上海貝爾IP核心網(wǎng)三大升級(jí)策略

摘要

傳統(tǒng)IP核心網(wǎng)絡(luò)必須演進(jìn)，以適應(yīng)容量需求

流量增長(zhǎng)，100/400G技術(shù)以及設(shè)備淘汰，共同驅(qū)動(dòng)著IP核心演進(jìn)

提供詳細(xì)的方法幫助運(yùn)營(yíng)商評(píng)估各種轉(zhuǎn)型方案

通過(guò)IP核心網(wǎng)的升級(jí)削減成本

下一代核心路由平臺(tái)給予運(yùn)營(yíng)商新的機(jī)會(huì)來(lái)重新思考和升級(jí)IP核心網(wǎng)絡(luò)。這些平臺(tái)充分利用了近期100G以太網(wǎng)（Gbe）IP傳送和400Gb/s網(wǎng)絡(luò)處理器方面的突破性成就[1]。這樣，就使得運(yùn)營(yíng)商得以向更高容量和更經(jīng)濟(jì)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)遷移。

貝爾實(shí)驗(yàn)室近期針對(duì)歐洲某一線運(yùn)營(yíng)商的研究表明，下一代核心路由平臺(tái)在IP核心網(wǎng)絡(luò)升級(jí)中扮演了關(guān)鍵角色。該運(yùn)營(yíng)商所管理的是一個(gè)擁有超過(guò)100個(gè)局點(diǎn)的多級(jí)、雙平面IP核心網(wǎng)絡(luò)，面臨著三個(gè)方面的挑戰(zhàn)：

IP核心網(wǎng)絡(luò)鏈路和節(jié)點(diǎn)容量未被完全利用

IP核心網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)成本高

即將對(duì)IP對(duì)等點(diǎn)取消管制，這將極大的增加流量并改變IP核心的流量模型

為應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)并實(shí)現(xiàn)削減成本的目標(biāo)，運(yùn)營(yíng)商邀請(qǐng)貝爾實(shí)驗(yàn)室?guī)椭�其制定容量和成本�?yōu)化策略。在經(jīng)過(guò)詳細(xì)分析后，聯(lián)合工作組提出了三個(gè)策略：

提升鏈路利用率，挖掘未被使用的容量

減少I(mǎi)P骨干節(jié)點(diǎn)數(shù)量來(lái)優(yōu)化、簡(jiǎn)化IP核心架構(gòu)

采用下一代核心路由平臺(tái)提供更具伸縮性和經(jīng)濟(jì)的傳輸

策略一：提升鏈路利用率

提升鏈路利用率將幫助運(yùn)營(yíng)商管理高負(fù)荷網(wǎng)絡(luò)并節(jié)省傳送成本，而僅對(duì)最大限度（BE）流量的QoS造成微弱影響（圖1）。關(guān)鍵流量受到保護(hù)，不會(huì)被影響。研究發(fā)現(xiàn)運(yùn)營(yíng)商可實(shí)現(xiàn)不同程度的整體鏈路利用率優(yōu)化目標(biāo)：

從50%到67%，節(jié)省了23%的傳送成本，僅影響12%的最大限度流量。

從50%到80%，節(jié)省了30%的傳送成本，僅影響18%的最大限度流量。

來(lái)源：貝爾實(shí)驗(yàn)室

圖1. 提升鏈路利用率、降低傳送成本

策略二：減少I(mǎi)P核心節(jié)點(diǎn)的數(shù)量

減少I(mǎi)P核心網(wǎng)絡(luò)中骨干節(jié)點(diǎn)的數(shù)量將幫助運(yùn)營(yíng)商節(jié)省CAPEX。同時(shí)，在滿足業(yè)務(wù)可用性的前提下，還有助于節(jié)省空間和能耗（圖2）。研究發(fā)現(xiàn)IP骨干節(jié)點(diǎn)數(shù)量從100減少至40個(gè)時(shí)，將為運(yùn)營(yíng)商帶來(lái)：

5年內(nèi)路由器CAPEX節(jié)省23%

5年內(nèi)路由器空間和能耗節(jié)省48%

圖2. 減少I(mǎi)P骨干節(jié)點(diǎn)數(shù)量以降低CAPEX、空間占用和能耗

策略三： 采用下一代核心路由平臺(tái)

采用下一代核心路由平臺(tái)-阿爾卡特朗訊7950 XRS，將為運(yùn)營(yíng)商提供更具擴(kuò)展性和有效的傳送。研究發(fā)現(xiàn)，運(yùn)營(yíng)商越早向新平臺(tái)遷移，其長(zhǎng)期的整體擁有成本（TCO）就越低（圖三）。在未來(lái)五年期間，新的路由平臺(tái)在大多數(shù)IP核心站點(diǎn)僅需占用一個(gè)機(jī)架的空間，而采用傳統(tǒng)路由器則需持續(xù)添加新的機(jī)架，這就使工作部署周期大大縮短，維護(hù)成本降低。

圖3. 盡早開(kāi)始路由器替換可降低TCO

現(xiàn)在開(kāi)始，馬上遷移到下一代IP核心，不僅具備更高容量和端口密度以及更高性能，且資源占用更少，使得運(yùn)營(yíng)商得以：

5年間，節(jié)省37%的TCO（圖3中的FMO2），而采用漸進(jìn)到下一代平臺(tái)，TCO節(jié)省30%（圖三中的FMO1）。

節(jié)省60%的空間占用和功耗（圖4中的FMO1和FMO2）

圖4. 下一代核心路由平臺(tái)功耗降低

圖5. 機(jī)架數(shù)量減少降低了部署和維護(hù)的需求

盡管研究結(jié)果是基于該特定運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)，但研究中使用的原理和方法普遍適用于IP核心網(wǎng)。

是時(shí)候?qū)�IP核心網(wǎng)絡(luò)升級(jí)了

許多運(yùn)營(yíng)商都面臨著與本研究報(bào)告所提及案例類似的演進(jìn)需求，也能從對(duì)其IP核心網(wǎng)絡(luò)的重新思考和更新中獲益：

就像本文所提及的那個(gè)運(yùn)營(yíng)商一樣，其他運(yùn)營(yíng)商也在重新思考IP核心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和演進(jìn)需求，主要基于以下考慮：

流量增長(zhǎng)。未來(lái)五年，運(yùn)營(yíng)商在IP核心網(wǎng)絡(luò)將面臨3到8倍的流量增長(zhǎng)[2]。據(jù)貝爾實(shí)驗(yàn)室預(yù)測(cè)，到2017年，僅互聯(lián)網(wǎng)視頻一項(xiàng)，流量就將增長(zhǎng)逾6倍。

現(xiàn)有核心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)不適應(yīng)新業(yè)務(wù)的需求。老的10G技術(shù)和較低容量的平臺(tái)沒(méi)有對(duì)云的流量模式和高分布式應(yīng)用進(jìn)行優(yōu)化。

還有很多容量未被利用。前期的網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容、經(jīng)濟(jì)方面的限制以及對(duì)等網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)模式意味著流量未進(jìn)行優(yōu)化。

現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備能力漸顯疲態(tài)。傳統(tǒng)設(shè)備通常會(huì)面臨擴(kuò)容、功耗、備品備件方面的問(wèn)題。數(shù)據(jù)平面或控制平面缺乏擴(kuò)展性意味著后期投資難以保證有效的控制網(wǎng)絡(luò)成本。

現(xiàn)實(shí)要求運(yùn)營(yíng)商必須重新思考。由于并購(gòu)、融合、政府的政策和法規(guī)的變更，導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型和聚合將影響流量模式。網(wǎng)絡(luò)需要重新設(shè)計(jì)以優(yōu)化運(yùn)營(yíng)和成本。

競(jìng)爭(zhēng)激烈。運(yùn)營(yíng)商希望網(wǎng)絡(luò)容量得到最佳利用并籍此持續(xù)降低單位流量的傳送成本。

評(píng)估你的IP核心網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)

評(píng)估IP核心網(wǎng)絡(luò)更新策略，有著若干步驟。通過(guò)參與到幾個(gè)運(yùn)營(yíng)商的規(guī)劃和運(yùn)營(yíng)團(tuán)隊(duì)中，貝爾實(shí)驗(yàn)室提出了如下的演進(jìn)策略：

判定流量的基準(zhǔn)線和增長(zhǎng)趨勢(shì)。預(yù)測(cè)未來(lái)的寬帶、企業(yè)和移動(dòng)業(yè)務(wù)的流量模型和規(guī)模。采集足夠的測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)流量需求進(jìn)行預(yù)測(cè)，進(jìn)而對(duì)當(dāng)前流量需求做描述來(lái)進(jìn)行流量建模。

與新的設(shè)計(jì)需求相結(jié)合。考慮未來(lái)的流量模型和規(guī)模。某些情況下，這意味著要對(duì)影響流量的政策或法規(guī)的變化進(jìn)行預(yù)測(cè)。流量分析必須考慮到這些挑戰(zhàn)，且須在并不完整的流量數(shù)據(jù)集合上創(chuàng)建長(zhǎng)期的流量預(yù)測(cè)。

研究所有可行的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和流量工程再造:

優(yōu)化現(xiàn)有IP核心網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)以應(yīng)對(duì)變化的流量模型

調(diào)整流量工程目標(biāo)，從現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中充分挖掘潛在未使用容量

將高流量需求聚合在一起，使用更高效的40 GbE/100 GbE技術(shù)

整合局端資源，實(shí)現(xiàn)成本優(yōu)勢(shì)

向小規(guī)模拓?fù)溥w移；拓?fù)湓酱�，其效率就越低，且成本愈加高�?/P>

評(píng)估下一代路由技術(shù)，并比較各種網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型策略。對(duì)采用下一代核心路由平臺(tái)和升級(jí)演進(jìn)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)兩種方式進(jìn)行對(duì)比和評(píng)估。

獲取正確的工具和專業(yè)意見(jiàn)

貝爾實(shí)驗(yàn)室可為運(yùn)營(yíng)商提供工具和專業(yè)意見(jiàn)來(lái)建設(shè)一個(gè)更靈活的IP核心，以降低成本并保持網(wǎng)絡(luò)性能。下面列出了實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)的最佳方式：

先進(jìn)的流量建模和預(yù)測(cè)工具

流量工程和網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化算法

專家級(jí)的”技術(shù)-經(jīng)濟(jì)”分析能力

通過(guò)對(duì)這些工具的深入了解以及我們提供的專業(yè)意見(jiàn)，運(yùn)營(yíng)商能夠找出正確的步驟來(lái)達(dá)成下述目標(biāo)：

重新思考IP核心網(wǎng)絡(luò)并降低成本

在不增加網(wǎng)絡(luò)資源消耗的情況下，以成本優(yōu)化的方式提升網(wǎng)絡(luò)容量