上海贝尔IP核心网三大升级策略

摘要

传统IP核心网络必须演进，以适应容量需求

流量增长，100/400G技术以及设备淘汰，共同驱动着IP核心演进

提供详细的方法帮助运营商评估各种转型方案

通过IP核心网的升级削减成本

下一代核心路由平台给予运营商新的机会来重新思考和升级IP核心网络。这些平台充分利用了近期100G以太网（Gbe）IP传送和400Gb/s网络处理器方面的突破性成就[1]。这样，就使得运营商得以向更高容量和更经济的网络架构迁移。

贝尔实验室近期针对欧洲某一线运营商的研究表明，下一代核心路由平台在IP核心网络升级中扮演了关键角色。该运营商所管理的是一个拥有超过100个局点的多级、双平面IP核心网络，面临着三个方面的挑战：

IP核心网络链路和节点容量未被完全利用

IP核心网络运营成本高

即将对IP对等点取消管制，这将极大的增加流量并改变IP核心的流量模型

为应对这些挑战并实现削减成本的目标，运营商邀请贝尔实验室帮助其制定容量和成本优化策略。在经过详细分析后，联合工作组提出了三个策略：

提升链路利用率，挖掘未被使用的容量

减少IP骨干节点数量来优化、简化IP核心架构

采用下一代核心路由平台提供更具伸缩性和经济的传输

策略一：提升链路利用率

提升链路利用率将帮助运营商管理高负荷网络并节省传送成本，而仅对最大限度（BE）流量的QoS造成微弱影响（图1）。关键流量受到保护，不会被影响。研究发现运营商可实现不同程度的整体链路利用率优化目标：

从50%到67%，节省了23%的传送成本，仅影响12%的最大限度流量。

从50%到80%，节省了30%的传送成本，仅影响18%的最大限度流量。

来源：贝尔实验室

图1. 提升链路利用率、降低传送成本

策略二：减少IP核心节点的数量

减少IP核心网络中骨干节点的数量将帮助运营商节省CAPEX。同时，在满足业务可用性的前提下，还有助于节省空间和能耗（图2）。研究发现IP骨干节点数量从100减少至40个时，将为运营商带来：

5年内路由器CAPEX节省23%

5年内路由器空间和能耗节省48%

图2. 减少IP骨干节点数量以降低CAPEX、空间占用和能耗

策略三： 采用下一代核心路由平台

采用下一代核心路由平台-阿尔卡特朗讯7950 XRS，将为运营商提供更具扩展性和有效的传送。研究发现，运营商越早向新平台迁移，其长期的整体拥有成本（TCO）就越低（图三）。在未来五年期间，新的路由平台在大多数IP核心站点仅需占用一个机架的空间，而采用传统路由器则需持续添加新的机架，这就使工作部署周期大大缩短，维护成本降低。

图3. 尽早开始路由器替换可降低TCO

现在开始，马上迁移到下一代IP核心，不仅具备更高容量和端口密度以及更高性能，且资源占用更少，使得运营商得以：

5年间，节省37%的TCO（图3中的FMO2），而采用渐进到下一代平台，TCO节省30%（图三中的FMO1）。

节省60%的空间占用和功耗（图4中的FMO1和FMO2）

图4. 下一代核心路由平台功耗降低

图5. 机架数量减少降低了部署和维护的需求

尽管研究结果是基于该特定运营商的网络，但研究中使用的原理和方法普遍适用于IP核心网。

是时候对IP核心网络升级了

许多运营商都面临着与本研究报告所提及案例类似的演进需求，也能从对其IP核心网络的重新思考和更新中获益：

就像本文所提及的那个运营商一样，其他运营商也在重新思考IP核心网络架构和演进需求，主要基于以下考虑：

流量增长。未来五年，运营商在IP核心网络将面临3到8倍的流量增长[2]。据贝尔实验室预测，到2017年，仅互联网视频一项，流量就将增长逾6倍。

现有核心网络架构不适应新业务的需求。老的10G技术和较低容量的平台没有对云的流量模式和高分布式应用进行优化。

还有很多容量未被利用。前期的网络扩容、经济方面的限制以及对等网络的设计模式意味着流量未进行优化。

现有网络设备能力渐显疲态。传统设备通常会面临扩容、功耗、备品备件方面的问题。数据平面或控制平面缺乏扩展性意味着后期投资难以保证有效的控制网络成本。

现实要求运营商必须重新思考。由于并购、融合、政府的政策和法规的变更，导致的网络转型和聚合将影响流量模式。网络需要重新设计以优化运营和成本。

竞争激烈。运营商希望网络容量得到最佳利用并籍此持续降低单位流量的传送成本。

评估你的IP核心网络演进

评估IP核心网络更新策略，有着若干步骤。通过参与到几个运营商的规划和运营团队中，贝尔实验室提出了如下的演进策略：

判定流量的基准线和增长趋势。预测未来的宽带、企业和移动业务的流量模型和规模。采集足够的测量数据对流量需求进行预测，进而对当前流量需求做描述来进行流量建模。

与新的设计需求相结合。考虑未来的流量模型和规模。某些情况下，这意味着要对影响流量的政策或法规的变化进行预测。流量分析必须考虑到这些挑战，且须在并不完整的流量数据集合上创建长期的流量预测。

研究所有可行的网络架构和流量工程再造:

优化现有IP核心网络设计以应对变化的流量模型

调整流量工程目标，从现有网络设计中充分挖掘潜在未使用容量

将高流量需求聚合在一起，使用更高效的40 GbE/100 GbE技术

整合局端资源，实现成本优势

向小规模拓扑迁移；拓扑越大，其效率就越低，且成本愈加高昂

评估下一代路由技术，并比较各种网络转型策略。对采用下一代核心路由平台和升级演进现有网络两种方式进行对比和评估。

获取正确的工具和专业意见

贝尔实验室可为运营商提供工具和专业意见来建设一个更灵活的IP核心，以降低成本并保持网络性能。下面列出了实现该目标的最佳方式：

先进的流量建模和预测工具

流量工程和网络优化算法

专家级的”技术-经济”分析能力

通过对这些工具的深入了解以及我们提供的专业意见，运营商能够找出正确的步骤来达成下述目标：

重新思考IP核心网络并降低成本

在不增加网络资源消耗的情况下，以成本优化的方式提升网络容量