城域綜合承載傳送網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)[圖]

摘要：隨著業(yè)務(wù)和電信網(wǎng)絡(luò)的IP化和寬帶化，在城域（本地）網(wǎng)實現(xiàn)各種業(yè)務(wù)的綜合承載傳送已成為可能。根據(jù)各種承載業(yè)務(wù)的特點和網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀，提出城域綜合承載傳送網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、業(yè)務(wù)承載及網(wǎng)絡(luò)演示方式。

0  前言

業(yè)務(wù)的IP化和寬帶化推動了電信網(wǎng)絡(luò)的IP化，網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)屬性的趨同使得各種業(yè)務(wù)在網(wǎng)絡(luò)各個層面的綜合承載傳送成為可能。目前在城域網(wǎng)中各種業(yè)務(wù)的承載和傳送網(wǎng)絡(luò)分別設(shè)置，網(wǎng)絡(luò)組織和保護方式各不相同，設(shè)備功能和形態(tài)等差異較大，采用同樣的設(shè)備形態(tài)組織適合各種業(yè)務(wù)承載與傳送的網(wǎng)絡(luò)是城域承載傳送網(wǎng)的發(fā)展目標(biāo)。本文在對各種業(yè)務(wù)屬性和特點分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源的現(xiàn)狀和發(fā)展，提出城域綜合承載傳送網(wǎng)的目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及其演進方式。

1  城域網(wǎng)的業(yè)務(wù)與現(xiàn)狀

1.1  城域網(wǎng)的業(yè)務(wù)現(xiàn)狀與發(fā)展

目前城域網(wǎng)中主要包括移動回傳（2G移動回傳、3G移動回傳）、家庭客戶接入（固定寬帶及語音等）以及集團客戶（TDM專線、ATM專線、以太網(wǎng)專線及L3VPN業(yè)務(wù)）等業(yè)務(wù)，未來還將包括LTE移動回傳、IPTV等業(yè)務(wù)，這些業(yè)務(wù)將由城域綜合承載傳送網(wǎng)進行承載。

從業(yè)務(wù)流量特點、對服務(wù)質(zhì)量要求等方面綜合考慮，可將上述業(yè)務(wù)劃分為兩大類。

a） 普通互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)。主要包括固定寬帶業(yè)務(wù)（包括集團客戶）的互聯(lián)網(wǎng)專線接入。業(yè)務(wù)關(guān)鍵特點為流量大、突發(fā)性強、控制難度大；無明確質(zhì)量要求，均為盡力而為業(yè)務(wù)；承載網(wǎng)絡(luò)要求高度開放。

b） 電信級業(yè)務(wù)。主要包括移動回傳、固定語音、IPTV、集團客戶專線等業(yè)務(wù)。業(yè)務(wù)關(guān)鍵特點為流量模型相對穩(wěn)定，便于控制；主要是運營商網(wǎng)內(nèi)業(yè)務(wù)或集團客戶業(yè)務(wù)，安全可控；有嚴(yán)格的質(zhì)量要求；承載網(wǎng)絡(luò)的封閉性要求強。

由于業(yè)務(wù)部署策略和流量模型差異較大，各運營商的城域承載傳送網(wǎng)可根據(jù)自身需要采用多張網(wǎng)或1張網(wǎng)方式，當(dāng)上述2種業(yè)務(wù)在使用帶寬具有一定的可比性時，建議采用2張網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，因為承載普通互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)和電信級業(yè)務(wù)的QoS策略相差較大，在2張網(wǎng)上分開承載使得2張網(wǎng)均具有較好的擴展性，適于各種業(yè)務(wù)的發(fā)展。

1.2  城域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀

目前，我國各運營商的城域網(wǎng)主要包括本地傳輸網(wǎng)、IP城域網(wǎng)、寬帶接入網(wǎng)等，其中本地傳輸網(wǎng)包括移動回傳網(wǎng)和固網(wǎng)傳輸網(wǎng)2個部分。具體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)詳見圖1。

圖1 城域網(wǎng)現(xiàn)狀結(jié)構(gòu)圖

本地傳輸網(wǎng)以傳送移動回傳業(yè)務(wù)為主，各運營商根據(jù)自身情況不同主要采用SDH/MSTP、WDM/OTN、PTN等技術(shù)，提供基站至BSC/RNC之間的傳輸通道，覆蓋范圍廣。IP城域網(wǎng)采用IP/MPLS技術(shù)，是互聯(lián)網(wǎng)骨干網(wǎng)在城域部分的延伸，僅覆蓋核心及部分匯聚節(jié)點，覆蓋范圍小。寬帶接入網(wǎng)主要采用xPON和DSL方式，目前與移動基站之間獨立組網(wǎng)，重復(fù)節(jié)點很少。光纜網(wǎng)絡(luò)和管道是各種網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)資源，基站接入和固網(wǎng)接入的骨干路由及網(wǎng)絡(luò)的核心匯聚層光纜、管道等基礎(chǔ)資源均可以實現(xiàn)共享。

2  城域承載傳送網(wǎng)的目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

2.1  需要考慮的基本原則

城域承載傳送網(wǎng)目標(biāo)架構(gòu)的確定應(yīng)主要考慮以下基本原則。

a） 保持本地網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)有基本層次結(jié)構(gòu)不變，包括核心層、匯聚層、邊緣層、接入層。其原因在于現(xiàn)有光纖光纜網(wǎng)為代表的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)是下一步網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和發(fā)展的基礎(chǔ)，在此基礎(chǔ)上進行完善，從而形成適合未來多業(yè)務(wù)承載與傳送的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。不宜因為某一種新業(yè)務(wù)的引入或者綜合承載的需要而從根本上改變現(xiàn)有光纜網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，以免增設(shè)大量光纜線路。

b） 抓住影響本地網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的主要業(yè)務(wù)，根據(jù)各運營商業(yè)務(wù)發(fā)展的重點，主要分析面向移動業(yè)務(wù)的移動回傳網(wǎng)絡(luò)和面向固定寬帶業(yè)務(wù)的IP城域網(wǎng)絡(luò)2種網(wǎng)絡(luò)融合的可能性和切入點，對于集團客戶專線這樣具有不確定性的業(yè)務(wù)是次要考慮的問題。

c） 圍繞業(yè)務(wù)特點重點考慮網(wǎng)絡(luò)功能而非現(xiàn)有技術(shù)，不要限制于設(shè)備技術(shù)而影響網(wǎng)絡(luò)功能、結(jié)構(gòu)層次等主要問題。

d） 在綜合承載傳送的環(huán)境下，不僅應(yīng)考慮傳統(tǒng)傳輸網(wǎng)中需要考慮的電路安排、網(wǎng)絡(luò)保護等問題，還應(yīng)考慮由于IP技術(shù)引入的三層功能和二層功能的定位和應(yīng)用問題，真正實現(xiàn)在傳輸和數(shù)據(jù)技術(shù)融合的背景下考慮網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。

2.2  參考目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

目前多個運營商和MEF、BBF等多個國際標(biāo)準(zhǔn)化組織均在研究城域承載傳送網(wǎng)的目標(biāo)架構(gòu)，但可參考的文件并不多。圖2示出的是我國CCAS結(jié)合BBF相關(guān)文件提出的有關(guān)城域綜合承載傳送網(wǎng)的參考目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。

這里需要注意的一個關(guān)鍵問題是IP/MPLS中三層網(wǎng)絡(luò)、二層網(wǎng)絡(luò)的功能定位不同，應(yīng)根據(jù)需求應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中的不同層次，綜合考慮成本，采用合適的覆蓋范圍。目前，業(yè)務(wù)加速IP化，包括業(yè)務(wù)動態(tài)化、業(yè)務(wù)網(wǎng)池組化，未來的業(yè)務(wù)不再是靜態(tài)的點到點連接，而是動態(tài)的、多點到多點的連接。業(yè)務(wù)需求的發(fā)展要求承載網(wǎng)具備三層尋址功能。

如果網(wǎng)絡(luò)全部采用三層功能，即三層動態(tài)到邊緣，則在邊緣接入層可能會引入過多故障，如軟件故障、協(xié)議故障等，導(dǎo)致管理難度大；同時，目前IP承載網(wǎng)絡(luò)單域節(jié)點限制在500個以內(nèi)，三層延伸到邊緣必須采用層次化的方案，端到端的優(yōu)勢不大。同時，主要的電信級業(yè)務(wù)均可采用二層的邊緣接入網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)高效的業(yè)務(wù)接入和傳送，能夠滿足業(yè)務(wù)需求。因此，三層網(wǎng)絡(luò)不宜全面覆蓋邊緣接入層。

因此，城域承載傳送網(wǎng)絡(luò)應(yīng)形成清晰的網(wǎng)絡(luò)功能層次，核心匯聚層目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)支持IP/MPLS（-TP）技術(shù)，實現(xiàn)動態(tài)三層網(wǎng)絡(luò)的靈活承載和各種業(yè)務(wù)的高效承載與傳送；邊緣接入層可采用二層（MPLS-TP或其他以太網(wǎng)）技術(shù)，實現(xiàn)經(jīng)濟、可靠的高帶寬業(yè)務(wù)接入和傳送。

事實上，現(xiàn)有寬帶城域網(wǎng)也采用了核心匯聚為三層，邊緣接入為二層的功能層次，以實現(xiàn)功能與成本、維護之間的平衡。

圖2中的（1）至（5）描述了從邊緣接入到核心匯聚網(wǎng)絡(luò)基于MPLS功能的位置及綜合業(yè)務(wù)承載網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用范圍而提出的多種業(yè)務(wù)部署場景，這里不再贅述。

圖2 城域綜合承載與傳送網(wǎng)絡(luò)參考目標(biāo)架構(gòu)

2.3  業(yè)務(wù)部署方式

在綜合業(yè)務(wù)承載傳送網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，可通過PW、LSP或L3VPN等技術(shù)手段提供各種業(yè)務(wù)。對于移動回傳業(yè)務(wù)，可采用TDM和以太網(wǎng)/IP方式提供業(yè)務(wù)，并要求所有在接入節(jié)點完成的封裝均在核心節(jié)點具有合適的適配機制，以提供兼容接口來實現(xiàn)與BSC/RNC的互聯(lián)。對于集團客戶專線業(yè)務(wù)，根據(jù)用戶要求采用TDM、以太網(wǎng)、ATM和IP業(yè)務(wù)提供方式。對于家庭用戶接入業(yè)務(wù)，可采用IP業(yè)務(wù)提供方式。針對IPTV業(yè)務(wù)，需進行組播機制的部署。

3  城域承載傳送網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)演進

一般來講，影響城域承載傳送網(wǎng)演進的主要因素包括：

a） 業(yè)務(wù)需求。業(yè)務(wù)總量、電信級業(yè)務(wù)的比例、業(yè)務(wù)發(fā)展趨勢等。

b） 網(wǎng)絡(luò)資源狀況。網(wǎng)絡(luò)空余容量、IP城域網(wǎng)/移動回傳網(wǎng)的規(guī)模及覆蓋等。

c） 技術(shù)現(xiàn)狀。成熟度、互通能力、價格等。

從目前的業(yè)務(wù)發(fā)展、網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀和技術(shù)發(fā)展看，目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的形成需要中長期的分階段持續(xù)建設(shè)，難以在短期內(nèi)完成。主要原因如下。

a） 業(yè)務(wù)發(fā)展的不確定性。LTE技術(shù)大規(guī)模的引入尚無明確的時間表，LTE引入后與現(xiàn)有3G、2G業(yè)務(wù)網(wǎng)的發(fā)展關(guān)系有待進一步明確。

b） MPLS-TP的標(biāo)準(zhǔn)化需要一定的時間。ITU-T預(yù)計2012年年內(nèi)投票決定其OAM方式，但真正體系化的標(biāo)準(zhǔn)完成至少要到2013年中。

c） 傳輸技術(shù)與數(shù)據(jù)技術(shù)的融合發(fā)展也需要時間。支持分組化的OTN（P-OTN）相關(guān)的國際國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)正在研究中，預(yù)計2012年年底國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)可以完成，2013年中相關(guān)產(chǎn)品可以商用化。另外，雖然部分廠家已經(jīng)提出了光和IP協(xié)同的解決方案，但相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的完善預(yù)計也要到2013年。

隨著業(yè)務(wù)IP化的迅猛發(fā)展，建設(shè)城域綜合承載傳送網(wǎng)已是大勢所趨，但具體的操作應(yīng)結(jié)合各種因素分步驟有計劃地引入，注意把握新技術(shù)引入的節(jié)奏；必要時通過相關(guān)的商務(wù)運作，確保在建設(shè)網(wǎng)絡(luò)滿足業(yè)務(wù)需求的同時，可以通過設(shè)備軟件升級等方式實現(xiàn)向目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的演進。