城域综合承载传送网的网络架构

摘要：随着业务和电信网络的IP化和宽带化，在城域（本地）网实现各种业务的综合承载传送已成为可能。根据各种承载业务的特点和网络现状，提出城域综合承载传送网络的目标网络架构、业务承载及网络演示方式。

0  前言

业务的IP化和宽带化推动了电信网络的IP化，网络和业务属性的趋同使得各种业务在网络各个层面的综合承载传送成为可能。目前在城域网中各种业务的承载和传送网络分别设置，网络组织和保护方式各不相同，设备功能和形态等差异较大，采用同样的设备形态组织适合各种业务承载与传送的网络是城域承载传送网的发展目标。本文在对各种业务属性和特点分析的基础上，结合现有网络资源的现状和发展，提出城域综合承载传送网的目标网络架构及其演进方式。

1  城域网的业务与现状

1.1  城域网的业务现状与发展

目前城域网中主要包括移动回传（2G移动回传、3G移动回传）、家庭客户接入（固定宽带及语音等）以及集团客户（TDM专线、ATM专线、以太网专线及L3VPN业务）等业务，未来还将包括LTE移动回传、IPTV等业务，这些业务将由城域综合承载传送网进行承载。

从业务流量特点、对服务质量要求等方面综合考虑，可将上述业务划分为两大类。

a） 普通互联网业务。主要包括固定宽带业务（包括集团客户）的互联网专线接入。业务关键特点为流量大、突发性强、控制难度大；无明确质量要求，均为尽力而为业务；承载网络要求高度开放。

b） 电信级业务。主要包括移动回传、固定语音、IPTV、集团客户专线等业务。业务关键特点为流量模型相对稳定，便于控制；主要是运营商网内业务或集团客户业务，安全可控；有严格的质量要求；承载网络的封闭性要求强。

由于业务部署策略和流量模型差异较大，各运营商的城域承载传送网可根据自身需要采用多张网或1张网方式，当上述2种业务在使用带宽具有一定的可比性时，建议采用2张网的网络架构，因为承载普通互联网业务和电信级业务的QoS策略相差较大，在2张网上分开承载使得2张网均具有较好的扩展性，适于各种业务的发展。

1.2  城域网网络现状

目前，我国各运营商的城域网主要包括本地传输网、IP城域网、宽带接入网等，其中本地传输网包括移动回传网和固网传输网2个部分。具体网络结构详见图1。

图1 城域网现状结构图

本地传输网以传送移动回传业务为主，各运营商根据自身情况不同主要采用SDH/MSTP、WDM/OTN、PTN等技术，提供基站至BSC/RNC之间的传输通道，覆盖范围广。IP城域网采用IP/MPLS技术，是互联网骨干网在城域部分的延伸，仅覆盖核心及部分汇聚节点，覆盖范围小。宽带接入网主要采用xPON和DSL方式，目前与移动基站之间独立组网，重复节点很少。光缆网络和管道是各种网络的基础网络资源，基站接入和固网接入的骨干路由及网络的核心汇聚层光缆、管道等基础资源均可以实现共享。

2  城域承载传送网的目标网络架构

2.1  需要考虑的基本原则

城域承载传送网目标架构的确定应主要考虑以下基本原则。

a） 保持本地网络现有基本层次结构不变，包括核心层、汇聚层、边缘层、接入层。其原因在于现有光纤光缆网为代表的基础网络是下一步网络规划和发展的基础，在此基础上进行完善，从而形成适合未来多业务承载与传送的网络架构。不宜因为某一种新业务的引入或者综合承载的需要而从根本上改变现有光缆网的结构，以免增设大量光缆线路。

b） 抓住影响本地网络结构的主要业务，根据各运营商业务发展的重点，主要分析面向移动业务的移动回传网络和面向固定宽带业务的IP城域网络2种网络融合的可能性和切入点，对于集团客户专线这样具有不确定性的业务是次要考虑的问题。

c） 围绕业务特点重点考虑网络功能而非现有技术，不要限制于设备技术而影响网络功能、结构层次等主要问题。

d） 在综合承载传送的环境下，不仅应考虑传统传输网中需要考虑的电路安排、网络保护等问题，还应考虑由于IP技术引入的三层功能和二层功能的定位和应用问题，真正实现在传输和数据技术融合的背景下考虑网络架构。

2.2  参考目标网络架构

目前多个运营商和MEF、BBF等多个国际标准化组织均在研究城域承载传送网的目标架构，但可参考的文件并不多。图2示出的是我国CCAS结合BBF相关文件提出的有关城域综合承载传送网的参考目标网络架构。

这里需要注意的一个关键问题是IP/MPLS中三层网络、二层网络的功能定位不同，应根据需求应用于网络架构中的不同层次，综合考虑成本，采用合适的覆盖范围。目前，业务加速IP化，包括业务动态化、业务网池组化，未来的业务不再是静态的点到点连接，而是动态的、多点到多点的连接。业务需求的发展要求承载网具备三层寻址功能。

如果网络全部采用三层功能，即三层动态到边缘，则在边缘接入层可能会引入过多故障，如软件故障、协议故障等，导致管理难度大；同时，目前IP承载网络单域节点限制在500个以内，三层延伸到边缘必须采用层次化的方案，端到端的优势不大。同时，主要的电信级业务均可采用二层的边缘接入网络实现高效的业务接入和传送，能够满足业务需求。因此，三层网络不宜全面覆盖边缘接入层。

因此，城域承载传送网络应形成清晰的网络功能层次，核心汇聚层目标网络应支持IP/MPLS（-TP）技术，实现动态三层网络的灵活承载和各种业务的高效承载与传送；边缘接入层可采用二层（MPLS-TP或其他以太网）技术，实现经济、可靠的高带宽业务接入和传送。

事实上，现有宽带城域网也采用了核心汇聚为三层，边缘接入为二层的功能层次，以实现功能与成本、维护之间的平衡。

图2中的（1）至（5）描述了从边缘接入到核心汇聚网络基于MPLS功能的位置及综合业务承载网络的应用范围而提出的多种业务部署场景，这里不再赘述。

图2 城域综合承载与传送网络参考目标架构

2.3  业务部署方式

在综合业务承载传送网络内，可通过PW、LSP或L3VPN等技术手段提供各种业务。对于移动回传业务，可采用TDM和以太网/IP方式提供业务，并要求所有在接入节点完成的封装均在核心节点具有合适的适配机制，以提供兼容接口来实现与BSC/RNC的互联。对于集团客户专线业务，根据用户要求采用TDM、以太网、ATM和IP业务提供方式。对于家庭用户接入业务，可采用IP业务提供方式。针对IPTV业务，需进行组播机制的部署。

3  城域承载传送网的网络演进

一般来讲，影响城域承载传送网演进的主要因素包括：

a） 业务需求。业务总量、电信级业务的比例、业务发展趋势等。

b） 网络资源状况。网络空余容量、IP城域网/移动回传网的规模及覆盖等。

c） 技术现状。成熟度、互通能力、价格等。

从目前的业务发展、网络现状和技术发展看，目标网络架构的形成需要中长期的分阶段持续建设，难以在短期内完成。主要原因如下。

a） 业务发展的不确定性。LTE技术大规模的引入尚无明确的时间表，LTE引入后与现有3G、2G业务网的发展关系有待进一步明确。

b） MPLS-TP的标准化需要一定的时间。ITU-T预计2012年年内投票决定其OAM方式，但真正体系化的标准完成至少要到2013年中。

c） 传输技术与数据技术的融合发展也需要时间。支持分组化的OTN（P-OTN）相关的国际国内标准正在研究中，预计2012年年底国内标准可以完成，2013年中相关产品可以商用化。另外，虽然部分厂家已经提出了光和IP协同的解决方案，但相关标准的完善预计也要到2013年。

随着业务IP化的迅猛发展，建设城域综合承载传送网已是大势所趋，但具体的操作应结合各种因素分步骤有计划地引入，注意把握新技术引入的节奏；必要时通过相关的商务运作，确保在建设网络满足业务需求的同时，可以通过设备软件升级等方式实现向目标网络的演进。