徐州广电城域网建设

刘鹏 褚梦晖等

摘 要：该文介绍了广电城域网的概况，网络改造的需求，目前存在的问题：纤芯资源消耗大、无冗余设备、广播域偏大等。提出了两种组网方案：经济型的二级环网方案、主流型的双归属方案，介绍了每种组网模式、设备部署方法、优缺点。

关键词：汇聚网 路由器 城域网 环网 双归属

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）06（c）-0238-02

1 城域网现状

徐州广电目前共有3个一级机房，9个分前端机房。其中3个一级机房内部署有CISCO 7609核心路由器，以万兆链路互联组成三个网点的环网。其余9个机房的OLT和CMTS设备，均直接上联至一级机房内的CISCO 7609上，承载用户上网业务和VOD点播页面访问等。核心设备直连接入设备，过多的占用了核心设备的端口，增加了设备的压力，并且大量消耗了分前端之间的直连纤芯。

2 城域网问题

2.1 机房间光纤资源消耗大

王场、湖滨、九里、金山桥、绿地、奎园、惠民、新城区、高铁等9个机房无汇聚设备，所有接入设备都通过光纤就近接入到中心，天桥，西苑三个机房。随着接入设备越来越多，浪费大量宝贵的城域网光纤资源。接入层上联纤为单路由配置，无备纤保护，对于线路维护增加了很大难度。

2.2 城域网的备份和容错措施不完善

接入节点只连接到一台核心层设备。一旦某个核心节点设备发生故障，将影响该核心节点下大范围网络安全。特别是连接出口的核心节点设备发生故障，将导致整个网络的瘫痪。即网络结构存在单点故障。

2.3 环网带宽受限

原有中心机房的骨干互联带宽为10GE，随着用户数量增加和视频业务不断扩大，需要对原有骨干带宽进行升级。

2.4 专线VPN客户接入模式单一

由于城域网是二层结构直接上联核心设备，这样的网络结构没办法开展大客户接入业务（三层MPLS VPN）。而且不支持二层网络VPN接入，如VPLS等。使得部分用户的接入需求无法满足。

2.5 网络广播域偏大

由于核心网络设备版本过于老旧，不支持QINQ的双VLAN标记技术。目前只能做到互动一个VLAN，宽带一个VLAN，导致整个区域为一个广播域，易发生广播风暴及ARP病毒攻击，使得整个网络瘫痪。如在EPON区域，存在非法DHCP现象，用户获取到不属于省网分配的地址。

3 改造需求

（1）网络层次清晰化。改造成逻辑层次清晰的城域骨干网。（2）网络结构扁平化。实现骨干网的大容量、少节点、接入网广覆盖，减少网络级联级数，减少非主流技术和设备的种类。（3）网络质量差异化。通过在IP网部署区分服务机制，为不同用户和不同业务提供不同QoS等级的差异化服务。（4）管理控制集中化。通过业务接入控制层实现集中的业务提供和控制，实现运营商级业务支撑和网络管理。（5）设备要求规范化。通过制定规范，明确新增网络设备支持IP网业务开展所需的功能、性能、管理和互通性等要求，确保未来网络对业务的支撑。（6）城域网改造要根据现有城域网的结构和特点，尽量减小改造的影响面和难度，设备的选型要考虑到平滑过渡，能做到设备之间的兼容，保证今后便于维护。

4 二级环网方案

4.1 组网方案

在原来的核心层下建立起一个接入汇聚层，用以收敛接入层设备，增强接入带宽；同时加强各级之间的保护，实现高可靠性。同时使用QoS技术实现网络内高优先级的业务能够优先传送，保证客户体验。每个机房部署一台汇聚设备，采用万兆组成G8032环，每个环的容量为10G，其中两台汇聚设备上联接到核心路由器CISCO7609，实现链路1+1保护；每个机房G8032环的容量达到10G，能够满足目前对于接入带宽的要求，方便后续扩容；

现中心机房出口均采用异地核心设备双出口方案，分散中心机房核心设备压力。

业务规划方案说明：无需调整之前接入设备上的VLAN设置，可以通过QinQ技术实现透明传输。方便后续规模较大后网络的管理和维护。使用每端口或者每业务一个VLAN，实现隔离传输。对于回传业务和上网业务设置不同的优先级标签，实现对于高等级业务优先传输。

4.2 保护模型

如上图，为核心环网，下挂一个二级汇聚环网模型，发生下面任一故障，均应不影响业务：（1）断点1、2、3、4，出现一处断点，不影响业务，网管发生重要报警；（2）断点1、3，或断点2、3，或断点1、4同时出现时，不中断业务；（3）任一机房的汇聚设备，或核心路由器7609出现宕机时，不应影响其他机房业务。即只要所属分机房，有上联纤到上级设备，不应中断业务。

4.3 方案分析

该方案在原有核心环网的基础上，部署二级环网，需增加核心设备万兆接口板、万兆模块，9台分前端机房汇聚设备，设备预算价约为40万。该方案充分利用了现有设备，总体造价低，达到了节约分前端直连纤芯，提高了分前端的冗余保护。但不符合现代网络扁平化、简单化的发展趋势，同时导致网络维护十分困难。由于环网层级多，造成延时增加，不利于一些即时业务，尤其是宽带游戏业务，用户体验变差。

5 双归属方案

5.1 网络结构示意图

5.2 组网方案

5.2.1 中心机房部署

如图4所示，徐州广电中心机房部署两台核心万兆路由器CR16K，宽带网、互动网出口将移至中心机房新增的两台CR16K路由器上。与上层路由器之间运行BGP路由协议，发布业务网段路由。天桥机房、西苑机房布署两台核心万兆路由器SR88-F。该设备具备高性能路由转发能力、业务处理特性，如H-QOS流量工程、QINQ终结、BRAS板卡扩展等，可以为将来增值性业务的开展提供有力基础，同时，该设备可以做到QINQ终结能力。两台设备采用IRF2虚拟化技术，将核心两台设备实现热备，但是不同于以往热备效果，该热备可以做到两台设备同时工作，同时业务处理。核心路由器旁挂IMC管理平台，该平台可为整个IP城域网提供全程可控性操作和管理。

5.2.2 分机房汇聚部署

核心路由器通过与汇聚路由器组成双归属结构，并且确保万兆互联。原中心机房S7609作为增值业务接入路由器。西苑、天桥7609下沉作为接入路由器。分机房采用两台SR8808-F作为接入路由器，其中天桥与西苑节点部署两台SR8808-F运行IRF2，确保可靠性。考虑到九里、惠民机房没有直达中心机房的传输资源，所有该次改造计划分别下挂在汇聚路由器下，如后续传输资源到位，可以将这两个点改造为双归属结构。

5.2.3 接入设备

汇聚网建成后，OLT和CMTS设备下挂在汇聚路由器SR8808-F下。分节点路由器与中心机房核心路由器之间运行OSPF协议，规划OSPF area0用来承载广电宽带、互动等业务。原先OLT与CMTS通过默认路由发送数据报文至汇聚路由器。汇聚路由器回指业务网段静态路由，并且把明细静态路由器重分布进OSPF，中心机房核心路由器收到业务网段路由，通过BGP发布业务路由至上层设备。

5.2.4 业务平面划分

互动电视业务的信令通过整个城域网进行二层报文的转发，再结合HFC网络实现互动电视到家庭；宽带业务用户则利用路由器特有的VPLS技术来实现用户PPPOE认证，采用PPPOE认证方式，实现对用户的认证计费管理；大客户则必须利用MPLS L2/L3的技术来实现业务转发需求。

5.3 方案特点

（1）高性能双核心，网络更稳固可靠；（2）BRAS下沉至汇聚分前端，业务控制层以下二层结构，缩小广播域，业务控制手段更加灵活；（3）接入层+核心层，扁平化两层组网，网络易扩容；（4）不同业务之间调配设备资源更加灵活；（5）机房间直连纤芯消耗大，系统造价预算高达200万元。

6 结语

二级环网方案与双归属方案各有优缺点，为满足现有业务规模地逐步增长和新业务发展地需要，徐州广电必须以市场需求为导向，规划建设一个有能力支撑各类视频、数据、专线业务的宽带多媒体网络平台，才能不断提高公司的综合竞争力，在三网融合的激烈竞争形势下保持不败地位。

参考文献

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[2] 王晓宁，郗延华，张国圆.徐州广电数据网的设计与实现[J].有线电视技术，2011（6）：8-11.

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