打造下一代城域网提升每比特效益

上海贝尔股份有限公司

1 管道也能直接产生收益

在传统的运营商模式中,电信运营商的城域网一直扮演着“管道”的角色,为业务流量提供尽可能可靠的透明通路。这些流量包括以视频为主的用户流量、企业应用和数据流量,也包括其他运营商的业务流量。随着互联网模式对传统通信和信息提供模式的影响逐步扩大,运营商的角色、在产业链中的话语权正面临前所未有的挑战。

为改变上述状况,电信运营商无非有两种选择,投身到业务和内容的提供产业中,继续挖潜并提升现有的优势——即网络资源的优势。也就是,在合适的网络支出前提下更充分利用网络资源,通过一种可管理、可控制的方式将资源恰当地提供给合作伙伴和第三方使用。这种全新的模式提供按需的带宽和网络容量,来提高最终用户的体验质量,包括服务质量、可靠性和安全性。这使电信运营商能通过一种增强模式参与到合作伙伴的业务和内容运营中,并与其共同分享收入。阿尔卡特朗讯的应用使理念能够帮助运营商开拓创新的、协作商业模式,即通过在其网络中传送流行的Web业务和承载带宽敏感的视频流量来获取额外收入。

2 下一代城域网的特点

◆高带宽:在固网和移动网络中,在任何地点分送用户所需的业务和内容,并能够随着未来的增长需求而调整。

◆拓展性和弹性:基于最小的边际成本,网络动态调整来满足电信运营商和最终用户需求。

◆可靠性和回复性:提供永远在线和不中断业务和应用。

◆有成本效益:基于最优CAPEX来提供最大性能,同时通过运营效率最大化和技术创新来降低OPEX。

◆绿色环保:实现最好的网络效益并将对环境的影响降为最低。

◆多业务:通过简单、扁平化、成本优化的高性能IP架构提供多样化的并发定制业务。

◆开放的和互联互通:通过可管控的方法来开放网络能力,能够快速推动业务发布以改善用户的业务体验质量。

◆安全性和私密性:保护所有合作伙伴的资产和知识产权,以及最终用户信息。

向下一代城域网演进并不是一蹴而就的,必须在不影响现有业务的前提下,一步一步实施,同时也要考虑到电信运营商现有网络状况和竞争环境。从本质上讲,该演进意味着打破现有的多层、复杂和昂贵的网络,以融合IP、多业务和应用驱动的宽带网络取而代之。电信运营商将能够极大地降低网络部署成本,并简化网络运营和更高效地利用网络带宽和资源。在竞争日趋激烈的通信市场中,电信运营商需要这种有成本效益和价值驱动的演进方案进行战略实施。

3 下一代城域网的必要条件

下一代城域网需要如下关键技术的组合:

◆统一的宽带接入:它将快速、可靠、高效的最大程度优化宽带业务的利用率和可用性,以价低质优的光接入技术充分满足客户传统业务和不断发展的新业务需求,从而实现效益的最大化和最优化。

◆高效分组传送:具有高速率和单位传输低成本的特点,从接入网到核心网均具有最高可靠性的网络构架。还应充分利用光传送领域的最新科技,包括光分组传送、可调谐激光器和波长跟踪、光交叉层控制平面自动控制和其他传送技术。

◆智能、融合的IP:网络必须是智能、安全、可升级和可靠的,同时提供业务感知和差异化服务质量和业务性能,并能高效调整现有业务和快速部署新业务开满足用户需求。

运营商向下一代城域网演进需要一个具有丰富经验的合作伙伴,其具有领先的产品设备和在IP转型领域的成功经验,包括高效、低成本的将现有和新业务向融合网络移植。最重要的是,电信运营商需要一个具有能力的、并在演进过程中知道如何确保商业平稳运行并降低风险的可信赖的合作伙伴。

3.1 统一的宽带接入

目前,接入网络中的接入技术主要有以ADSL2/2+/VDSL为代表的铜线接入,以GPON和EPON为代表的点到多点的光纤接入及以交换机为基础构建的点到点的光纤接入。根据不同情况采用多种接入技术的混合部署将光纤部署到最经济的节点,在达到满足用户业务需求的同时可有效降低网络建设的投资成本。GPON、EPON、VDSL2、RG和WiFi等多种技术的有机结合,将满足现在和未来全业务的部署要求。

(1)循序渐进,统一接入

在向全光接入网演进的过程中,PON技术凭借带宽、节省光纤资源等诸多优势,成为运营商接入网改造的首选。无论是带宽、传输距离,还是传输质量,相对原有的铜线接入,PON都具备了颠覆性的取代优势。但一个支持“全业务运营”的接入网络不能完全脱离现有网络架构,在面临现网大量铜线网络存量和高中低端用户需求差异迥然的市场环境下,运营商在成本上既要追求最优化的CAPEX和OPEX,业务上还要充分满足客户传统业务和不断发展的新业务需求,从而实现效益的最大化和最优化。

基于以上考虑,上海贝尔推出ISAM系列统一接入平台7342 ISAM FTTU,同时支持点对多点的GPON和EPON的各种光纤接入技术,为全业务运营商提供全面的光纤接入网FTTx解决方案,依托其业界领先的通用平台,通过丰富的光终端系列,满足各种FTTX模式,将光纤接入网络推进到最经济、最高效的地方,充分挖掘现有网络价值,倍增新型网络竞争力,满足运营商各种FTTX场景的应用需要,帮助其实现光纤向最经济的点推进。ISAM系列接入设备包括用于FTTH部署的7342 ISAM FTTU,用于FTTB部署的735x ISAM FTTB系列,用于FTTN部署的7302/7330 ISAM FTTN以及数量多达几十种的GPON ONT/MDU和家庭网关产品。其中FTTB系列还可以灵活地提供PON或GE上联接口,并支持从远程汇聚到7330 ISAM FTTN设备上,使运营商可以方便地实现DSLAM分布式组网。采用基于ISAM的 FTTB解决方案,运营商可以充分利用旧楼道内的铜线资源,通过VDSL2或ADSL2+向用户提供三重播放业务。所有的ISAM系列设备由5520 AMS实现统一管理。

(2)区分服务,实现全业务接入

随着宽带用户逐渐饱和以及竞争驱动,接入网将向着全业务统一接入演进,语音、数据、视频以及有线电视业务将通过同一张接入网承载。同时,为了实现不同用户不同业务提供差异化分级收费服务,接入网必须具备业务感知能力,提供差异化QoS保障。融合统一接入和业务区分化,对接入产品提出新的要求。

上海贝尔7342 ISAM系列解决方案,将语音、视频(IPTV和CATV)、数据、传统TDM业务等融合在单根光纤中,严格保证端到端QoS和DBA,同时可以获得统一和强大的管理能力。7342 ISAM FTTU提供丰富的光网络终端,满足不同应用场合和不同用户的需求,包括室内型/室外型/商用型/多住户型,提供多种接口类型,包括POTS、GE/FE、E1、CATV接口,以实现各种业务接入。所有的ONT每个用户端口支持8个硬件队列,具有强大的QoS功能以及可以连接融合多种业务的RG设备。内置的VoIP模块同时可以支持SIP和H.248协议,并且可采用UPS备份电源在断电情况下保障长达8～12小时的语音通话。ISAM FTTB内置IAD模块或混插ISAM VOICE板卡,提供NGN/IMS语音接入功能。同时,7342 ISAM系列支持TDM等对时钟同步要求很高的业务,支持BITS接口和IEEE 1588 v2网络精确时钟同步协议。

(3)大容量,少局所,扁平化

从全网角度考虑,全新的基于PON技术的光接入网络,其大容量、长距离、全业务支持能力必将使得原有垂直复杂的网络架构向扁平一体化的网络演进,接入层和汇聚层的融合,“大容量,少局所”将对PON接入平台提出超高带宽、超高处理能力、超远覆盖距离等更高要求。7342 ISAM FTTU支持500Gb/s的交换矩阵和44G的上联接口,T比特级的背板容量以及支持L2/L3转发能力,同时支持GPON线卡和EPON线卡通过星型链接与交换矩阵以10G速率通讯,不仅可满足当前低成本大容量的要求,同时也为网络向未来演进打下坚实基础。

(4)平滑向未来演进

接入网建设还必须考虑向未来技术的平滑演进。出于业务需求不足和降低成本的角度考虑,当前运营商普遍采用FTTB/FTTN的模式建设PON网络,由于ONU下带用户数较多,每用户实际带宽在未来支撑高清视频或其他高带宽业务时,难免力不从心。而在向下一代10G速率PON演进过程中,必须很好地考虑到对原有ODN(光分配网)以及对已部署PON设备的兼容。上海贝尔从保护运营商现有投资的角度考虑,开发了基于现有7342平台的10G EPON以及10G GPON技术,通过现有平台的平滑演进,即可实现从现有G/EPON向NG PON的低成本高效能升级,为下一代接入网应用提供所需的带宽、功能和服务。我们推出的10G EPON板卡和10G GPON板卡,可与现有G/EPON板卡混插于7342平台中。同时,阿尔卡特朗讯贝尔实验室已完成WDM PON的功能性验证。在光纤接入技术的发展道路上,无论是TDM PON和WDM PON技术,我们始终处于领导地位。

3.2 高效分组传送

分组业务需求的爆炸性增长迫使电信运营商重新架构新的传输网络。原有的电路传输网络无法经济高效地传送分组业务,因此电信运营商需要部署新的智能光传送网络来满足带宽和业务复杂性需求。新的智能光传送网络具有光层智能调度和分组感知性能,并具有许多优势。

为适应分组业务的不断增长,上海贝尔早在2005年即推出其P-OT(Packet Optical Transport)平台概念,为运营商提供了面向传送网络转型的最佳解决方案。

上海贝尔1850TSS系列完全按照P-OT平台概念设计,凭借其特有的通用交换矩阵实现TDM、分组和WDM的完全原生态融合。支持TMPLS/MPLS-TP实现面向连接的分组传送,支持端到端的OAM特性。

(1)通用矩阵实现无缝的全分组传送网络转型

1850TSS构建于一个开放的体系结构上,该结构集成了以太网交换、TDM(SDH/SONET/PDH)和WDM/ROADM,各种业务的传送需求可按任意比例组合、配置。1850TSS这项特有的功能使它成为正在进行的传送网络技术变革过程中理想的备选设备,业务供应商仅利用选中和点击操作就可以灵活地配置任意比例的电信级以太网业务、WDM和TDM交换业务,从而满足日益增长的流量需求。这意味着无论将来业务模式如何改变,业务供应商无需再为缺乏扩展性和不知哪种技术最适用的问题而发愁。

(2)业界领先的分组同步方案

1850 TSS现有商用版本已经支持同步以太网功能,可基于全网端到端的同步以太网线路同步,实现高精度的全网频率同步。

同时,按照业界最新高精度时间同步要求规范(包括时间格式和接口),1850 TSS已经开发出基于1588v2的时间传送功能,并提供标准1PPS+ToD的时间接口输入输出,已经分别于5月和6月在中国移动总部通过了相关时间同步测试。

1850 TSS基于同步以太网+1588v2的时钟传送方案,使用了贝尔实验室独具专利的先进时间戳恢复算法,在PTN规模部署时,满足端到端的多跳复杂PTN网络组网下高精度的时间传送应用的需求,成为地面时间传送系统的可靠选择。

(3)灵活的接入选择,统一的业务汇聚与端到端管理

1850 TSS系列解决方案贴合业务网络的发展趋势。可组建基于TMPLS/MPLS-TP的端到端的分组网络,形成统一的分组汇聚平面。在接入层可根据实际情况灵活选择多种技术,按需实现网络分组转型,兼顾网络转型成本与现网投资保护。

◆支持基于MSTP的接入。保护了原MSTP网络的投资,对大量未IP化的TD基站提供高性价比传送,同时也能够提供分组业务的承载。

◆支持基于电信级以太环网(ERP)的接入,成熟可靠,支持50ms快速倒换、业务快速部署和以太网业务端到端OAM及管理,解决了现阶段网络分层保护的需求,对现阶段网络部署意义重大。

◆支持基于MPLS-TP的接入。MPLS-TP进一步向接入延伸,支持3G回传点到点业务。

无论采用何种接入技术,都可以在汇聚层进行统一汇聚,并支持端到端的业务管理与故障定位,真正实现现网网络的平滑演进和TDM与分组网络的无缝融合。

3.3 智能、融合的IP

下一代IP城域网将具备话音、视频、数据和移动的四重播放能力,同时支持个人用户和政企用户,并支持各种主流的业务和应用部署模型,是面向多业务融合的IP承载网络。

对现有城域网的升级改造将随着精品业务的发展而逐步推进。按TR-101的术语,IP边缘节点统称为BNG(Broadband Network Gateway),原则上BRAS和SR都属于BNG的具体实现,可以理解为狭义的BNG,广义上BNG应支持所有的用户接入方式。但从体系架构上讲,从SR向统一的边缘节点BNG演进更符合运营商的思路并贴合实际的硬件能力。

对于满足下一代PPPoE/IPoE用户接入控制的BNG设备设计,不同厂家有不同的理解。传统BRAS厂家为支持PPPoE协议而设计的产品,可以通过添加IPoE功能的支持来演变成BNG设备。同理,传统的Service Router设备天生支持高带宽的IPoE用户控制,可以通过添加PPPoE功能来实现完全的BNG功能。

作为一个高性能的BNG设备,需要具备以下3种设计要素:

(1)超级强劲的CPU处理能力

PPPoE/IPoE用户session的处理和终结都需要CPU进行辅助。现有BRAS设备上一般承载10K用户,下一代的BNG设备,设计需要承载128K用户,这对设备的CPU处理能力要求很高,一般需要多核CPU,同时支持4G以上内存。

(2)大于20G每槽位的业务处理能力

适应大带宽的发展,每槽位支持16K用户,每用户要支持2Mbps~3Mbps的带宽,这样就要求下一代BNG设备支持20~50G/slot的高带宽处理能力。

(3)完善的业务处理板卡,提供面向未来的增值服务

随着用户控制的深入发展,需要BNG设备提供DPI(深入包检测),IP Sec安全接入,视频和LTE移动业务网关的支持。

上海贝尔的7750 SR+能同时支持PPPoE和IPoE,是真正意义上的BNG(Broadband Network Gateway)设备。通俗地说,就是SR+打破了传统SR和BRAS的设备差异,从硬件上统一用一台设备实现了BRAS和SR的所有功能。

由于SR硬件体系架构设计上的优势和平台处理速度的优势,从SR演进形成的BNG设备SR+具有先天硬件优势。即使对于同样的从SR平台演进形成的BNG设备,ALU提供的7750设备在多种业务同时加载的情况下仍然可以保证每种业务的处理性能,这也是很多设备不能比拟的。

7750 SR+的产生为运营商根据业务需求灵活选择认证方式提供条件。网络结构可简化为单边缘架构,在同一设备、同一端口下同时接入PPPoE和IPoE,从而实现对用户资源及QoS策略的统一部署和管理,同时实现对每用户/每业务的精细化控制和QoS保证,是业务融合的方向。

尽管SR+的功能较SR有跨越式的提升,但上海贝尔现有硬件平台(7750)只需通过软件升级和配置新板卡的方式就可以成为SR+,是真正意义上的平滑升级。

4 总结

下一代城域网是一个完全融合的代智能、全IP的多业务网络构架——采用最新的创新科技在无线和固网宽带,IP和光传送领域,更高效和最低的成本传送和分发业务。移动和固网运营商都可以根据各自的市场情况,商业计划和战略来选择向下一代城域网的演进步骤。基于在三个核心技术领域的长期经验积累,持续投资和战略投资和创新,上海贝尔是运营商部署下一代城域网最好的合作伙伴。