面向LTE和全業(yè)務(wù)的城域承載網(wǎng)協(xié)同規(guī)劃方法和流程探討

趙俊春，王國(guó)棟

（華信咨詢?cè)O(shè)計(jì)研究院有限公司，浙江 杭州 310014）

1 引言

隨著電信運(yùn)營(yíng)商的全業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)和LTE網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模部署，城域承載網(wǎng)各層級(jí)在制定承載網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)架構(gòu)時(shí)需要各層級(jí)網(wǎng)絡(luò)間相互滲透、相互融合。目前各層級(jí)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃相對(duì)獨(dú)立，被動(dòng)接受業(yè)務(wù)需求，最終導(dǎo)致了承載網(wǎng)架構(gòu)不合理、資源冗余、網(wǎng)絡(luò)安全性低等問題，大大增加了網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)成本和資源浪費(fèi)。

2 城域承載網(wǎng)絡(luò)總體目標(biāo)架構(gòu)

城域承載網(wǎng)的范疇是指城域出口至用戶接入間的各層級(jí)數(shù)據(jù)承載網(wǎng)絡(luò)，包含城域IP網(wǎng)、城域傳送網(wǎng)及綜合接入網(wǎng)（PON網(wǎng)絡(luò)、IP RAN/PTN）等。

如圖1所示，IP城域網(wǎng)包含核心層CR、業(yè)務(wù)接入控制層BRAS/SR/MSE、匯聚交換機(jī)等間的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，以單一平面/單邊緣為主要目標(biāo)，今后將結(jié)合新技術(shù)的引入，推進(jìn)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)簡(jiǎn)潔化和重點(diǎn)業(yè)務(wù)的高效承載，滿足自有業(yè)務(wù)和OTT業(yè)務(wù)承載的需求。

城域傳送網(wǎng)包含城域W D M/O T N、S D H/M S T P及中繼光纜等傳輸網(wǎng)絡(luò)，目前處于新老技術(shù)的更新階段，今后以打造一張快速靈活、統(tǒng)一融合、高效安全和平滑演進(jìn)的“OTN+光纖+綜合接入”平臺(tái)為目標(biāo)，不斷提升綜合業(yè)務(wù)的承載能力。

綜合接入網(wǎng)包含PON寬帶接入網(wǎng)、IP RAN/PTN移動(dòng)承載網(wǎng)等，今后的目標(biāo)是加強(qiáng)與IP城域網(wǎng)、城域傳送網(wǎng)間的銜接，逐步向高帶寬、扁平化、高轉(zhuǎn)發(fā)效率方向演進(jìn)。PON推進(jìn)“大容量、少局所”的OLT目標(biāo)布局，IPRAN網(wǎng)絡(luò)向著打造承載3G/LTE的基站綜合接入的目標(biāo)方向演進(jìn)。

圖1 全業(yè)務(wù)和LTE環(huán)境下城域承載網(wǎng)總體架構(gòu)

3 城域承載網(wǎng)協(xié)同規(guī)劃方法

網(wǎng)絡(luò)協(xié)同規(guī)劃的目標(biāo)是追求網(wǎng)絡(luò)承載效率最高化、綜合成本最低化，打造“一張承載網(wǎng)”，這需要各層級(jí)間的相互配合，相互滲透。本文提出了一種科學(xué)的承載網(wǎng)協(xié)同規(guī)劃思路，從各層級(jí)網(wǎng)絡(luò)自身的發(fā)展策略和建設(shè)成本出發(fā)，研究各專業(yè)規(guī)劃間的協(xié)同方法。

如圖2所示，接入網(wǎng)作為最邊緣的業(yè)務(wù)接入網(wǎng)絡(luò)，首先對(duì)IP城域網(wǎng)和城域傳送網(wǎng)提出相應(yīng)需求，IP城域網(wǎng)和城域傳送網(wǎng)根據(jù)接入網(wǎng)提供的需求（關(guān)鍵銜接點(diǎn)已在圖2中給出）進(jìn)行方案規(guī)劃。當(dāng)IP城域網(wǎng)和城域傳送網(wǎng)根據(jù)自身的發(fā)展策略和建設(shè)成本在可接受范圍內(nèi)仍無法滿足接入網(wǎng)的需求時(shí)，給出接入方案修改意見，進(jìn)行二次規(guī)劃。同理，IP城域網(wǎng)與傳輸網(wǎng)之間的協(xié)作規(guī)劃也是經(jīng)過多次“反饋”?！胺答仭钡哪繕?biāo)是達(dá)到一個(gè)最佳的“狀態(tài)”：承載效率最高化、建設(shè)成本最低化。

圖2 承載網(wǎng)協(xié)同規(guī)劃方法

3.1 IP城域網(wǎng)規(guī)劃的協(xié)同關(guān)鍵點(diǎn)

IP城域網(wǎng)規(guī)劃需要重點(diǎn)關(guān)注以下3個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)與其他網(wǎng)絡(luò)層級(jí)的協(xié)同：

（1）業(yè)務(wù)控制層的部署

受機(jī)房基礎(chǔ)設(shè)施、光纜資源、傳輸資源和domain域等因素的影響，進(jìn)一步對(duì)業(yè)務(wù)控制層進(jìn)行縮容，提升設(shè)備利用率。對(duì)于大中型城域網(wǎng)OLT直掛業(yè)務(wù)控制層的規(guī)模逐漸增大的節(jié)點(diǎn)，建議通過在城域二層匯聚層部署OTN傳輸系統(tǒng)代替光纜承載。小型城域網(wǎng)業(yè)務(wù)控制層本身就比較集中，在流量增長(zhǎng)較緩的情況下，仍以光纜承載較為合適。

（2）多邊緣場(chǎng)景下接入層與IP城域網(wǎng)的銜接

存在多邊緣的城域網(wǎng)建議通過在城域二層匯聚層部署OTN傳輸系統(tǒng)代替光纜承載，減少光纜資源過度消耗，具體如圖3所示：

圖3 二層匯聚層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

（3）帶寬類型選擇的分析

業(yè)務(wù)控制層下行：根據(jù)OLT單方向流量合理選擇承載方式，當(dāng)小于6G時(shí)仍可采用GE鏈路通過匯聚交換機(jī)匯聚至BRAS/SR設(shè)備，充分利用交換機(jī)的匯聚功能，降低OTN或者BRAS/SR設(shè)備的槽位被大量占用及光纜纖芯占用的問題。OLT單方向流量超過6G至8G時(shí)，隨著流量增大，匯聚交換機(jī)流量收斂效果減弱，可以采用10GE鏈路直掛業(yè)務(wù)控制層，通過直掛方式規(guī)避交換機(jī)背靠背投資浪費(fèi)問題，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，降低整體造價(jià)。

業(yè)務(wù)控制層上行：對(duì)于中大型城域網(wǎng)，隨著業(yè)務(wù)控制層設(shè)備進(jìn)一步收縮，單臺(tái)設(shè)備單方向流量達(dá)到50G，對(duì)比100G/40GE和10GE每G綜合造價(jià)以及現(xiàn)有100G/40G傳輸系統(tǒng)資源程度。當(dāng)100G/40GE成本較低，100G/40G傳輸系統(tǒng)已部署的情況下，IP城域網(wǎng)業(yè)務(wù)控制層引入40GE。對(duì)于小型城域網(wǎng)，單臺(tái)業(yè)務(wù)控制層流量增長(zhǎng)較緩，仍以10GE鏈路為主，無需部署40GE鏈路。

3.2 城域傳送網(wǎng)規(guī)劃的協(xié)同關(guān)鍵點(diǎn)

城域傳送網(wǎng)規(guī)劃需要重點(diǎn)關(guān)注以下3個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)與其他網(wǎng)絡(luò)層級(jí)的協(xié)同。

（1）OTN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

運(yùn)營(yíng)商核心層OTN的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)受IP業(yè)務(wù)影響較大，分析IP城域網(wǎng)節(jié)點(diǎn)分布和鏈路流向，對(duì)OTN到達(dá)和尚未到達(dá)的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，沒有部署OTN的節(jié)點(diǎn)需要分析IP業(yè)務(wù)量大小。同時(shí)評(píng)估光纜和管道資源是否豐富，若運(yùn)營(yíng)商光纜資源近期內(nèi)出現(xiàn)緊張局勢(shì)，可逐步推進(jìn)OTN的建設(shè)。

匯聚層OTN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)受OLT-匯聚交換機(jī)-BRAS模式、OLT直聯(lián)BRAS模式以及IPRAN/PTN上聯(lián)模式等因素影響。當(dāng)業(yè)務(wù)量較小、距離較短時(shí)采用裸纖方式，當(dāng)業(yè)務(wù)量較大、距離較遠(yuǎn)時(shí)采用OTN承載。

在OTN節(jié)點(diǎn)配置上，需要分析與OLT、IPRAN/PTN匯聚節(jié)點(diǎn)布局及光纜網(wǎng)的匹配程度，合理規(guī)劃OTN節(jié)點(diǎn)布局，可選擇用戶密集、帶寬流量大、光纜資源緊張的區(qū)域匯聚節(jié)點(diǎn)或OLT節(jié)點(diǎn)配置為OTN節(jié)點(diǎn)。

（2）傳輸鏈路帶寬

OLT上聯(lián)采用裸纖方式時(shí)GE鏈路占用纖芯資源很多，需要分析近期OLT上聯(lián)GE改10G的改造情況，做好傳輸資源的合理配置，避免光纜和OTN建設(shè)的投資浪費(fèi)。不同的鏈路數(shù)量采用OTN或者光纖直連方式承載成本不同，鏈路較多時(shí)采用OTN具有成本優(yōu)勢(shì)，鏈路較少時(shí)采用光纖直連的方式具有優(yōu)勢(shì)。

（3）網(wǎng)絡(luò)安全性

傳輸網(wǎng)規(guī)劃不能一味地追求高安全性，應(yīng)根據(jù)IP城域網(wǎng)和接入網(wǎng)的安全性特點(diǎn)進(jìn)行評(píng)估，選擇合適的保護(hù)策略，在滿足網(wǎng)絡(luò)安全性要求的同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本也相對(duì)較低。目前運(yùn)營(yíng)商IP城域網(wǎng)自身已考慮了保護(hù)策略，傳送網(wǎng)無需進(jìn)行1+1保護(hù)，只需對(duì)雙歸屬鏈路進(jìn)行路由分開。

3.3 接入網(wǎng)規(guī)劃的協(xié)同關(guān)鍵點(diǎn)

接入網(wǎng)規(guī)劃需要重點(diǎn)關(guān)注以下4個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)與其他網(wǎng)絡(luò)層級(jí)的協(xié)同。

（1）安全策略

單臺(tái)OLT單方向流量較小時(shí)，采用N×2條GE單掛至1臺(tái)匯聚交換機(jī)上的不同板卡，對(duì)城域網(wǎng)的要求是每臺(tái)匯聚交換機(jī)至少配置2塊接口板卡，并且作鏈路捆綁；單臺(tái)OLT單方向流量較大時(shí)，采用N×2條GE或者10GE，通過雙掛至不同設(shè)備（匯聚交換機(jī)或BRAS）實(shí)現(xiàn)保護(hù)。

（2）鏈路方向

在單臺(tái)OLT需要與多個(gè)邊緣網(wǎng)關(guān)設(shè)備對(duì)接的情況下，由于每個(gè)方向流量相對(duì)較小，鏈路利用率低，采用裸纖承載對(duì)光纜資源消耗較大，因此建議通過OTN承載。

（3）帶寬類型

當(dāng)電信運(yùn)營(yíng)商單臺(tái)OLT覆蓋寬帶用戶數(shù)超過5 000時(shí)，單方向流量預(yù)測(cè)超過6Gbps，考慮采用10GE鏈路上行，節(jié)省運(yùn)營(yíng)商光纜資源。原有多GE鏈路改萬兆之后，大約釋放60%光纜資源。此時(shí)需要IP城域網(wǎng)業(yè)務(wù)控制層側(cè)結(jié)合投資，預(yù)留與之匹配的10GE端口與OLT 10GE鏈路直接對(duì)接，并根據(jù)OLT直掛業(yè)務(wù)控制層的規(guī)模逐步弱化匯聚交換機(jī)。

（4）IPRAN/PTN與OTN的協(xié)同

當(dāng)匯聚層OTN已覆蓋的節(jié)點(diǎn)部署IPRAN B類或PTN二層匯聚設(shè)備時(shí)，IPRAN/PTN上聯(lián)可采用OTN承載；當(dāng)IPRAN/PTN匯聚設(shè)備節(jié)點(diǎn)無OTN資源時(shí)，因IPRAN/PTN鏈路數(shù)量較少，建議采用裸纖承載，不能為單純部署IPRAN/PTN而建設(shè)OTN。

4 城域承載網(wǎng)融合規(guī)劃流程

IP城域網(wǎng)、城域傳送網(wǎng)和接入網(wǎng)的融合規(guī)劃，首先是規(guī)劃流程的融合。

如圖4所示，在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃初期，網(wǎng)絡(luò)各層級(jí)主要負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)需求的分析、網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀問題的收集、技術(shù)演進(jìn)趨勢(shì)研究和環(huán)境政策研究，同時(shí)考慮其他約束條件及場(chǎng)景假設(shè)等。

在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中期，接入、IP、傳輸3個(gè)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)加強(qiáng)融合，統(tǒng)籌考慮3個(gè)網(wǎng)絡(luò)的總體成本、安全性要求，共同分析節(jié)點(diǎn)設(shè)置和路由組織等問題，優(yōu)化承載網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提出城域承載網(wǎng)發(fā)展思路和融合目標(biāo)網(wǎng)。

在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃終期，能夠確立融合化的目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、融合化的業(yè)務(wù)網(wǎng)承載方案、網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)步驟與實(shí)施方案以及規(guī)劃期建設(shè)規(guī)模和投資。

5 結(jié)束語

隨著電信運(yùn)營(yíng)商LTE和全業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)的不斷推進(jìn)，業(yè)務(wù)的多樣化導(dǎo)致了承載技術(shù)的多樣化，城域承載網(wǎng)作為運(yùn)營(yíng)商重要的基礎(chǔ)資源之一，其涵蓋范圍越來越多，網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜度也越來越大，給網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃帶來了一定的困難。本文從近年來城域承載網(wǎng)的各層級(jí)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃協(xié)同點(diǎn)出發(fā)，研究并分析了城域承載網(wǎng)協(xié)同規(guī)劃策略及流程，從而提高運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)承載效率，減輕網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃工作量，對(duì)于未來3～5年的城域承載網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃工作具有重要指導(dǎo)意義。

圖4 多層級(jí)網(wǎng)絡(luò)的融合規(guī)劃流程

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