打造下一代城域網提升每比特效益

上海貝爾股份有限公司

1 管道也能直接產生收益

在傳統的運營商模式中,電信運營商的城域網一直扮演著“管道”的角色,為業務流量提供盡可能可靠的透明通路。這些流量包括以視頻為主的用戶流量、企業應用和數據流量,也包括其他運營商的業務流量。隨著互聯網模式對傳統通信和信息提供模式的影響逐步擴大,運營商的角色、在產業鏈中的話語權正面臨前所未有的挑戰。

為改變上述狀況,電信運營商無非有兩種選擇,投身到業務和內容的提供產業中,繼續挖潛并提升現有的優勢——即網絡資源的優勢。也就是,在合適的網絡支出前提下更充分利用網絡資源,通過一種可管理、可控制的方式將資源恰當地提供給合作伙伴和第三方使用。這種全新的模式提供按需的帶寬和網絡容量,來提高最終用戶的體驗質量,包括服務質量、可靠性和安全性。這使電信運營商能通過一種增強模式參與到合作伙伴的業務和內容運營中,并與其共同分享收入。阿爾卡特朗訊的應用使理念能夠幫助運營商開拓創新的、協作商業模式,即通過在其網絡中傳送流行的Web業務和承載帶寬敏感的視頻流量來獲取額外收入。

2 下一代城域網的特點

◆高帶寬:在固網和移動網絡中,在任何地點分送用戶所需的業務和內容,并能夠隨著未來的增長需求而調整。

◆拓展性和彈性:基于最小的邊際成本,網絡動態調整來滿足電信運營商和最終用戶需求。

◆可靠性和回復性:提供永遠在線和不中斷業務和應用。

◆有成本效益:基于最優CAPEX來提供最大性能,同時通過運營效率最大化和技術創新來降低OPEX。

◆綠色環保:實現最好的網絡效益并將對環境的影響降為最低。

◆多業務:通過簡單、扁平化、成本優化的高性能IP架構提供多樣化的并發定制業務。

◆開放的和互聯互通:通過可管控的方法來開放網絡能力,能夠快速推動業務發布以改善用戶的業務體驗質量。

◆安全性和私密性:保護所有合作伙伴的資產和知識產權,以及最終用戶信息。

向下一代城域網演進并不是一蹴而就的,必須在不影響現有業務的前提下,一步一步實施,同時也要考慮到電信運營商現有網絡狀況和競爭環境。從本質上講,該演進意味著打破現有的多層、復雜和昂貴的網絡,以融合IP、多業務和應用驅動的寬帶網絡取而代之。電信運營商將能夠極大地降低網絡部署成本,并簡化網絡運營和更高效地利用網絡帶寬和資源。在競爭日趨激烈的通信市場中,電信運營商需要這種有成本效益和價值驅動的演進方案進行戰略實施。

3 下一代城域網的必要條件

下一代城域網需要如下關鍵技術的組合:

◆統一的寬帶接入:它將快速、可靠、高效的最大程度優化寬帶業務的利用率和可用性,以價低質優的光接入技術充分滿足客戶傳統業務和不斷發展的新業務需求,從而實現效益的最大化和最優化。

◆高效分組傳送:具有高速率和單位傳輸低成本的特點,從接入網到核心網均具有最高可靠性的網絡構架。還應充分利用光傳送領域的最新科技,包括光分組傳送、可調諧激光器和波長跟蹤、光交叉層控制平面自動控制和其他傳送技術。

◆智能、融合的IP:網絡必須是智能、安全、可升級和可靠的,同時提供業務感知和差異化服務質量和業務性能,并能高效調整現有業務和快速部署新業務開滿足用戶需求。

運營商向下一代城域網演進需要一個具有豐富經驗的合作伙伴,其具有領先的產品設備和在IP轉型領域的成功經驗,包括高效、低成本的將現有和新業務向融合網絡移植。最重要的是,電信運營商需要一個具有能力的、并在演進過程中知道如何確保商業平穩運行并降低風險的可信賴的合作伙伴。

3.1 統一的寬帶接入

目前,接入網絡中的接入技術主要有以ADSL2/2+/VDSL為代表的銅線接入,以GPON和EPON為代表的點到多點的光纖接入及以交換機為基礎構建的點到點的光纖接入。根據不同情況采用多種接入技術的混合部署將光纖部署到最經濟的節點,在達到滿足用戶業務需求的同時可有效降低網絡建設的投資成本。GPON、EPON、VDSL2、RG和WiFi等多種技術的有機結合,將滿足現在和未來全業務的部署要求。

(1)循序漸進,統一接入

在向全光接入網演進的過程中,PON技術憑借帶寬、節省光纖資源等諸多優勢,成為運營商接入網改造的首選。無論是帶寬、傳輸距離,還是傳輸質量,相對原有的銅線接入,PON都具備了顛覆性的取代優勢。但一個支持“全業務運營”的接入網絡不能完全脫離現有網絡架構,在面臨現網大量銅線網絡存量和高中低端用戶需求差異迥然的市場環境下,運營商在成本上既要追求最優化的CAPEX和OPEX,業務上還要充分滿足客戶傳統業務和不斷發展的新業務需求,從而實現效益的最大化和最優化。

基于以上考慮,上海貝爾推出ISAM系列統一接入平臺7342 ISAM FTTU,同時支持點對多點的GPON和EPON的各種光纖接入技術,為全業務運營商提供全面的光纖接入網FTTx解決方案,依托其業界領先的通用平臺,通過豐富的光終端系列,滿足各種FTTX模式,將光纖接入網絡推進到最經濟、最高效的地方,充分挖掘現有網絡價值,倍增新型網絡競爭力,滿足運營商各種FTTX場景的應用需要,幫助其實現光纖向最經濟的點推進。ISAM系列接入設備包括用于FTTH部署的7342 ISAM FTTU,用于FTTB部署的735x ISAM FTTB系列,用于FTTN部署的7302/7330 ISAM FTTN以及數量多達幾十種的GPON ONT/MDU和家庭網關產品。其中FTTB系列還可以靈活地提供PON或GE上聯接口,并支持從遠程匯聚到7330 ISAM FTTN設備上,使運營商可以方便地實現DSLAM分布式組網。采用基于ISAM的 FTTB解決方案,運營商可以充分利用舊樓道內的銅線資源,通過VDSL2或ADSL2+向用戶提供三重播放業務。所有的ISAM系列設備由5520 AMS實現統一管理。

(2)區分服務,實現全業務接入

隨著寬帶用戶逐漸飽和以及競爭驅動,接入網將向著全業務統一接入演進,語音、數據、視頻以及有線電視業務將通過同一張接入網承載。同時,為了實現不同用戶不同業務提供差異化分級收費服務,接入網必須具備業務感知能力,提供差異化QoS保障。融合統一接入和業務區分化,對接入產品提出新的要求。

上海貝爾7342 ISAM系列解決方案,將語音、視頻(IPTV和CATV)、數據、傳統TDM業務等融合在單根光纖中,嚴格保證端到端QoS和DBA,同時可以獲得統一和強大的管理能力。7342 ISAM FTTU提供豐富的光網絡終端,滿足不同應用場合和不同用戶的需求,包括室內型/室外型/商用型/多住戶型,提供多種接口類型,包括POTS、GE/FE、E1、CATV接口,以實現各種業務接入。所有的ONT每個用戶端口支持8個硬件隊列,具有強大的QoS功能以及可以連接融合多種業務的RG設備。內置的VoIP模塊同時可以支持SIP和H.248協議,并且可采用UPS備份電源在斷電情況下保障長達8～12小時的語音通話。ISAM FTTB內置IAD模塊或混插ISAM VOICE板卡,提供NGN/IMS語音接入功能。同時,7342 ISAM系列支持TDM等對時鐘同步要求很高的業務,支持BITS接口和IEEE 1588 v2網絡精確時鐘同步協議。

(3)大容量,少局所,扁平化

從全網角度考慮,全新的基于PON技術的光接入網絡,其大容量、長距離、全業務支持能力必將使得原有垂直復雜的網絡架構向扁平一體化的網絡演進,接入層和匯聚層的融合,“大容量,少局所”將對PON接入平臺提出超高帶寬、超高處理能力、超遠覆蓋距離等更高要求。7342 ISAM FTTU支持500Gb/s的交換矩陣和44G的上聯接口,T比特級的背板容量以及支持L2/L3轉發能力,同時支持GPON線卡和EPON線卡通過星型鏈接與交換矩陣以10G速率通訊,不僅可滿足當前低成本大容量的要求,同時也為網絡向未來演進打下堅實基礎。

(4)平滑向未來演進

接入網建設還必須考慮向未來技術的平滑演進。出于業務需求不足和降低成本的角度考慮,當前運營商普遍采用FTTB/FTTN的模式建設PON網絡,由于ONU下帶用戶數較多,每用戶實際帶寬在未來支撐高清視頻或其他高帶寬業務時,難免力不從心。而在向下一代10G速率PON演進過程中,必須很好地考慮到對原有ODN(光分配網)以及對已部署PON設備的兼容。上海貝爾從保護運營商現有投資的角度考慮,開發了基于現有7342平臺的10G EPON以及10G GPON技術,通過現有平臺的平滑演進,即可實現從現有G/EPON向NG PON的低成本高效能升級,為下一代接入網應用提供所需的帶寬、功能和服務。我們推出的10G EPON板卡和10G GPON板卡,可與現有G/EPON板卡混插于7342平臺中。同時,阿爾卡特朗訊貝爾實驗室已完成WDM PON的功能性驗證。在光纖接入技術的發展道路上,無論是TDM PON和WDM PON技術,我們始終處于領導地位。

3.2 高效分組傳送

分組業務需求的爆炸性增長迫使電信運營商重新架構新的傳輸網絡。原有的電路傳輸網絡無法經濟高效地傳送分組業務,因此電信運營商需要部署新的智能光傳送網絡來滿足帶寬和業務復雜性需求。新的智能光傳送網絡具有光層智能調度和分組感知性能,并具有許多優勢。

為適應分組業務的不斷增長,上海貝爾早在2005年即推出其P-OT(Packet Optical Transport)平臺概念,為運營商提供了面向傳送網絡轉型的最佳解決方案。

上海貝爾1850TSS系列完全按照P-OT平臺概念設計,憑借其特有的通用交換矩陣實現TDM、分組和WDM的完全原生態融合。支持TMPLS/MPLS-TP實現面向連接的分組傳送,支持端到端的OAM特性。

(1)通用矩陣實現無縫的全分組傳送網絡轉型

1850TSS構建于一個開放的體系結構上,該結構集成了以太網交換、TDM(SDH/SONET/PDH)和WDM/ROADM,各種業務的傳送需求可按任意比例組合、配置。1850TSS這項特有的功能使它成為正在進行的傳送網絡技術變革過程中理想的備選設備,業務供應商僅利用選中和點擊操作就可以靈活地配置任意比例的電信級以太網業務、WDM和TDM交換業務,從而滿足日益增長的流量需求。這意味著無論將來業務模式如何改變,業務供應商無需再為缺乏擴展性和不知哪種技術最適用的問題而發愁。

(2)業界領先的分組同步方案

1850 TSS現有商用版本已經支持同步以太網功能,可基于全網端到端的同步以太網線路同步,實現高精度的全網頻率同步。

同時,按照業界最新高精度時間同步要求規范(包括時間格式和接口),1850 TSS已經開發出基于1588v2的時間傳送功能,并提供標準1PPS+ToD的時間接口輸入輸出,已經分別于5月和6月在中國移動總部通過了相關時間同步測試。

1850 TSS基于同步以太網+1588v2的時鐘傳送方案,使用了貝爾實驗室獨具專利的先進時間戳恢復算法,在PTN規模部署時,滿足端到端的多跳復雜PTN網絡組網下高精度的時間傳送應用的需求,成為地面時間傳送系統的可靠選擇。

(3)靈活的接入選擇,統一的業務匯聚與端到端管理

1850 TSS系列解決方案貼合業務網絡的發展趨勢。可組建基于TMPLS/MPLS-TP的端到端的分組網絡,形成統一的分組匯聚平面。在接入層可根據實際情況靈活選擇多種技術,按需實現網絡分組轉型,兼顧網絡轉型成本與現網投資保護。

◆支持基于MSTP的接入。保護了原MSTP網絡的投資,對大量未IP化的TD基站提供高性價比傳送,同時也能夠提供分組業務的承載。

◆支持基于電信級以太環網(ERP)的接入,成熟可靠,支持50ms快速倒換、業務快速部署和以太網業務端到端OAM及管理,解決了現階段網絡分層保護的需求,對現階段網絡部署意義重大。

◆支持基于MPLS-TP的接入。MPLS-TP進一步向接入延伸,支持3G回傳點到點業務。

無論采用何種接入技術,都可以在匯聚層進行統一匯聚,并支持端到端的業務管理與故障定位,真正實現現網網絡的平滑演進和TDM與分組網絡的無縫融合。

3.3 智能、融合的IP

下一代IP城域網將具備話音、視頻、數據和移動的四重播放能力,同時支持個人用戶和政企用戶,并支持各種主流的業務和應用部署模型,是面向多業務融合的IP承載網絡。

對現有城域網的升級改造將隨著精品業務的發展而逐步推進。按TR-101的術語,IP邊緣節點統稱為BNG(Broadband Network Gateway),原則上BRAS和SR都屬于BNG的具體實現,可以理解為狹義的BNG,廣義上BNG應支持所有的用戶接入方式。但從體系架構上講,從SR向統一的邊緣節點BNG演進更符合運營商的思路并貼合實際的硬件能力。

對于滿足下一代PPPoE/IPoE用戶接入控制的BNG設備設計,不同廠家有不同的理解。傳統BRAS廠家為支持PPPoE協議而設計的產品,可以通過添加IPoE功能的支持來演變成BNG設備。同理,傳統的Service Router設備天生支持高帶寬的IPoE用戶控制,可以通過添加PPPoE功能來實現完全的BNG功能。

作為一個高性能的BNG設備,需要具備以下3種設計要素:

(1)超級強勁的CPU處理能力

PPPoE/IPoE用戶session的處理和終結都需要CPU進行輔助。現有BRAS設備上一般承載10K用戶,下一代的BNG設備,設計需要承載128K用戶,這對設備的CPU處理能力要求很高,一般需要多核CPU,同時支持4G以上內存。

(2)大于20G每槽位的業務處理能力

適應大帶寬的發展,每槽位支持16K用戶,每用戶要支持2Mbps~3Mbps的帶寬,這樣就要求下一代BNG設備支持20~50G/slot的高帶寬處理能力。

(3)完善的業務處理板卡,提供面向未來的增值服務

隨著用戶控制的深入發展,需要BNG設備提供DPI(深入包檢測),IP Sec安全接入,視頻和LTE移動業務網關的支持。

上海貝爾的7750 SR+能同時支持PPPoE和IPoE,是真正意義上的BNG(Broadband Network Gateway)設備。通俗地說,就是SR+打破了傳統SR和BRAS的設備差異,從硬件上統一用一臺設備實現了BRAS和SR的所有功能。

由于SR硬件體系架構設計上的優勢和平臺處理速度的優勢,從SR演進形成的BNG設備SR+具有先天硬件優勢。即使對于同樣的從SR平臺演進形成的BNG設備,ALU提供的7750設備在多種業務同時加載的情況下仍然可以保證每種業務的處理性能,這也是很多設備不能比擬的。

7750 SR+的產生為運營商根據業務需求靈活選擇認證方式提供條件。網絡結構可簡化為單邊緣架構,在同一設備、同一端口下同時接入PPPoE和IPoE,從而實現對用戶資源及QoS策略的統一部署和管理,同時實現對每用戶/每業務的精細化控制和QoS保證,是業務融合的方向。

盡管SR+的功能較SR有跨越式的提升,但上海貝爾現有硬件平臺(7750)只需通過軟件升級和配置新板卡的方式就可以成為SR+,是真正意義上的平滑升級。

4 總結

下一代城域網是一個完全融合的代智能、全IP的多業務網絡構架——采用最新的創新科技在無線和固網寬帶,IP和光傳送領域,更高效和最低的成本傳送和分發業務。移動和固網運營商都可以根據各自的市場情況,商業計劃和戰略來選擇向下一代城域網的演進步驟。基于在三個核心技術領域的長期經驗積累,持續投資和戰略投資和創新,上海貝爾是運營商部署下一代城域網最好的合作伙伴。