面向全业务的城域传送网的目标网络架构的探讨

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  摘?要 本文在详细分析全业务各个业务网络对传送网的需求基础上,结合传输技术的发展和应用,提出了城域传送网的目标网络架构。
  关键词 全业务;城域传送网;目标网络架构
  中图分类号 TN915 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)062-0154-01
  随着3G网络和FTTX的同时展开、城域网“窄带网向宽带网的转变”与“全业务运营的转变”,全业务运营对现有网络带来了极大的挑战,以视频业务为核心的三网融合,对IP承载网络将带来一次革命性的改变;当前视频类业务呈现向高清、3D的发展趋势,高清终端已经越来越普及,带宽提速将是三网融合不可避免的问题;当前各种业务都向IP化方向发展,新型业务均是建立在IP基础之上,IP已经成为下一代网络的基础,必须推动未来网络业务的IP化转变,而业务的IP化最终将导致传送网络的IP化;随着云计算、物联网等新技术的兴起和由此带来的产业变革,对现有IP承载网将带来新一轮的冲击,传送承载层也将迎来新的机遇和挑战。面向全业务的城域传送网如何应对成为急需回答的问题。
  1 各业务网络对城域传送网的要求
  1.1 无线接入网对传输的需求
  综合考虑多方面因素,未来5年无线网络必然是2G、3G、LTE和WIFI多网并存的立体结构;语音业务主要由2G和3G(VoIP)网络承载,中高速数据业务由3G和LTE网络承载; WIFI不仅是有线接入网的补充,更成为3G/LTE数据业务分流的重要手段。
  现有传输网建设与2G/3G的网络架构相匹配,业务流向为BTS/NodeB至BSC/RNC;不同之处在于LTE阶段增加了X2、S1接口,X2=3%×S1,而现有传输网络架构则无法满足其多归属连接、基站间连接需求;从容量需求的角度, LTE网络主要承载IP化的业务,接入带宽高达300 M,端口类型为GE,传统的传输无法满足其承载需求,需要引入分组化的传输技术;再看看无线网络的安全性对传输网络的要求:2G、3G、LTE均要求电信级50 ms的倒换。
  1.2 IP城域网对传输的要求
  IP城域网的接入网-接入控制层-核心路由器的逻辑结构基本形成,以架构优化和承载能力提升做为演进方向。IP承载网对传输网络提出了新的需求:
  1)城域骨干层扁平化演进,产生大量业务控制层至地市核心的传输通道需求;
  2)汇聚交换机至BRAS的GE链路逐年递增,造成区域中心局出局光缆资源非常紧张,严重影响链路扩容及业务开展,提出了新的传输通道需求;
  3)部分IP城域网新建城域第二平面,涌现大量业务控制层至地市核心的传输通道需求。
  1.3 有线接入网对传输的需求
  宽带上网、IPTV、VOIP等各类业务带宽对传输提出了新的需求,主流业务带宽不断提升,2012年以4 M为主,以后逐步提升至8 M、12 M、20 M;业务带宽根据用户选择的业务类型设置,上网和IPTV带宽相互隔离,一般上网业务不超过4 M。根据业务进行测算,OLT上联业务总体容量不超过10T,OLT集中型布局数量(节点)不超过300个,每节点OLT平均上联不超过40 G,OLT上联典型接口类型为10GE/GE。
  2 传输技术发展与应用简述
  从传输速率上看,由于流量增长带来的压力,40 G逐渐从骨干网络引入到本地网络;同时出现少量100 G传送需求。
  本地城域传送网将逐渐向“ALL IP + OTN”方向演进,OTN在增加带宽容量的同时,提高了网络传送效率和简化网络的运维和管理,成为当前传输网络的主要技术之一。 在本地传输网中,OTN的光层和电层交叉的设备都可适用,根据目前业务发展和业务颗粒来看,近期内主要考虑考虑采用电层交叉,当互联网业务激增带宽需求极大且电路调度频繁时可选用光层交叉。中远期采用光、电交叉技术实现业务的灵活调度。OTN技术有以下应用场景。
  1)提高网络的OAM:为了提高大颗粒业务的承载效率,采用IP over DWDM的方式承载业务,WDM层面要承担起传送网的管理维护、灵活组网、保护和调度功能。OTN可有效解决业务的可维护性及业务的端到端性能检测
  2)提供波长级别和子波长级别业务调度和保护:包括光层调度和电层调度,采用ROADM技术,实现环相交、环相切等网络中跨环业务的调度;对2.5G、GE颗粒业务复用采用子波长级别的调度节省波道和板卡资源。
  3)有利于大客户业务调度和开通:集团客户业务的增长,快速开通和调度的需求日趋强烈,采用OTN技术可实现跨地区点到点大客户业务、本地跨环点到点业务和政企上网业务的开通。
  4)承载OLT上行SR/BRAS的大颗粒电路:PON业务的增加对于OLT上行链路的需求也迅速增加,需要更多的光缆资源以满足需求;PON需要更安全、更长距离的上行链路,裸纤不能满足安全要求;采用OTN节省光纤资源同时为OLT上行提供保护。
  5)承载汇聚交换机到SR/BRAS、SR/BRAS到CR等IP城域网电路:核心层光纤直连,安全性差。对于中长距离传输端口成本高;汇聚层大量光纤直连,管理和维护困难,发生故障不易定位;光纤直连方案,可扩展性差,升级扩容困难。
  3 面向全业务的城域传送网目标网络架构分析
  3.1 城域传送网网目标网络架构
  随着业务和网络IP化,为匹配新业务模型和高带宽需求,传送网必须从接口到交换内核都实现IP化,原有的以TDM交换为内核的MSTP 网络必须向更高效的以IP分组交换为内核的分组化传送网发展;ROADM/MS-OTN/ASON/GMPLS等技术和控制平面的引入,开启综合业务接入(PTN/IPRAN)网络的三层功能,实现业务的灵活调度,最终实现宽带云/池的提供能力。
  面向全业务的城域传送网主要由PTN设备/IP RAN设备和OTN设备构成。其中,核心层为40 G/10 G WDM/OTN平台,初期应以环网为主,具有多个核心节点(3个以上)逐渐演进为MESH网,提升传送容量和安全性。市到县、城区汇聚层以40 G/10 G WDM/OTN平台为主,发达部分乡镇及县城域建设10G WDM/OTN平台 ,一般乡镇和县城域以10GE PTN/IPRAN为主。接入网以10GE/GE PTN/IPRAN为主。现有的SDH/MSTP平面在一定程度上共存,继续承载现有的TDM业务。
  网络发展的扁平化趋势,传输网络尤其是其光缆网物理层将决定未来网络的整体布局,多个运营商提出以“无线+IP网+光缆网”的发展模式来组建本地网。因此本文中我们对本地光缆网络演进策略也进行了分析。
  作为长途出口以及本地网关口局、汇接局、传输网核心节点、数据网核心节点设备的节点,承载2 G/3 G、LTE的业务调度、政企客户专线业务的互联及IP城域网核心节点间的业务传送,要求网络具有更高的安全性和可靠性,建议中继光缆网的多核心节点间采用网状网结构,双核心节点间可建设三路由;汇聚层网络架构以环形为主,可以适当考虑部分节点的直达;接入主干层光缆为“环形+树形”结构,对于还没有主干光缆覆盖的区域,建议可先考虑将主干光缆组环,后续扩容主要采用树形结构,对于已有主干光缆环覆盖的区域,建议新增主干光缆主要采用树形结构。
  4 结束语
  如何快速有效的构建面向全业务的城域传送网,成为各运营商日益关注的话题,本文通过对于面向全业务城域传送网的建设策略的研究,希望可以抛砖引玉,对今后各运营商的网络建设有所帮助。
  参考文献
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