浅析城域承载网协同规划的几个关键问题

浅析城域承载网协同规划的几个关键问题

马培勇 袁世章 毛宇 刘成

2013-2-20 17:02:27 来源：《移动通信》2012年第20期

摘要：为了协调各专业网络间的合理发展和最佳组网模式，中国电信率先开始进行城域承载网的协同规划。文章主要针对城域承载网协同规划的必要性以及协同规划在网络层面、流程和组织等方面的关键性问题进行了全面分析，并结合实际案例，为运营商开展协同规划工作提供参考。

关键词：城域承载网，协同规划，IP城域网，传输网，光缆网，宽带接入网，IP RAN

1 协同规划的必要性

2012年，中国电信率先在三大运营商中采用了协同规划的方法进行三年的滚动规划，协同规划首先在“城域承载网”范围内实施。“城域承载网”主要是指中国电信以IP城域网为核心，包含本地传输和光缆网、IP RAN/PTN、接入OLT设备在内的网络。这些网络涉及多个专业和多种技术，设备类型复杂且数量巨大，各网络之间关联性很强，需要协同规划才能达到整体方案最优。尽管往年已经在各个专业网的规划中初步考虑了与其他专业的衔接，但是还存在两个主要的问题：一是缺乏较为清晰的目标架构；二是缺乏系统的协同规划的方法。

随着中国电信“宽带中国·光网城市”战略的实施，以及云计算、IPTV、互联网视频、3G/LTE、大颗粒政企专线、Wi-Fi接入等新业务的快速发展，城域网的业务类型和流量规模迅速增加，对城域网的网络架构提出更高的要求；3G、IPv6、MSE、BRAS集群、OTN二层汇聚、IP RAN、10 GPON等新技术的引入决策

和引入步骤也会对城域承载网的架构造成影响。因此，在城域网总体网络架构进一步向“大容量、少节点、扁平化”的方向发展的基础上，研究细化城域承载网目标架构，推动现网逐步向更加合理的目标架构平滑演进，成为当前城域网网络规划的重点工作之一。

要规划出合理的城域网目标架构，必须对城域范围内的IP、传输、接入等各专业网络进行统筹考虑和协同规划。多专业协同规划的目标有两个：一是规划后的网络符合融合的城域承载网络目标架构和协同发展要求，包括各专业间组网衔接合理，能明显提升网络对业务的整体支持能力以及网络总体效率，实现城域内业务流量的低成本、高效率转发；二是满足总体建设成本和网络运营成本最低。

2 协同规划网络层面的关键问题

作为全业务运营商，中国电信的城域承载网包含的专业较多，结构也比较复杂，如图1所示：

图1 中国电信城域承载网架构示意图

城域承载网规划需要协同的主要有以下方面：

(1)传输网络与IP城域网的协同：包括IP城域网扁平化与启用二层汇聚功能的OTN间的组网协同；业务接入控制层物理节点设置与传输网络的协同；传输网络和IP城域网保护机制间的协同等。

(2)IP城域网与其承载的网络间的协同：如CDN节点部署、AC节点部署等与Ip城域网间的协同。

(3)宽带接入网与IP城域网间的协同：如OLT节点部署及上联与IP城域网间的协同。

(4)传输设备与光缆间的协同：如OTN/DWDM和裸光纤间承载方案的选择。

(5)IP RAN与其他专业间的协同：包括与3G/LTE基站、接入光缆网的协同；IP RAN和IP城域网组网衔接的协同；IP RAN与MSTP对政企客户、3G基站接入分工的协同等。

综合考虑现阶段网络发展的实际情况，城域承载网在网络层面的协同应重点做好以下四方面的工作：

(1)IP网架构优化与传输网协同

1)IP城域网扁平化与启用二层汇聚功能的OTN间的组网协同。目前OTN设备基本都具备端口汇聚和流量汇聚功能。端口汇聚不涉及统计复用，实现简单，

成熟度高，对于维护管理基本没有影响；流量汇聚功能涉及统计复用，目前各厂家设备的实现情况还不明确，其配置较复杂，且需要对OTN网络进行VLAN规划，对维护人员提出了较高要求。因此，端口汇聚功能可以随着OTN网络的建设在IP城域网扁平化和OLT直挂BRAS/SR/MSE时考虑应用；而流量汇聚功能的技术验证和应用场景研究将是传输领域的一个工作重点，目前尚不宜采用。

对于已经扁平化的城域网，可考虑采用OTN对BRAS/SR/MSE多个上联GE端口汇聚成10GE端口接入CR。尚有BR设备的本地网，也可考虑采用OTN的端口汇聚功能汇聚GE端口直联CR，实现扁平化。

2)IP接入控制层的设置与传输网协同。IP业务接入控制层设备BRAS/SR/MSE的设置(节点相对集中、节点相对分散)和相应的传输组网需求进行多方案比较。

(2)IP网自身保护机制与OTN的传输保护机制的协同

1)应统筹考虑IP网和OTN的保护机制，兼顾网络结构简洁、功能清晰和运行效率高的目标，合理选择IP和传输的保护机制。

2)IP电路需要传输提供双路由通路实现冗余，但不需要在OTN配置IP业务保护通道。

3)OTN主要采用SNCP(子网连接保护)为大颗粒出租业务提供保护。

(3)IP网接入控制层(BRAS/SR)与接入网OLT衔接

1)坚持OLT“大容量、少局所”原则，严格控制OLT节点数，优化现有OLT节点布局。

2)控制OLT设备台数，根据流量情况选择汇聚或直连，避免上联链路占用过多BRAS/SR端口。

3)OLT多条上联链路原则上接入同一局址BRAS/SR不同端口或设备，以端口绑定方式实现冗余保护。

4)试点引入MSE(融合BRAS和SR)，简化网络连接结构，减少接入层设备(OLT和汇聚交换机)上联链路数。

(4)统筹规划光纤物理网，与多专业网协同，兼顾多种组网需求

1)统筹考虑政企专线、VPN、PON宽带接入和3G基站的接入需求进行光节点(光缆交接箱、分纤箱)布局，各专业就近接入光节点。

2)光缆拓扑环形和树形结合，兼顾政企、3G基站承载的高安全性和家庭客户的低成本要求。

3)引导政企客户上网业务和专线业务以PON网络汇聚、高安全性要求的组网型业务通过MSTP承载；基站接入专线通过IP RAN承载。减少接入技术的多样性，降低网络复杂程度。

3 协同规划流程方面的关键问题

之前的城域网规划模式都是几大专业并行规划，在网络现状和业务需求的基础上，并行完成接入网、IP城域网和传输网的规划，再将各专业规划汇总，并按照图纸分配原则对各专业的规划方案进行调整。该规划模式的优点是规划效率高、耗时少；但缺点也很明显，各专业间缺乏协调，网络总体方案很难达到最优。

协调规划的核心思想就是理清各专业间的逻辑关系，变并行规划为串行规划，实现各专业网络间规划的有效协同。城域承载网协同规划基本流程如图2所示：

图2 城域承载网协同规划基本流程

协同规划流程与传统规划相比，有以下两个关键的突破点：

(1)明确各专业相互间的输入、输出关系

在网络现状和业务需求预测的基础上，首先应进行接入网的规划，包括宽带接入网和IP RAN规划，其规划方案作为IP城域网、传输网(设备)、光缆规划的输入依据。宽带接入网需要输出的包括：OLT布局、各OLT节点上联端口、上联链路数和流量等；IP RAN需要输出的包括：各环的组网方案和物理位置、B设备的分布、B设备上联SR的流量等。

根据接入网规划的输出完成IP城域网的规划，其方案作为传输网(设备)和光缆规划的输入。IP城域网需要输出的包括：CR、BR、BRAS、SR、MSE等设备的物理位置；各节点间的连接端口和链路数；IP城域网与OLT的具体链接方案等。

根据接入网和IP城域网规划方案，完成传输网(设备)的规划，其方案作为光缆网规划的输入。传输网(设备)需要输出的包括：各传输设备的物理位置、组网情况、对光缆的占用需求等。

根据接入网、IP城域网和传输网(设备)的规划方案，汇总各个层面对光缆纤芯的需求，最后完成光缆网的规划。

(2)各专业间要进行多方案综合比较

以上各个专业规划均有多个可能的建设方案，而且每个专业的规划方案对其他专业规划均有直接的影响。因此，在进行最终方案选择时，应该多专业共同进行多方案综合比较，以确定总体最佳方案。例如，OLT节点设置规划有相对集中和相对分散两种方案，则两种方案均各自对应有IP城域网、传输网和光缆网的规划方案，对于OLT节点设置方案的比较，必须将对应的IP城域网、传输网和光缆网方案一起进行综合比较，而不能仅仅在接入网专业对OLT节点方案进行比较选择。

4 协同规划团队组织方面的关键问题

由于跨多个专业并进行协同规划，规划团队的组织对城域承载网协同规划的最终效果有着决定性的作用。因此，必须建立一个跨专业的规划项目组团队，主

要由接入、IP、传输、光缆专业的规划专家组成，并需要CDN、移动、业务网专业的规划人员配合。同时，项目牵头人需有较强跨专业协调能力，且对各个专业均要有一定程度的了解。

5 协同规划案例

从上文可以看出，城域承载网协同规划的流程非常复杂。在实际操作中，基本流程的每一部分都应该根据网络和业务的发展情况进行针对性的细化，以保障协同规划的效果。

为研究城域承载网的目标架构，中国电信某分公司进行协同规划的实际流程图如图3所示。

该案例中，协同的关键点有以下六方面：

(1)多专业协同的业务接入控制节点选择

1)传输专业需向数据专业输出目前OTN/光缆网络的节点设置及网络架构情况。

2)业务网络专业(如CDN)需向数据专业输出节点设置情况。

3)数据专业根据传输网络及业务网络输出情况，结合自身特点，进行业务接入控制节点的选择。

(2)业务分布及流量测算

1)业务网络专业(如CDN)需向数据专业输出业务流量参数模型。

2)数据专业根据IP城域网流量现状输出宽带业务参数模型，并结合业务网络专业流量模型给出承载网全业务流量模型。

(3)OLT/B类路由器归属及链路配置

1)根据业务接入控制节点设置情况，结合传输网资源情况确定OLT/B类路由器的归属业务控制节点。

2)与数据专业协同确定上联链路速率(GE、10GE)、连接模式(直连、汇聚)、上联链路数。

3)与传输专业协同确定链路最优承载方式(OTN/光缆)。

图3 城域承载网目标架构协同规划流程案例

(4)城域网端口配置

根据业务网络(CDN/IDC)输出的承载需求、接入专业上联链路端口需求以及城域网内部自身链路需求进行端口配置，并向业务网络、接入专业反馈不同的链路配置建议。

(5)OTN/光缆网资源配置需求

根据数据专业、接入专业、大客户输出的链路需求配置传输资源，并向数据及接入专业反馈不同的承载及链路配置建议。

(6)方案综合比选

根据IP专业提出的多种中长期(三年和五年)业务结构、流量模型，综合计算IP、传输设备以及光缆总成本，综合考虑网络安全性、运维管理等因素，确定最优的业务接入控制层节点方案和IP城域网目标架构(由IP、传输和接入三个专业协同完成)。并据此优化修正OTN波分网和中继光缆网目标网络，提出优化调整方案，在现网基础上以较小的代价向目标网络演进。

6 结束语

协同规划相对于传统规划是质的跨越，规划流程复杂性成几何倍数增加。在实际规划工作中，协同的模式应逐步引入，重点针对企业当前关注的网络问题进行协同，以保障协同规划效果。

作者简介

马培勇：高级工程师，工学学士，现任职于中国电信股份有限公司广东研究院，主要从事有线接入网络方面的规划研究工作。

袁世章：工程师，工学硕士，现任职于中国电信股份有限公司广东研究院，主要从事IP城域网方面的规划研究工作。

毛宇：工程师，工学硕士，现任职于中国电信股份有限公司广东研究院，主要从事有线接入网络方面的规划研究工作。

参考文献：

[1]马永源，马力.电信规划方法[M].北京：北京邮电大学出版社，2001.

[2]中国电信集团公司.FTTx及PON网络规划方法[Z].2010.

[3]中国电信集团公司.接入光缆与ODN网络规划方法[Z].2010.

[4]中国联通集团公司.电信级IP承载网规划方法研究[Z].2008.

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/025r.html