IP城域網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃——基于海南有線寬帶業(yè)務(wù)的實踐分析

王永德

（作者單位：中國有線電視網(wǎng)絡(luò)有限公司海南分公司）

IP城域網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃——基于海南有線寬帶業(yè)務(wù)的實踐分析

王永德

（作者單位：中國有線電視網(wǎng)絡(luò)有限公司海南分公司）

結(jié)合市場需求和寬帶業(yè)務(wù)發(fā)展趨勢，分析IP城域網(wǎng)擴容建設(shè)規(guī)劃的原則和必要性。通過海南有線寬帶業(yè)務(wù)的實踐分析，基于合理的流量模型估算，一方面結(jié)合海南有線寬帶業(yè)務(wù)規(guī)模和設(shè)備的現(xiàn)狀，提出有針對性的規(guī)劃；另一方面，為增強競爭力和市場靈活性，設(shè)計了關(guān)鍵功能的部署和策略，也為給大客戶提供更好的寬帶服務(wù)，提出了有針對性的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計。

IP城域網(wǎng)；擴容；建設(shè)規(guī)劃

2010年1月13日，國務(wù)院常務(wù)會議決定加快推進(jìn)電信網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)三網(wǎng)融合。在國家推進(jìn)“三網(wǎng)融合”的政策中，符合條件的廣播電視企業(yè)可以經(jīng)營增值電信業(yè)務(wù)和部分基礎(chǔ)電信業(yè)務(wù)、互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)；整合有線電視網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)形態(tài)，推動移動多媒體廣播電視、手機電視、數(shù)字電視和寬帶上網(wǎng)等業(yè)務(wù)的應(yīng)用等重點內(nèi)容，這對廣電行業(yè)來說是巨大的機遇。

1　IP城域網(wǎng)擴容建設(shè)規(guī)劃的必要性及原則

1.1IP城域網(wǎng)擴容建設(shè)規(guī)劃的必要性

1.1.1滿足新增業(yè)務(wù)發(fā)展需求

技術(shù)的飛速發(fā)展加速了電信運營商的競爭趨勢。一方面，寬帶滿足了發(fā)送大型郵件附件、用戶自創(chuàng)內(nèi)容網(wǎng)站和互動式網(wǎng)絡(luò)游戲的需求；反過來，生活中不可或缺的許多應(yīng)用和不斷出現(xiàn)的新興互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用和服務(wù)需要大量帶寬的支持，又推動了寬帶的發(fā)展。因此，要在互聯(lián)網(wǎng)寬帶業(yè)務(wù)上具備競爭能力，必須充分挖掘用戶潛力，為用戶提供安全、可靠、高速的寬帶網(wǎng)絡(luò)。

1.1.2滿足寬帶提速需求

現(xiàn)階段寬帶網(wǎng)絡(luò)建設(shè)規(guī)模龐大，多媒體業(yè)務(wù)發(fā)展迅速，對現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)提出了更高的帶寬要求。但現(xiàn)有寬帶城域網(wǎng)存在問題較多，城域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、BRAS、終端設(shè)備、線路和支撐系統(tǒng)等多方面問題制約了全程的帶寬提速。因此，有必要對影響提速較大的寬帶網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、寬帶設(shè)備等方面進(jìn)行優(yōu)化與升級。

1.1.3提供綜合競爭力需求

目前，國內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)市場的競爭已經(jīng)進(jìn)入了白熱化階段，匯接層網(wǎng)絡(luò)平臺和業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的能力和功能都是直接影響運營商在該市場競爭能力的直接因素。在市場經(jīng)濟(jì)條件下，為適應(yīng)瞬息萬變的市場，贏得競爭的主動地位，及時獲取信息，成為企業(yè)生存的重要工具和手段。近年來，企業(yè)建設(shè)專用網(wǎng)的力度明顯加大，由此引發(fā)的互聯(lián)網(wǎng)需求也使公眾數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)在技術(shù)和規(guī)模上面臨巨大的挑戰(zhàn)。隨著電信市場的放開，高帶寬、技術(shù)領(lǐng)先的寬帶互聯(lián)網(wǎng)已逐步成為新的競爭熱點。為了在激烈的市場競爭中占據(jù)有利地位，有必要對互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)實施相應(yīng)的擴容和升級以提高IP城域網(wǎng)的生存性、技術(shù)前瞻性，增強業(yè)務(wù)控制層網(wǎng)絡(luò)的接入能力。

1.2IP城域網(wǎng)擴容建設(shè)規(guī)劃的原則

一是以市場和業(yè)務(wù)需求為導(dǎo)向，堅持效益優(yōu)先、按需適度擴容的原則，分步實施。整體網(wǎng)絡(luò)向“用戶可識別、業(yè)務(wù)可區(qū)分、質(zhì)量可控制、網(wǎng)絡(luò)可管理”的理念發(fā)展。二是寬帶城域網(wǎng)結(jié)構(gòu)應(yīng)做到層次清晰、結(jié)構(gòu)扁平化。三是規(guī)范設(shè)備功能，提高網(wǎng)絡(luò)資源利用率。

2　海南有線寬帶業(yè)務(wù)實例

海南有線IP城域網(wǎng)建設(shè)較晚，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較小。但隨著海南有線的不斷發(fā)展壯大、用戶的增長非常迅速，對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)提出了更高的要求。當(dāng)前，急需在網(wǎng)絡(luò)帶寬、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行擴建優(yōu)化調(diào)整，使之能夠提供高效優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。為此，海南有線啟動了中國有線海南IP城域網(wǎng)擴容工程主要包含大二層匯聚網(wǎng)及以上的設(shè)備建設(shè)內(nèi)容。此次擴容工程擬解決公眾互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)，OTT業(yè)務(wù)，互動業(yè)務(wù)，數(shù)據(jù)專線業(yè)務(wù)，以及IDC、視頻會議、視頻監(jiān)控等增值業(yè)務(wù)流量需求，近期滿足10萬戶寬帶用戶、5萬戶OTT用戶和10萬戶互動業(yè)務(wù)用戶的流量帶寬需求；遠(yuǎn)期滿足30萬寬帶用戶、30萬戶OTT用戶和30萬戶互動業(yè)務(wù)用戶的流量帶寬需求。

2.1業(yè)務(wù)需求分析

2.1.1用戶類型

海南有線目前在IP城域網(wǎng)范圍內(nèi)開展的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)包括：公眾互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)、互動業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)專線業(yè)務(wù)以及視頻類增值業(yè)務(wù)。本次規(guī)劃建設(shè)，因各數(shù)據(jù)專線業(yè)務(wù)和增值業(yè)務(wù)開通規(guī)模較小，僅對公眾寬帶互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)、互動業(yè)務(wù)和Over The Top（OTT）業(yè)務(wù)進(jìn)行分析。

根據(jù)海南有線相關(guān)部門提供的數(shù)據(jù)，全省寬帶用戶類型主要為4 M和10 M用戶，占比達(dá)到80%，相對于傳統(tǒng)運營商寬帶用戶，海南有線寬帶用戶接入速率普遍偏低。

2.1.2流量預(yù)測

2.1.2.1流量模型及系數(shù)取定

預(yù)測網(wǎng)絡(luò)流量應(yīng)考慮IP網(wǎng)絡(luò)承載的所有各類用戶和業(yè)務(wù)，網(wǎng)絡(luò)流量可估算為各類網(wǎng)絡(luò)流量之和，流量測算的重點在于公眾互聯(lián)網(wǎng)用戶流量、OTT流量和互動流量。

對于IP城域網(wǎng)的流量測算一般可以采用流量模型法。某一類用戶的網(wǎng)絡(luò)流量可按下式計算：

某類用戶網(wǎng)絡(luò)流量=用戶數(shù)×忙時用戶集中系數(shù)×某類業(yè)務(wù)每用戶平均接入帶寬×用戶平均帶寬占用率×出城域網(wǎng)流量比例

上述數(shù)據(jù)的取定一般應(yīng)來自于市場部門或現(xiàn)網(wǎng)流量數(shù)據(jù)，同時結(jié)合業(yè)務(wù)發(fā)展目標(biāo)等相關(guān)數(shù)據(jù)。

忙時用戶集中系數(shù)：指每日最忙的1小時內(nèi)在線用戶占總用戶的比例，取定50%。

某類業(yè)務(wù)每用戶平均接入帶寬：某類業(yè)務(wù)用戶平均的接入速率，如2 M、4 M、8 M、20 M用戶的加權(quán)平均值。

用戶平均帶寬占用率：指忙時用戶對帶寬使用率，該數(shù)據(jù)應(yīng)參照現(xiàn)網(wǎng)忙時在線用戶戶均流量與戶均接入帶寬。依據(jù)現(xiàn)狀并考慮了帶寬提速等因素，用戶平均帶寬占用率如表1所示。

表1　用戶平均帶寬占用率

出城域網(wǎng)流量比例：考慮到工程測算的簡易和可操作性，且當(dāng)前流量主要為垂直流量，所以一般直接考慮產(chǎn)生流量節(jié)點的80%流量為出口流量簡化測算，其中OTT流量和互動流量為網(wǎng)內(nèi)流量，不出城域網(wǎng)。

互聯(lián)網(wǎng)專線業(yè)務(wù)：業(yè)務(wù)較少，近期流量取定為1 Gbps，遠(yuǎn)期流量取定為3 Gbps。

出網(wǎng)流量比例及帶寬冗余系數(shù)：公眾互聯(lián)網(wǎng)用戶出網(wǎng)流量比例80%。廣域網(wǎng)帶寬冗余系數(shù)70%。

2.1.2.2城域網(wǎng)核心出口流量預(yù)測及匯聚層流量測算

城域網(wǎng)業(yè)務(wù)總流量包括公眾互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)流量、OTT流量、互動業(yè)務(wù)流量和IDC業(yè)務(wù)流量。

其中公眾互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)流量包含家庭寬帶流量與互聯(lián)網(wǎng)專線流量根據(jù)用戶發(fā)展預(yù)測及流量模型，可計算出滿足期城域網(wǎng)內(nèi)各類業(yè)務(wù)流量需求及城域出網(wǎng)整體流量見表2。

表2　城域網(wǎng)內(nèi)各類業(yè)務(wù)流量需求預(yù)計 Gbps

出口帶寬需求要考慮0.7冗余系數(shù)來計算，因此2017年底帶寬需求=23/0.7=33G，需要擴容23G出口帶寬，2021年底帶寬需求=185/0.7=179G。

對于互聯(lián)網(wǎng)專線業(yè)務(wù)量較小的匯聚區(qū)，新建業(yè)務(wù)控制層設(shè)備時建議采用綜合接入的方式。即BRAS/SR合設(shè)時，匯聚層流量即為BRAS上承載流量。

對于互聯(lián)網(wǎng)專線業(yè)務(wù)量較大的匯聚區(qū)，即BRAS/SR分設(shè)時，匯聚層流量為BRAS和SR上承載流量之和。IP城域網(wǎng)匯聚層BRAS主要承載家庭寬帶業(yè)務(wù)和OTT點播業(yè)務(wù)。IP城域網(wǎng)匯聚層SR主要承載專線接入業(yè)務(wù)和互動業(yè)務(wù)。

2.1.3業(yè)務(wù)功能分析

IP城域網(wǎng)是本地業(yè)務(wù)區(qū)內(nèi)多種業(yè)務(wù)的綜合匯聚接入網(wǎng)絡(luò)，因此，必須滿足多種不同業(yè)務(wù)對網(wǎng)絡(luò)服務(wù)指標(biāo)的要求，以保證多種業(yè)務(wù)的正常開展。就目前現(xiàn)有業(yè)務(wù)而言，主要提供的業(yè)務(wù)類型包括高速上網(wǎng)、專線互聯(lián)、IP語音、視頻播放業(yè)務(wù)以及多種增值業(yè)務(wù)等。高速上網(wǎng)業(yè)務(wù)要求高帶寬，對時延沒有嚴(yán)格要求；專線互聯(lián)業(yè)務(wù)要求有固定保障帶寬，滿足互聯(lián)電路的可靠傳送；IP語音業(yè)務(wù)要求嚴(yán)格的實時性，對帶寬則要求不高；視頻播放類業(yè)務(wù)要求提供節(jié)目源組播功能，降低骨干帶寬，OTT、互動業(yè)務(wù)提供高可靠服務(wù)質(zhì)量（QoS）保障。

因此，在IP城域網(wǎng)內(nèi)必須提供組播能力、MPLS VPN功能以及對大客戶等重要業(yè)務(wù)提供差異化的IP/VPN承載通道和精細(xì)化的QoS保障。

海南有線IP城域網(wǎng)未部署QoS，后期根據(jù)業(yè)務(wù)需要要求部署QoS；業(yè)務(wù)控制層及以上已部署MPLS VPN，SR路由器、BRAS作為PE設(shè)備，城域核心層路由器作為P設(shè)備；暫未部署組播。

2.2IP城域網(wǎng)存在問題

通過對IP城域網(wǎng)現(xiàn)狀的分析，IP城域網(wǎng)目前存在如下幾點問題。

一是寬帶接入服務(wù)器（BAS）設(shè)備老化。在網(wǎng)13臺BAS中，10臺MA5200G屬于2.5 G平臺，屬于EOS產(chǎn)品，華為不再提供任何服務(wù)，2臺ME60-8屬于10 G平臺，擴容能力有限，同時很快將面臨EOS問題。目前，數(shù)據(jù)城域網(wǎng)沒有單獨的RR路由反射器，RR配置在海口2臺核心路由器，按照流量不能經(jīng)過RR路由反射器的設(shè)計原則，需要單獨部署RR路由反射器。此外，OLT到BAS、BAS到SR7750的帶寬還停留在1 G和2 G，沒有辦法支撐大規(guī)模發(fā)展大帶寬寬帶用戶和OTT業(yè)務(wù)；市縣網(wǎng)絡(luò)不利于大量發(fā)展業(yè)務(wù)。二是IP城域網(wǎng)重要設(shè)備部署于海口、三亞兩個地方，除了?？凇⑷齺喭獾?6個市縣，僅部署OLT設(shè)備，同時到基地中心的上聯(lián)帶寬僅有1 G，不利于大量發(fā)展業(yè)務(wù)。

2.3IP城域網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃目標(biāo)

原則上，各城域網(wǎng)應(yīng)在規(guī)劃期內(nèi)按照“本地網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)架構(gòu)”，完成結(jié)構(gòu)的優(yōu)化調(diào)整，形成層級清晰、布局合理、滿足各類業(yè)務(wù)接入需求、支持常態(tài)化擴容的IP城域網(wǎng)結(jié)構(gòu)和資源部署。

提高差異化服務(wù)能力，部署QOS策略，為大客戶專線等重點業(yè)務(wù)提供質(zhì)量保障。

立足三網(wǎng)融合的建設(shè)需求，構(gòu)建高性能的IP網(wǎng)架構(gòu)，既滿足目前業(yè)務(wù)的承載，又面向未來業(yè)務(wù)的發(fā)展和互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的多元化。推進(jìn)業(yè)務(wù)控制層多業(yè)務(wù)綜合接入。

3　結(jié)語

有線電視網(wǎng)絡(luò)應(yīng)以業(yè)務(wù)承載網(wǎng)的業(yè)務(wù)安全重要性為主導(dǎo)，結(jié)合物理傳輸網(wǎng)服務(wù)區(qū)域、責(zé)任主體等來確定信息安全等級。根據(jù)有線電視網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)服務(wù)安全需求和業(yè)務(wù)信息安全需求，三網(wǎng)融合的有線電視網(wǎng)絡(luò)應(yīng)根據(jù)國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)自主定級，并按照相應(yīng)等級的等級保護(hù)要求進(jìn)行規(guī)劃、設(shè)計和建設(shè)。