)有的多層、復(fù)雜和昂貴的網(wǎng)絡(luò),以融合IP、多業(yè)務(wù)和應(yīng)用驅(qū)動的寬帶網(wǎng)絡(luò)取而代之。電信運營商將能夠極大地降低網(wǎng)絡(luò)部署成本,并簡化網(wǎng)絡(luò)運營和更高效地利用網(wǎng)絡(luò)帶寬和資源。在競爭日趨激烈的通信市場中,電信運營商需要這種有成本效益和價值驅(qū)動的演進(jìn)方案進(jìn)行戰(zhàn)略實施。

3 下一代城域網(wǎng)的必要條件

下一代城域網(wǎng)需要如下關(guān)鍵技術(shù)的組合:

◆統(tǒng)一的寬帶接入:它將快速、可靠、高效的最大程度優(yōu)化寬帶業(yè)務(wù)的利用率和可用性,以價低質(zhì)優(yōu)的光接入技術(shù)充分滿足客戶傳統(tǒng)業(yè)務(wù)和不斷發(fā)展的新業(yè)務(wù)需求,從而實現(xiàn)效益的最大化和最優(yōu)化。

◆高效分組傳送:具有高速率和單位傳輸?shù)统杀镜奶攸c,從接入網(wǎng)到核心網(wǎng)均具有最高可靠性的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架。還應(yīng)充分利用光傳送領(lǐng)域的最新科技,包括光分組傳送、可調(diào)諧激光器和波長跟蹤、光交叉層控制平面自動控制和其他傳送技術(shù)。

◆智能、融合的IP:網(wǎng)絡(luò)必須是智能、安全、可升級和可靠的,同時提供業(yè)務(wù)感知和差異化服務(wù)質(zhì)量和業(yè)務(wù)性能,并能高效調(diào)整現(xiàn)有業(yè)務(wù)和快速部署新業(yè)務(wù)開滿足用戶需求。

運營商向下一代城域網(wǎng)演進(jìn)需要一個具有豐富經(jīng)驗的合作伙伴,其具有領(lǐng)先的產(chǎn)品設(shè)備和在IP轉(zhuǎn)型領(lǐng)域的成功經(jīng)驗,包括高效、低成本的將現(xiàn)有和新業(yè)務(wù)向融合網(wǎng)絡(luò)移植。最重要的是,電信運營商需要一個具有能力的、并在演進(jìn)過程中知道如何確保商業(yè)平穩(wěn)運行并降低風(fēng)險的可信賴的合作伙伴。

3.1 統(tǒng)一的寬帶接入

目前,接入網(wǎng)絡(luò)中的接入技術(shù)主要有以ADSL2/2+/VDSL為代表的銅線接入,以GPON和EPON為代表的點到多點的光纖接入及以交換機為基礎(chǔ)構(gòu)建的點到點的光纖接入。根據(jù)不同情況采用多種接入技術(shù)的混合部署將光纖部署到最經(jīng)濟(jì)的節(jié)點,在達(dá)到滿足用戶業(yè)務(wù)需求的同時可有效降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的投資成本。GPON、EPON、VDSL2、RG和WiFi等多種技術(shù)的有機結(jié)合,將滿足現(xiàn)在和未來全業(yè)務(wù)的部署要求。

(1)循序漸進(jìn),統(tǒng)一接入

在向全光接入網(wǎng)演進(jìn)的過程中,PON技術(shù)憑借帶寬、節(jié)省光纖資源等諸多優(yōu)勢,成為運營商接入網(wǎng)改造的首選。無論是帶寬、傳輸距離,還是傳輸質(zhì)量,相對原有的銅線接入,PON都具備了顛覆性的取代優(yōu)勢。但一個支持“全業(yè)務(wù)運營”的接入網(wǎng)絡(luò)不能完全脫離現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),在面臨現(xiàn)網(wǎng)大量銅線網(wǎng)絡(luò)存量和高中低端用戶需求差異迥然的市場環(huán)境下,運營商在成本上既要追求最優(yōu)化的CAPEX和OPEX,業(yè)務(wù)上還要充分滿足客戶傳統(tǒng)業(yè)務(wù)和不斷發(fā)展的新業(yè)務(wù)需求,從而實現(xiàn)效益的最大化和最優(yōu)化。

基于以上考慮,上海貝爾推出ISAM系列統(tǒng)一接入平臺7342 ISAM FTTU,同時支持點對多點的GPON和EPON的各種光纖接入技術(shù),為全業(yè)務(wù)運營商提供全面的光纖接入網(wǎng)FTTx解決方案,依托其業(yè)界領(lǐng)先的通用平臺,通過豐富的光終端系列,滿足各種FTTX模式,將光纖接入網(wǎng)絡(luò)推進(jìn)到最經(jīng)濟(jì)、最高效的地方,充分挖掘現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)價值,倍增新型網(wǎng)絡(luò)競爭力,滿足運營商各種FTTX場景的應(yīng)用需要,幫助其實現(xiàn)光纖向最經(jīng)濟(jì)的點推進(jìn)。ISAM系列接入設(shè)備包括用于FTTH部署的7342 ISAM FTTU,用于FTTB部署的735x ISAM FTTB系列,用于FTTN部署的7302/7330 ISAM FTTN以及數(shù)量多達(dá)幾十種的GPON ONT/MDU和家庭網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品。其中FTTB系列還可以靈活地提供PON或GE上聯(lián)接口,并支持從遠(yuǎn)程匯聚到7330 ISAM FTTN設(shè)備上,使運營商可以方便地實現(xiàn)DSLAM分布式組網(wǎng)。采用基于ISAM的 FTTB解決方案,運營商可以充分利用舊樓道內(nèi)的銅線資源,通過VDSL2或ADSL2+向用戶提供三重播放業(yè)務(wù)。所有的ISAM系列設(shè)備由5520 AMS實現(xiàn)統(tǒng)一管理。

(2)區(qū)分服務(wù),實現(xiàn)全業(yè)務(wù)接入

隨著寬帶用戶逐漸飽和以及競爭驅(qū)動,接入網(wǎng)將向著全業(yè)務(wù)統(tǒng)一接入演進(jìn),語音、數(shù)據(jù)、視頻以及有線電視業(yè)務(wù)將通過同一張接入網(wǎng)承載。同時,為了實現(xiàn)不同用戶不同業(yè)務(wù)提供差異化分級收費服務(wù),接入網(wǎng)必須具備業(yè)務(wù)感知能力,提供差異化QoS保障。融合統(tǒng)一接入和業(yè)務(wù)區(qū)分化,對接入產(chǎn)品提出新的要求。

上海貝爾7342 ISAM系列解決方案,將語音、視頻(IPTV和CATV)、數(shù)據(jù)、傳統(tǒng)TDM業(yè)務(wù)等融合在單根光纖中,嚴(yán)格保證端到端QoS和DBA,同時可以獲得統(tǒng)一和強大的管理能力。7342 ISAM FTTU提供豐富的光網(wǎng)絡(luò)終端,滿足不同應(yīng)用場合和不同用戶的需求,包括室內(nèi)型/室外型/商用型/多住戶型,提供多種接口類型,包括POTS、GE/FE、E1、CATV接口,以實現(xiàn)各種業(yè)務(wù)接入。所有的ONT每個用戶端口支持8個硬件隊列,具有強大的QoS功能以及可以連接融合多種業(yè)務(wù)的RG設(shè)備。內(nèi)置的VoIP模塊同時可以支持SIP和H.248協(xié)議,并且可采用UPS備份電源在斷電情況下保障長達(dá)8～12小時的語音通話。ISAM FTTB內(nèi)置IAD模塊或混插ISAM VOICE板卡,提供NGN/IMS語音接入功能。同時,7342 ISAM系列支持TDM等對時鐘同步要求很高的業(yè)務(wù),支持BITS接口和IEEE 1588 v2網(wǎng)絡(luò)精確時鐘同步協(xié)議。

(3)大容量,少局所,扁平化

從全網(wǎng)角度考慮,全新的基于PON技術(shù)的光接入網(wǎng)絡(luò),其大容量、長距離、全業(yè)務(wù)支持能力必將使得原有垂直復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)向扁平一體化的網(wǎng)絡(luò)演進(jìn),接入層和匯聚層的融合,“大容量,少局所”將對PON接入平臺提出超高帶寬、超高處理能力、超遠(yuǎn)覆蓋距離等更高要求。7342 ISAM FTTU支持500Gb/s的交換矩陣和44G的上聯(lián)接口,T比特級的背板容量以及支持L2/L3轉(zhuǎn)發(fā)能力,同時支持GPON線卡和EPON線卡通過星型鏈接與交換矩陣以10G速率通訊,不僅可滿足當(dāng)前低成本大容量的要求,同時也為網(wǎng)絡(luò)向未來演進(jìn)打下堅實基礎(chǔ)。

(4)平滑向未來演進(jìn)

接入網(wǎng)建設(shè)還必須考慮向未來技術(shù)的平滑演進(jìn)。出于業(yè)務(wù)需求不足和降低成本的角度考慮,當(dāng)前運營商普遍采用FTTB/FTTN的模式建設(shè)PON網(wǎng)絡(luò),由于ONU下帶用戶數(shù)較多,每用戶實際帶寬在未來支撐高清視頻或其他高帶寬業(yè)務(wù)時,難免力不從心。而在向下一代10G速率PON演進(jìn)過程中,必須很好地考慮到對原有ODN(光分配網(wǎng))以及對已部署PON設(shè)備的兼容。上海貝爾從保護(hù)運營商現(xiàn)有投資的角度考慮,開發(fā)了基于現(xiàn)有7342平臺的10G EPON以及10G GPON技術(shù),通過現(xiàn)有平臺的平滑演進(jìn),即可實現(xiàn)從現(xiàn)有G/EPON向NG PON的低成本高效能升級,為下一代接入網(wǎng)應(yīng)用提供所需的帶寬、功能和服務(wù)。我們推出的10G EPON板卡和10G GPON板卡,可與現(xiàn)有G/EPON板卡混插于7342平臺中。同時,阿爾卡特朗訊貝爾實驗室已完成WDM PON的功能性驗證。在光纖接入技術(shù)的發(fā)展道路上,無論是TDM PON和WDM PON技術(shù),我們始終處于領(lǐng)導(dǎo)地位。

3.2 高效分組傳送

分組業(yè)務(wù)需求的爆炸性增長迫使電信運營商重新架構(gòu)新的傳輸網(wǎng)絡(luò)。原有的電路傳輸網(wǎng)絡(luò)無法經(jīng)濟(jì)高效地傳送分組業(yè)務(wù),因此電信運營商需要部署新的智能光傳送網(wǎng)絡(luò)來滿足帶寬和業(yè)務(wù)復(fù)雜性需求。新的智能光傳送網(wǎng)絡(luò)具有光層智能調(diào)度和分組感知性能,并具有許多優(yōu)勢。

為適應(yīng)分組業(yè)務(wù)的不斷增長,上海貝爾早在2005年即推出其P-OT(Packet Optical Transport)平臺概念,為運營商提供了面向傳送網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型的最佳解決方案。

上海貝爾1850TSS系列完全按照P-OT平臺概念設(shè)計,憑借其特有的通用交換矩陣實現(xiàn)TDM、分組和WDM的完全原生態(tài)融合。支持TMPLS/MPLS-TP實現(xiàn)面向連接的分組傳送,支持端到端的OAM特性。

(1)通用矩陣實現(xiàn)無縫的全分組傳送網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型

1850TSS構(gòu)建于一個開放的體系結(jié)構(gòu)上,該結(jié)構(gòu)集成了以太網(wǎng)交換、TDM(SDH/SONET/PDH)和WDM/ROADM,各種業(yè)務(wù)的傳送需求可按任意比例組合、配置。1850TSS這項特有的功能使它成為正在進(jìn)行的傳送網(wǎng)絡(luò)技術(shù)變革過程中理想的備選設(shè)備,業(yè)務(wù)供應(yīng)商僅利用選中和點擊操作就可以靈活地配置任意比例的電信級以太網(wǎng)業(yè)務(wù)、WDM和TDM交換業(yè)務(wù),從而滿足日益增長的流量需求。這意味著無論將來業(yè)務(wù)模式如何改變,業(yè)務(wù)供應(yīng)商無需再為缺乏擴(kuò)展性和不知哪種技術(shù)最適用的問題而發(fā)愁。

(2)業(yè)界領(lǐng)先的分組同步方案

1850 TSS現(xiàn)有商用版本已經(jīng)支持同步以太網(wǎng)功能,可基于全網(wǎng)端到端的同步以太網(wǎng)線路同步,實現(xiàn)高精度的全網(wǎng)頻率同步。

同時,按照業(yè)界最新高精度時間同步要求規(guī)范(包括時間格式和接口),1850 TSS已經(jīng)開發(fā)出基于1588v2的時間傳送功能,并提供標(biāo)準(zhǔn)1PPS+ToD的時間接口輸入輸出,已經(jīng)分別于5月和6月在中國移動總部通過了相關(guān)時間同步測試。

1850 TSS基于同步以太網(wǎng)+1588v2的時鐘傳送方案,使用了貝爾實驗室獨具專利的先進(jìn)時間戳恢復(fù)算法,在PTN規(guī)模部署時,滿足端到端的多跳復(fù)雜PTN網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)下高精度的時間傳送應(yīng)用的需求,成為地面時間傳送系統(tǒng)的可靠選擇。

(3)靈活的接入選擇,統(tǒng)一的業(yè)務(wù)匯聚與端到端管理

1850 TSS系列解決方案貼合業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢。可組建基于TMPLS/MPLS-TP的端到端的分組網(wǎng)絡(luò),形成統(tǒng)一的分組匯聚平面。在接入層可根據(jù)實際情況靈活選擇多種技術(shù),按需實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)分組轉(zhuǎn)型,兼顧網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型成本與現(xiàn)網(wǎng)投資保護(hù)。

◆支持基于MSTP的接入。保護(hù)了原MSTP網(wǎng)絡(luò)的投資,對大量未IP化的TD基站提供高性價比傳送,同時也能夠提供分組業(yè)務(wù)的承載。

◆支持基于電信級以太環(huán)網(wǎng)(ERP)的接入,成熟可靠,支持50ms快速倒換、業(yè)務(wù)快速部署和以太網(wǎng)業(yè)務(wù)端到端OAM及管理,解決了現(xiàn)階段網(wǎng)絡(luò)分層保護(hù)的需求,對現(xiàn)階段網(wǎng)絡(luò)部署意義重大。

◆支持基于MPLS-TP的接入。MPLS-TP進(jìn)一步向接入延伸,支持3G回傳點到點業(yè)務(wù)。

無論采用何種接入技術(shù),都可以在匯聚層進(jìn)行統(tǒng)一匯聚,并支持端到端的業(yè)務(wù)管理與故障定位,真正實現(xiàn)現(xiàn)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的平滑演進(jìn)和TDM與分組網(wǎng)絡(luò)的無縫融合。

3.3 智能、融合的IP

下一代IP城域網(wǎng)將具備話音、視頻、數(shù)據(jù)和移動的四重播放能力,同時支持個人用戶和政企用戶,并支持各種主流的業(yè)務(wù)和應(yīng)用部署模型,是面向多業(yè)務(wù)融合的IP承載網(wǎng)絡(luò)。

對現(xiàn)有城域網(wǎng)的升級改造將隨著精品業(yè)務(wù)的發(fā)展而逐步推進(jìn)。按TR-101的術(shù)語,IP邊緣節(jié)點統(tǒng)稱為BNG(Broadband Network Gateway),原則上BRAS和SR都屬于BNG的具體實現(xiàn),可以理解為狹義的BNG,廣義上BNG應(yīng)支持所有的用戶接入方式。但從體系架構(gòu)上講,從SR向統(tǒng)一的邊緣節(jié)點BNG演進(jìn)更符合運營商的思路并貼合實際的硬件能力。

對于滿足下一代PPPoE/IPoE用戶接入控制的BNG設(shè)備設(shè)計,不同廠家有不同的理解。傳統(tǒng)BRAS廠家為支持PPPoE協(xié)議而設(shè)計的產(chǎn)品,可以通過添加IPoE功能的支持來演變成BNG設(shè)備。同理,傳統(tǒng)的Service Router設(shè)備天生支持高帶寬的IPoE用戶控制,可以通過添加PPPoE功能來實現(xiàn)完全的BNG功能。

作為一個高性能的BNG設(shè)備,需要具備以下3種設(shè)計要素:

(1)超級強勁的CPU處理能力

PPPoE/IPoE用戶session的處理和終結(jié)都需要CPU進(jìn)行輔助?，F(xiàn)有BRAS設(shè)備上一般承載10K用戶,下一代的BNG設(shè)備,設(shè)計需要承載128K用戶,這對設(shè)備的CPU處理能力要求很高,一般需要多核CPU,同時支持4G以上內(nèi)存。

(2)大于20G每槽位的業(yè)務(wù)處理能力

適應(yīng)大帶寬的發(fā)展,每槽位支持16K用戶,每用戶要支持2Mbps~3Mbps的帶寬,這樣就要求下一代BNG設(shè)備支持20~50G/slot的高帶寬處理能力。

(3)完善的業(yè)務(wù)處理板卡,提供面向未來的增值服務(wù)

隨著用戶控制的深入發(fā)展,需要BNG設(shè)備提供DPI(深入包檢測),IP Sec安全接入,視頻和LTE移動業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān)的支持。

上海貝爾的7750 SR+能同時支持PPPoE和IPoE,是真正意義上的BNG(Broadband Network Gateway)設(shè)備。通俗地說,就是SR+打破了傳統(tǒng)SR和BRAS的設(shè)備差異,從硬件上統(tǒng)一用一臺設(shè)備實現(xiàn)了BRAS和SR的所有功能。

由于SR硬件體系架構(gòu)設(shè)計上的優(yōu)勢和平臺處理速度的優(yōu)勢,從SR演進(jìn)形成的BNG設(shè)備SR+具有先天硬件優(yōu)勢。即使對于同樣的從SR平臺演進(jìn)形成的BNG設(shè)備,ALU提供的7750設(shè)備在多種業(yè)務(wù)同時加載的情況下仍然可以保證每種業(yè)務(wù)的處理性能,這也是很多設(shè)備不能比擬的。

7750 SR+的產(chǎn)生為運營商根據(jù)業(yè)務(wù)需求靈活選擇認(rèn)證方式提供條件。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可簡化為單邊緣架構(gòu),在同一設(shè)備、同一端口下同時接入PPPoE和IPoE,從而實現(xiàn)對用戶資源及QoS策略的統(tǒng)一部署和管理,同時實現(xiàn)對每用戶/每業(yè)務(wù)的精細(xì)化控制和QoS保證,是業(yè)務(wù)融合的方向。

盡管SR+的功能較SR有跨越式的提升,但上海貝爾現(xiàn)有硬件平臺(7750)只需通過軟件升級和配置新板卡的方式就可以成為SR+,是真正意義上的平滑升級。

4 總結(jié)

下一代城域網(wǎng)是一個完全融合的代智能、全I(xiàn)P的多業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架——采用最新的創(chuàng)新科技在無線和固網(wǎng)寬帶,IP和光傳送領(lǐng)域,更高效和最低的成本傳送和分發(fā)業(yè)務(wù)。移動和固網(wǎng)運營商都可以根據(jù)各自的市場情況,商業(yè)計劃和戰(zhàn)略來選擇向下一代城域網(wǎng)的演進(jìn)步驟。基于在三個核心技術(shù)領(lǐng)域的長期經(jīng)驗積累,持續(xù)投資和戰(zhàn)略投資和創(chuàng)新,上海貝爾是運營商部署下一代城域網(wǎng)最好的合作伙伴。