面向LTE和全业务的城域承载网协同规划方法和流程探讨

2015-06-05赵俊春王国栋

移动通信 2015年20期

赵俊春，王国栋

（华信咨询设计研究院有限公司，浙江杭州 310014）

1 引言

随着电信运营商的全业务运营和LTE网络的大规模部署，城域承载网各层级在制定承载网络目标架构时需要各层级网络间相互渗透、相互融合。目前各层级网络规划相对独立，被动接受业务需求，最终导致了承载网架构不合理、资源冗余、网络安全性低等问题，大大增加了网络的建设成本和资源浪费。

2 城域承载网络总体目标架构

城域承载网的范畴是指城域出口至用户接入间的各层级数据承载网络，包含城域IP网、城域传送网及综合接入网（PON网络、IP RAN/PTN）等。

如图1所示，IP城域网包含核心层CR、业务接入控制层BRAS/SR/MSE、汇聚交换机等间的数据网络，以单一平面/单边缘为主要目标，今后将结合新技术的引入，推进网络架构简洁化和重点业务的高效承载，满足自有业务和OTT业务承载的需求。

城域传送网包含城域W D M/O T N、S D H/M S T P及中继光缆等传输网络，目前处于新老技术的更新阶段，今后以打造一张快速灵活、统一融合、高效安全和平滑演进的“OTN+光纤+综合接入”平台为目标，不断提升综合业务的承载能力。

综合接入网包含PON宽带接入网、IP RAN/PTN移动承载网等，今后的目标是加强与IP城域网、城域传送网间的衔接，逐步向高带宽、扁平化、高转发效率方向演进。PON推进“大容量、少局所”的OLT目标布局，IPRAN网络向着打造承载3G/LTE的基站综合接入的目标方向演进。

图1 全业务和LTE环境下城域承载网总体架构

3 城域承载网协同规划方法

网络协同规划的目标是追求网络承载效率最高化、综合成本最低化，打造“一张承载网”，这需要各层级间的相互配合，相互渗透。本文提出了一种科学的承载网协同规划思路，从各层级网络自身的发展策略和建设成本出发，研究各专业规划间的协同方法。

如图2所示，接入网作为最边缘的业务接入网络，首先对IP城域网和城域传送网提出相应需求，IP城域网和城域传送网根据接入网提供的需求（关键衔接点已在图2中给出）进行方案规划。当IP城域网和城域传送网根据自身的发展策略和建设成本在可接受范围内仍无法满足接入网的需求时，给出接入方案修改意见，进行二次规划。同理，IP城域网与传输网之间的协作规划也是经过多次“反馈”。“反馈”的目标是达到一个最佳的“状态”：承载效率最高化、建设成本最低化。

图2 承载网协同规划方法

3.1 IP城域网规划的协同关键点

IP城域网规划需要重点关注以下3个关键点与其他网络层级的协同：

（1）业务控制层的部署

受机房基础设施、光缆资源、传输资源和domain域等因素的影响，进一步对业务控制层进行缩容，提升设备利用率。对于大中型城域网OLT直挂业务控制层的规模逐渐增大的节点，建议通过在城域二层汇聚层部署OTN传输系统代替光缆承载。小型城域网业务控制层本身就比较集中，在流量增长较缓的情况下，仍以光缆承载较为合适。

（2）多边缘场景下接入层与IP城域网的衔接

存在多边缘的城域网建议通过在城域二层汇聚层部署OTN传输系统代替光缆承载，减少光缆资源过度消耗，具体如图3所示：

图3 二层汇聚层网络架构

（3）带宽类型选择的分析

业务控制层下行：根据OLT单方向流量合理选择承载方式，当小于6G时仍可采用GE链路通过汇聚交换机汇聚至BRAS/SR设备，充分利用交换机的汇聚功能，降低OTN或者BRAS/SR设备的槽位被大量占用及光缆纤芯占用的问题。OLT单方向流量超过6G至8G时，随着流量增大，汇聚交换机流量收敛效果减弱，可以采用10GE链路直挂业务控制层，通过直挂方式规避交换机背靠背投资浪费问题，优化网络架构，降低整体造价。

业务控制层上行：对于中大型城域网，随着业务控制层设备进一步收缩，单台设备单方向流量达到50G，对比100G/40GE和10GE每G综合造价以及现有100G/40G传输系统资源程度。当100G/40GE成本较低，100G/40G传输系统已部署的情况下，IP城域网业务控制层引入40GE。对于小型城域网，单台业务控制层流量增长较缓，仍以10GE链路为主，无需部署40GE链路。

3.2 城域传送网规划的协同关键点

城域传送网规划需要重点关注以下3个关键点与其他网络层级的协同。

（1）OTN网络架构

运营商核心层OTN的网络架构受IP业务影响较大，分析IP城域网节点分布和链路流向，对OTN到达和尚未到达的节点进行统计，没有部署OTN的节点需要分析IP业务量大小。同时评估光缆和管道资源是否丰富，若运营商光缆资源近期内出现紧张局势，可逐步推进OTN的建设。

汇聚层OTN网络架构受OLT-汇聚交换机-BRAS模式、OLT直联BRAS模式以及IPRAN/PTN上联模式等因素影响。当业务量较小、距离较短时采用裸纤方式，当业务量较大、距离较远时采用OTN承载。

在OTN节点配置上，需要分析与OLT、IPRAN/PTN汇聚节点布局及光缆网的匹配程度，合理规划OTN节点布局，可选择用户密集、带宽流量大、光缆资源紧张的区域汇聚节点或OLT节点配置为OTN节点。

（2）传输链路带宽

OLT上联采用裸纤方式时GE链路占用纤芯资源很多，需要分析近期OLT上联GE改10G的改造情况，做好传输资源的合理配置，避免光缆和OTN建设的投资浪费。不同的链路数量采用OTN或者光纤直连方式承载成本不同，链路较多时采用OTN具有成本优势，链路较少时采用光纤直连的方式具有优势。

（3）网络安全性

传输网规划不能一味地追求高安全性，应根据IP城域网和接入网的安全性特点进行评估，选择合适的保护策略，在满足网络安全性要求的同时，网络建设成本也相对较低。目前运营商IP城域网自身已考虑了保护策略，传送网无需进行1+1保护，只需对双归属链路进行路由分开。

3.3 接入网规划的协同关键点

接入网规划需要重点关注以下4个关键点与其他网络层级的协同。

（1）安全策略

单台OLT单方向流量较小时，采用N×2条GE单挂至1台汇聚交换机上的不同板卡，对城域网的要求是每台汇聚交换机至少配置2块接口板卡，并且作链路捆绑；单台OLT单方向流量较大时，采用N×2条GE或者10GE，通过双挂至不同设备（汇聚交换机或BRAS）实现保护。

（2）链路方向

在单台OLT需要与多个边缘网关设备对接的情况下，由于每个方向流量相对较小，链路利用率低，采用裸纤承载对光缆资源消耗较大，因此建议通过OTN承载。

（3）带宽类型

当电信运营商单台OLT覆盖宽带用户数超过5 000时，单方向流量预测超过6Gbps，考虑采用10GE链路上行，节省运营商光缆资源。原有多GE链路改万兆之后，大约释放60%光缆资源。此时需要IP城域网业务控制层侧结合投资，预留与之匹配的10GE端口与OLT 10GE链路直接对接，并根据OLT直挂业务控制层的规模逐步弱化汇聚交换机。

（4）IPRAN/PTN与OTN的协同

当汇聚层OTN已覆盖的节点部署IPRAN B类或PTN二层汇聚设备时，IPRAN/PTN上联可采用OTN承载；当IPRAN/PTN汇聚设备节点无OTN资源时，因IPRAN/PTN链路数量较少，建议采用裸纤承载，不能为单纯部署IPRAN/PTN而建设OTN。

4 城域承载网融合规划流程

IP城域网、城域传送网和接入网的融合规划，首先是规划流程的融合。

如图4所示，在网络规划初期，网络各层级主要负责业务需求的分析、网络现状问题的收集、技术演进趋势研究和环境政策研究，同时考虑其他约束条件及场景假设等。

在网络规划中期，接入、IP、传输3个网络应加强融合，统筹考虑3个网络的总体成本、安全性要求，共同分析节点设置和路由组织等问题，优化承载网络结构，提出城域承载网发展思路和融合目标网。

在网络规划终期，能够确立融合化的目标网络架构、融合化的业务网承载方案、网络演进步骤与实施方案以及规划期建设规模和投资。

5 结束语

随着电信运营商LTE和全业务运营的不断推进，业务的多样化导致了承载技术的多样化，城域承载网作为运营商重要的基础资源之一，其涵盖范围越来越多，网络复杂度也越来越大，给网络规划带来了一定的困难。本文从近年来城域承载网的各层级网络规划协同点出发，研究并分析了城域承载网协同规划策略及流程，从而提高运营商网络承载效率，减轻网络规划工作量，对于未来3～5年的城域承载网的网络规划工作具有重要指导意义。