城域承載網(wǎng)多專業(yè)協(xié)同規(guī)劃研究

摘 要

本文首先通過OLT節(jié)點在網(wǎng)絡部署中的地位，提出城域承載網(wǎng)多專業(yè)協(xié)同規(guī)劃的必要性和重要性，然后介紹了城域網(wǎng)技術發(fā)展趨勢及承載的業(yè)務類型。在此基礎上提出城域網(wǎng)多專業(yè)協(xié)同規(guī)劃流程以及各專業(yè)協(xié)同規(guī)劃的重點。

【關鍵詞】城域網(wǎng) 協(xié)同 網(wǎng)絡規(guī)劃

1 引言

隨著中國電信“寬帶中國，光網(wǎng)城市”戰(zhàn)略的實施，以及云計算、IPTV、互聯(lián)網(wǎng)視頻、LTE、大顆粒政企專線等新業(yè)務的快速發(fā)展，F(xiàn)TTX以其自身的優(yōu)勢，成為寬帶接入層應用的最優(yōu)選擇。

其中，OLT在FTTX發(fā)展中，起著承上啟下的作用。OLT上聯(lián)城域網(wǎng)，接入層的寬帶流量全部通過OLT匯聚到城域網(wǎng)，城域網(wǎng)域將有超過一半的流量來源于OLT。同時，OLT需要ODN的承載方可接入到每個寬帶用戶，OLT的承載的用戶數(shù)量將決定光纜專業(yè)建設規(guī)模。另一方面，隨著無線上網(wǎng)應用的不斷推廣，原有的基站傳輸設備已無法滿足日益增加的帶寬需求，IP RAN技術的產(chǎn)生有效地支撐了無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡，而IPRAN也是同時接入到城域網(wǎng)，并依賴原有的ODN進行業(yè)務承載組網(wǎng)，如圖1所示，OLT、城域網(wǎng)、IP RAN設備、ODN、ODN節(jié)點之間組成了一個較為復雜的網(wǎng)絡，網(wǎng)絡中的各個部分互相依賴，互相制約，只有協(xié)調(diào)好網(wǎng)絡內(nèi)部的需求關系，才能發(fā)揮各種類型的網(wǎng)絡資源，從而實現(xiàn)投資利益最大化。因此，城域網(wǎng)絡規(guī)劃中，各專業(yè)協(xié)同規(guī)劃，對于運營商提升網(wǎng)絡綜合投資效益，有著重要的意義，如圖1所示。

2 城域網(wǎng)技術發(fā)展趨勢

未來IP城域網(wǎng)將成為城域內(nèi)的最主要的多業(yè)務綜合承載網(wǎng)絡，承載包括互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務、互聯(lián)視頻業(yè)務、話音業(yè)務、政企業(yè)務和基站回傳等業(yè)務。IP路由器設備將持續(xù)向大容量、多業(yè)務承載的智能化平臺演進；IP城域網(wǎng)的CR設備將普遍為100G平臺；城域網(wǎng)內(nèi)接入控制層設備將普遍為40G平臺，城域網(wǎng)內(nèi)的帶寬顆粒將普遍為10GE顆粒。

下一代MSE設備能夠同時完成目前IP城域網(wǎng)中的BRAS和SR功能，能夠同時具備PPPoE接入和IpoE接入能力，具備承載較大規(guī)模MPLS VPN業(yè)務能力；同時，隨著業(yè)務和終端向開放式、融合的互聯(lián)網(wǎng)平臺演進，單邊緣將成為未來IP城域網(wǎng)的主要業(yè)務接入模式。城域內(nèi)的多種自營業(yè)務將逐步由封閉式形態(tài)轉變至開放式形態(tài)，在單一平面上承載多業(yè)務網(wǎng)絡效率最高、業(yè)務部署最方便。未來IP城域網(wǎng)將堅持在單一平面上承載多種業(yè)務，已有的第二平面將逐步融合至單一平面上，如圖2所示。

3 城域網(wǎng)業(yè)務承載多樣化

近年來，城域網(wǎng)的業(yè)務類型和流量規(guī)模迅速增加，對城域網(wǎng)的網(wǎng)絡架構提出更高的要求；IPv6、100G IP和傳輸鏈路、MSE、BRAS集群、OTN二層匯聚、IP RAN、GPON等新技術發(fā)展也為城域承載網(wǎng)架構發(fā)展奠定了技術基礎。因此，在城域網(wǎng)總體網(wǎng)絡架構進一步向“大容量、少節(jié)點、扁平化”的方向發(fā)展的基礎上，研究細化城域承載網(wǎng)目標架構，推動現(xiàn)網(wǎng)逐步向更加合理的目標架構平滑演進，成為當前城域網(wǎng)網(wǎng)絡規(guī)劃的重點工作之一。要規(guī)劃出合理的城域網(wǎng)目標架構，必須對城域范圍內(nèi)的IP、傳輸、接入等各專業(yè)網(wǎng)絡進行統(tǒng)籌考慮，協(xié)同規(guī)劃。

3.1 互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務

互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務是城域內(nèi)主要的業(yè)務類型，互聯(lián)網(wǎng)流量仍然是IP城域網(wǎng)中流量占比最大的流量。隨著“寬帶中國光網(wǎng)城市”戰(zhàn)略的推進，今后城市區(qū)域將全面提供20M及以上的接入能力，用戶平均流量可能出現(xiàn)突發(fā)性增長。在規(guī)劃時應關注以下幾點：

3.1.1 用戶規(guī)模

包括公眾客戶和政企專線客戶；主要用于城域網(wǎng)流量預測及ODN光纜纖芯預測。

3.1.2 用戶平均流量

包括公眾客戶和政企專線客戶。主要用作城域網(wǎng)設備、OLT設備的帶寬規(guī)劃，流量預測是互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務的關鍵參數(shù)；為保證目標網(wǎng)規(guī)劃的前瞻性，在規(guī)劃流量時，定義兩組數(shù)據(jù)，分別對應保守型的流量預測和激進型流量預測。后續(xù)網(wǎng)絡規(guī)劃時可同時參考這兩組流量預測數(shù)據(jù)。

3.1.3 流量流向

城域內(nèi)的互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務仍然按照直上直下的匯聚型規(guī)劃，本地業(yè)務流量規(guī)模預測在10%以下（進入CR流量占進入BRAS流量的90%）。對于城域內(nèi)部署有IDC的本地網(wǎng)，IDC流量和普通用戶的流量分開規(guī)劃和計算，IDC流量只直接占用CR資源，城域內(nèi)IDC流量全部為城域內(nèi)用戶服務。

3.2 互聯(lián)網(wǎng)視頻業(yè)務

互聯(lián)網(wǎng)視頻業(yè)務是指通過中國電信自營CDN平臺分發(fā)的視頻業(yè)務（未使用中國電信自營CDN的視頻業(yè)務，納入普通互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務規(guī)劃），包括IPTV業(yè)務、互聯(lián)網(wǎng)視頻業(yè)務和未來的互聯(lián)網(wǎng)電視業(yè)務。

在規(guī)劃時，對IPTV業(yè)務和互聯(lián)網(wǎng)視頻業(yè)務分開規(guī)劃。確定目標網(wǎng)架構下各種視頻業(yè)務的用戶規(guī)模、用戶行為特征和節(jié)目碼率特征。自營業(yè)務的CDN需求滿足包括IPTV業(yè)務和互聯(lián)網(wǎng)視頻等全部自營視頻業(yè)務需求，采用融合平臺滿足需求。

（1）用戶規(guī)模，包括IPTV業(yè)務、互聯(lián)網(wǎng)視頻業(yè)務等。

（2）用戶行為和碼率。

（3）CDN需求，可參考本地網(wǎng)已有CDN節(jié)點流能力，根據(jù)用戶規(guī)模情況，計算CDN節(jié)點總的流能力需求與節(jié)點數(shù)目需求。

（4）視頻業(yè)務在城域內(nèi)的命中率，城域內(nèi)部署了區(qū)域中心和POP點的，按照POP點命中70%，區(qū)域中心+POP點命中95%計算流量。

3.3 話音業(yè)務

未來的話音業(yè)務將全面向IP化轉變，未來的IP化話音的主要類型應包括FTTH/E8-C話音業(yè)務、SIP終端話音業(yè)務和軟終端話音業(yè)務。本地網(wǎng)可根據(jù)這三類業(yè)務分開描述。由于話音業(yè)務的流量較小，在容量規(guī)劃時可暫不考慮用戶側流量。

BAC設備是未來城域內(nèi)話音業(yè)務的主要終結網(wǎng)關，在目標網(wǎng)規(guī)劃中，應根據(jù)話音用戶規(guī)模和BAC設備容量，計算并規(guī)劃城域范圍內(nèi)的BAC設備數(shù)量和部署位置。

3.4 基站回傳業(yè)務

LTE基站增加了X2、S1接口，要求承載網(wǎng)能滿足基站多歸屬連接及基站間連接需求，本質是要求具備點到多點間通信的能力，現(xiàn)有MSTP無法滿足該需求，LTE網(wǎng)絡將采用IPRAN技術承載，其核心層直接與BSC或者IP城域網(wǎng)相連，因此這部分的業(yè)務流量在網(wǎng)絡規(guī)劃中應加以重點考慮。

3.5 政企業(yè)務

對于大顆粒業(yè)務（GE以上），應引入OTN承載；小顆粒業(yè)務，建設IP RAN的本地網(wǎng)，由前端部門逐步引導本地組網(wǎng)型大客戶業(yè)務由MSTP向綜合接入網(wǎng)遷移。對于專線業(yè)務競爭激烈的區(qū)域，大客戶業(yè)務可繼續(xù)采用MSTP承載。

4 城域網(wǎng)多專業(yè)協(xié)同規(guī)劃流程

城域承載網(wǎng)多專業(yè)協(xié)同規(guī)劃工作中，重點需要在接入網(wǎng)、IP城域網(wǎng)業(yè)務接入控制層和傳輸網(wǎng)之間進行協(xié)同規(guī)劃，規(guī)劃總體流程和主要成果如圖3所示。

根據(jù)用戶和業(yè)務需求預測，對OLT現(xiàn)有布局進行優(yōu)化，并對每個OLT節(jié)點的上聯(lián)鏈路進行規(guī)劃；根據(jù)CDN的結構和CDN節(jié)點部署情況，業(yè)務接入控制層節(jié)點數(shù)有相對集中和相對分散兩種思路：集中式部署與CDN同局址，分散式部署接入控制層節(jié)點數(shù)較CDN節(jié)點多。按照該兩種思路確定接入控制層節(jié)點數(shù)兩套方案。

結合OLT節(jié)點布局和OLT上聯(lián)鏈路，針對每套方案確定每個接入控制層節(jié)點對應的OLT節(jié)點組（原則上不同OLT節(jié)點組流量需求在同一量級），以及接入控制層局點設備上下行端口配置。在統(tǒng)籌考慮IP、OLT、政企客戶等對傳輸和光纜的承載需求，進行傳輸、光纜和業(yè)務接入控制層的協(xié)同規(guī)劃，得出業(yè)務接入控制層物理位置、OTN規(guī)劃方案、光纜規(guī)劃方案。

5 城域網(wǎng)與其他專業(yè)協(xié)同

如何設置接入控制層設備物理局點，參考接入網(wǎng)OLT局點情況和上聯(lián)電路需求，綜合考慮不同布局模式下的光纖/傳輸資源消耗情況，選擇最優(yōu)的物理局點?？梢詫Σ煌季址桨高M行比較和綜合成本分析。

如何確定IP城域網(wǎng)設備的帶寬顆粒，主要聚焦在接入控制層設備。上行帶寬選擇10GE電路為主，根據(jù)局點設置情況和上行總容量需求，對光纖和傳輸系統(tǒng)資源的消耗情況進行統(tǒng)計，與傳輸專業(yè)共同確定規(guī)模；下聯(lián)帶寬顆粒應以GE或是10GE為主，城域網(wǎng)專業(yè)提供各業(yè)務接入控制層的BRAS/SR節(jié)點資源以及匯聚交換機資源情況，供接入網(wǎng)專業(yè)選擇OLT上行配置類型及歸屬節(jié)點。OLT專業(yè)根據(jù)業(yè)務發(fā)展情況，確定新增網(wǎng)元節(jié)點，并向城域網(wǎng)專業(yè)提出上聯(lián)設備與端口需求。城域網(wǎng)專業(yè)再根據(jù)現(xiàn)有設備情況，如端口利用率、槽位使用情況以及承載用戶現(xiàn)狀，向OLT專業(yè)提出反饋，對于部分存在承載用戶數(shù)過高，設備端口緊缺情況的設備，建議改接到另外一臺上聯(lián)設備；或根據(jù)OLT專業(yè)提供的業(yè)務及流量預測情況，建議采用通過交換機匯聚或直聯(lián)業(yè)務控制層設備。城域網(wǎng)專業(yè)可根據(jù)實際電路數(shù)量與接入專業(yè)、傳輸專業(yè)共同確定。

如何確定CDN節(jié)點布局：總的目標是希望可以實現(xiàn)區(qū)域中心+POP點命中城域內(nèi)95%的業(yè)務流量。與CDN專業(yè)溝通，盡量從CDN的角度出發(fā)選擇其在城域網(wǎng)內(nèi)的分布范圍；在IP城域網(wǎng)CR設備擴展性收到影響時，推動CDN節(jié)點分布式部署。

6 傳輸專業(yè)與其他專業(yè)協(xié)同

傳輸網(wǎng)絡是多專業(yè)協(xié)同的底層基礎承載網(wǎng)絡，需要向上滿足IP城域網(wǎng)、接入網(wǎng)等多專業(yè)的承載需求。在其他專業(yè)傳輸需求輸入下，傳輸專業(yè)應根據(jù)波分、光纜現(xiàn)狀和傳輸網(wǎng)絡的新技術應用，如OTN部署等，制定目標網(wǎng)絡架構。

傳輸及光纜專業(yè)向IP城域網(wǎng)專業(yè)提供中繼層OTN節(jié)點分布情況，中繼光纜資源情況，供IP城域網(wǎng)業(yè)務控制層節(jié)點選擇參考。同時，根據(jù)光纜傳輸?shù)脑靸r對比，為城域網(wǎng)選擇最優(yōu)的承載方式。

傳輸及光纜專業(yè)根據(jù)PON和IPRAN網(wǎng)絡提供的節(jié)點分布情況和上行鏈路需求情況，設置匯聚層OTN節(jié)點，制定網(wǎng)絡拓撲，并在光纜和OTN間選擇最優(yōu)的承載方式。

積極跟蹤OTN端口匯聚功能的應用，與數(shù)據(jù)、接入專業(yè)協(xié)同，以提高鏈路利用率、減低綜合建設成本為原則，研究在OLT上行鏈路GE-10GE端口匯聚功能應用的可能性。

7 結束語

城域承載網(wǎng)是由OLT、城域網(wǎng)、IP RAN設備、ODN、ODN節(jié)點之間組成了一個較為復雜的網(wǎng)絡，只有做好各專業(yè)協(xié)同規(guī)劃，才能有利于周邊專業(yè)圍繞數(shù)據(jù)網(wǎng)絡節(jié)點布局提前做好資源規(guī)劃和儲備，才能把握整個城域承載網(wǎng)規(guī)劃的方向，為運營商的網(wǎng)絡規(guī)劃提供正確的指引。

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作者簡介

余君（1982-），男，安徽省黃山市人。工程碩士學位。現(xiàn)為廣東科學技術職業(yè)學院電子技術工程師。主要研究方向為有線傳輸通信、IT項目管理等。

作者單位

廣東科學技術職業(yè)學院 廣東省珠海市 519090