CMNet承载网省级节点演进研究

于海超 石磊

（1.吉林吉大通信设计院股份有限公司 吉林省长春市 130012 2.吉林省科学技术协会信息中心 吉林省长春市 130012）

1 CMNET承载网

1.1 概念

中国移动互联网简称为CMNET，是中国移动以宽带互联网技术为核心独立建立的全国性电信数据库网络。CMNET 的国家骨干网由北京，上海，广州，西安，沈阳，成都，南京和武汉组成。它由主要区域城市的节点组成。

作为中国移动互联网CMNET 的区域网络，广东移动互联网（CMNET-GD）了解中国移动互联网业务在广东省的扩展。它通过CMNET 骨干网连接到其他地区，国内ISP 和国际互联网。广东省的移动互联网网络由广州，深圳，东莞，珠海，中山，佛山，顺德，惠州，江门，汕头，潮州，汕尾，揭阳，湛江，茂名，阳江，肇庆，韶关等有22 个节点。

CMNet-GD 作为统一的自治域，采用保留的自治域号，而AS编号继续使用64620。CMNet-GD 提供了一个平台自己的移动公司服务（例如GPRS，WAP，MMS，MDC，WLAN 和EMAIL）的数据分发和Internet 导出服务。同时，它还为企业集团客户提供Internet 访问服务。

1.2 CMNET网络结构及组成

1.2.1 核心层

CMNET-GD 核心速率由四个路由器M320，GZBR1，GZBR2，SZBR1 和SZBR2 组成。

GZBR1 和SZBR2，GZBR2 和SZBR1 分别通过4x155M 骨干路由器互连。GZBR1 和GZBR2，SZBR1 和SZBR2 通过千兆位端口互连。GZBR1，GZBR2，SZBR1 和SZBR2 同时用作国家CMNET-GD。路由器GZBR1 和GZBR2 每个都通过2.CMNet 访问CMCC 骨干网，而SZBR1 和SZBR2 每个都通过GE 访问CMCC骨干网。

1.2.2 汇聚层

CMNET-GD 融合覆盖范围包括44 个M20CR 融合路由器，位于区域网络的22 个席位中。CR1 城市通过1x155M 连接到GZBR路由器，CR2 城市通过1x155M 连接到SZBR 路由器。CR1 和CR2通过2xFE 互连。

1.3 路由

1.3.1 核心层

作为区域网络的核心，广州和深圳的四个M320 使用BGP 和CMNET 协议来交换广东省国家骨干网中的BGP 路由。来自广东省的路由通过BGP 暴露给国家骨干网，来自国家骨干网络的路由通过BGP 传递到广东区域网。

1.3.2 汇聚层

各地市两台M20 作为全网的汇聚层 运行ISIS 协议 省内路由通过ISIS 进行相互通告。

1.3.3 接入层

OSPF 在所有区域的收集路由器，访问交换机和访问路由器之间运行，并且此节点的路由通过OSPF 协议相互通告。

图1：切片分组网的技术分层模型

2 互联网网络结构演进探讨

根据功能的不同，CMNET 网络的每个级别分为几个级别。脊柱网络分为主脊柱层，聚集脊髓和普通脊柱层。同时，互连节点位于骨干网中：区域网络分为区域网络集合覆盖和访问级别；都市圈网络分为都市圈。基础层/组合盖和检修盖。

（1）骨干网负责串联和跨地区业务移动，并负责连接到其他国内外互联网网络。它目前覆盖全国31 个地区（城市，自治区），每个省都有第一和第二节点。

其中，北京，上海和广州是主要的骨干节点，沈阳，武汉，南京，成都和西安是装配骨干节点。区域和发达首都共有54 个节点被用作脊柱网络的广义脊柱节点。

（2）区域网络负责业务的可访问性，区域网络的串联覆盖在很大程度上取决于省内的串联和服务的移动，并连接到骨干网络。当前，每个洲都有自己的区域网络和网络，但是网络结构和设备配置不同。

（3）城域网主要是为用户提供方便，安全和高速的移动互联网网络。

因此，本文主要考虑CMNET 网络结构的发展以及Internet 服务的发展。从发展初期到今天，互联网经历了三大变化。

2.1 简单网络

在网络开发的初始阶段，网络由一个或多个路由器+交换机组成，并且可以随意连接以满足可访问性要求。

2.2 分层汇聚

随着网络的发展，越来越多的IP 设备（如路由器和交换机）被随意直接连接，这带来了管理问题以及接口和带宽接口的浪费。为了充分利用IP数据包数据收集的影响，已经开发了分层应用程序。网络的大部分分为三个主要阶段：骨干网，区域网和城域网。同时，每个级别都分为几个级别，例如心脏，协调性和可访问性。

2.3 扁平化网络

随着对网络带宽需求的增长，互连链路的数量迅速增加，并且网络聚合的影响正在减小。为了提高效率，需要减少中间不必要的网络层。同时，相对较大的网络设备容量可以降低网络级别，满足网络扁平化的需求。已经开发了大型骨干网+城域网的扁平网络结构，但是该结构仍然遵循逐层收敛网络模式。

与2000年至2005年同期的互联网业务模式相比，互联网业务主要是基于客户端+服务器架构的Web 浏览和多媒体浏览，大量资源集中在数据中心北京，上海。在集中于广州的省会城市中，个人用户之间相互访问的需求较低，个人用户的下游流量（从互联网到个人用户）是上游流量。

因此，Internet 的网络结构与Internet 的业务模型相匹配。互联网将来会走向何方，还可以从Internet 服务发展趋势中寻找答案。

3 CMNet承载网省级节点演进方案

3.1 分组增强型

OTN 解决方案的数据包扩展OTN 转换了现有的OTN，并基于面向连接的传输特性（例如统计复用，水平传输，VPN，OAM 和保护功能）与第二层和第三层相关。扩展以支持CMNet 带宽，高效轴承和柔性连接的要求。

为了响应CMNet 网络端到端切片管理要求，OTN 传输平面支持在硬管道（例如波长，ODU，VC）上切片，以及在打包软管道上切片。需要实现与CMNet 网络的管理和控制协调。必须进行配置和调整。

但是，分组扩展OTN 技术解决方案的信号复用映射结构相对复杂，需要一些简化和优化。在2018年1月的ITU-TSG15会议上，中国电信用于移动承载优化的OTN-M-OTN（Mobile-OptimizedOTN）是一种分组扩展OTN。该解决方案满足CMNet 承载前厅的当前部署要求。对于C-RAN 场景，M-OTN 可以支持50G和100G 光模块，并且在服务映射和时隙构造方面与3G/4G 前传CPRI 和CMNeteCPRI 兼容。

当前，M-OTN 的点对点支持至少10km，而环形网络支持20km。将来，新的调制方案（如PAM4）的成熟和应用将使2CMNet 或50G 的单波长速率能够实现40km 的长距离传输。M-OTN采用单阶段复用，更灵活的时隙结构和简化的开销。它还可以满足CMNet 传输和回程的需求，并且可以用于城域网中的点对点应用和DCI 服务。

3.2 基于IPRAN的升级方案

基于IPRAN 的升级计划基于4GIPRAN 回程网络体系结构，随着业务的发展逐步扩展和升级，以及SR（SegmentRouting），EVPN（EthernetVPN），FlexE（FlexEthernet）等新技术。介绍实现大容量，具有低延迟和高精度时间同步的CMNet 承载网络。

该解决方案使用SR 技术解决S1 和eX2 承载流量的问题。CMNet 回程S1 服务是确定性路径服务，在接入和汇聚设备之间放置了端到端SR-TE（Segment.Routing-TrafficEngineering）隧道，以提供面向S1 面向连接的服务要求。eX2 服务和其他高度活跃的服务具有路径不确定性。可以部署SR-BE（SegmentRouting-BestEffort）隧道，以满足eX2 无连接服务的要求。为了解决MESH 流量模型的灵活调度问题，该解决方案将来可以适用于任何CMNet 承载拓扑网络。基于IPRAN 的升级计划以后可以结合FlexE 接口技术，将片服务绑定到FlexE 通道，并最终使它们适应CMNet 网络片的发展需求。

3.3 切片分组网

切片分组网络（SPN）是中国移动提出的一种新的CMNet 技术架构。SPN 解决方案在转发层与PTN 网络的MPaS-TP 技术兼容，从而使能够支持将现有PTN 网络升级和演进为SPN。图1 显示了切片数据包网络的技术分层模型。

SPN 的物理层基于WDM 技术，链路层实现以太网物理接口和FlexE 绑定时隙处理，基于端到端的基于以太网的虚拟网络连接以及基于L1 的低延迟硬隔离片提供通道；基于以太网MAC 或MPaS隧道/SR 隧道寻址的传输实现L2 业务调度；基于IP 寻址的传输支持L3VPN，并提供灵活的业务调度要求遇见。SPN 还支持隔离物理网络上的资源片的功能。硬切片可以为专用线路和uRLLC 等服务提供低延迟和带宽保证，而软切片可以为诸如eMBB 的分组服务提供高带宽和差异化服务。

4 CMNet承载网省级节点未来建设思路

4.1 CMNET网络扁平化建设思路

中国移动的城域网目前是城域内CMNET 区域网的扩展。根据IP 网络开发框架，随着城域网规模的扩大，城域网将逐渐与CMNET 分离，并发展成为由IP 专用网和CMNET 共享的集成服务访问网络。

因此，CMNET 需要扁平化网络结构。换句话说，CMNET 目标网络由骨干网和城域网组成。考虑到当前的CMNET 网络结构和城域网规模较小，有两种方法可以使CMNET 扁平化。

4.1.1 方式一：CMNET 骨干网与省网扁平

CMNET 骨干网和本地网络已集成到一个集成的自治域中，并已使用核心/聚合/访问三层网络结构演变为覆盖全国C3 个城市的远程骨干网。

每个州都有一个城域网，或者在该州的多个州和城市之间形成一个大型城域网，并且正在朝着独立的自治域发展。城域网配有背靠背的独立核心路由器，以及骨干网访问路由器或骨干网融合路由器。

这种扁平化方法的优点是层次结构清晰明了，网络扩展方便，易于互通的MPLS 等整个网络服务的开放以及对骨干网和局域网的背对背设备的投资。可以省钱。

4.1.2 方式二：CMNET 省网与城域网扁平

在每个省建立一个大型的城域网，并直接连接到骨干网的公共骨干节点，而无需更改骨干网和局域网的现有结构。每个城域网都是一个独立的自治系统。这样，州网络相当于每个州的另一个城市网络。将来，随着本地企业逐渐迁移到骨干和城域网，本地网络可能会逐渐退出。建议各州建立大都市圈网络，以促进各州和城市之间的都市圈之间的交流。每个城域网的规模为2.5-4 百万宽带用户和大约5000 个IGP 路由节点设备（路由器，BAS.SR，融合）。开关等）。大多数州的都会网络是大型都会网络，而某些发达国家有2-4 个都会网络。

这种扁平方法有助于平滑的网络迁移。优势在于响应Internet业务发展的未来趋势，并有助于城域网的集成和平坦性。保持现有的本地网络服务不变，并促进添加大型城域网服务。保持现有骨干网，局域网和城域网的管理级别不变。与现有管理系统一样，维护界面清晰明了，本地公司由本地公司维护，跨部门业务由组维护。

5 结论

网络结构协调和网络优化是一项长期，全面的系统工程，包括网络结构组织，网络管理和维护以及网络业务发展。同时，它对现有业务有明显影响，并且与将来的网络运营有关。因此，很难与集团公司的各个部门的建设，业务和维护部门进行协调与合作。网络合并过程需要考虑网络支持业务的能力。可以先将网络和设备集成到先导单元中。同时，它考虑了国家和新业务的选择性开发和运营，并从业务级别验证了集成和优化。此后，该州的业务发展成就和积累。