面向LTE和全業務的城域承載網協同規劃方法和流程探討

趙俊春，王國棟

（華信咨詢設計研究院有限公司，浙江 杭州 310014）

1 引言

隨著電信運營商的全業務運營和LTE網絡的大規模部署，城域承載網各層級在制定承載網絡目標架構時需要各層級網絡間相互滲透、相互融合。目前各層級網絡規劃相對獨立，被動接受業務需求，最終導致了承載網架構不合理、資源冗余、網絡安全性低等問題，大大增加了網絡的建設成本和資源浪費。

2 城域承載網絡總體目標架構

城域承載網的范疇是指城域出口至用戶接入間的各層級數據承載網絡，包含城域IP網、城域傳送網及綜合接入網（PON網絡、IP RAN/PTN）等。

如圖1所示，IP城域網包含核心層CR、業務接入控制層BRAS/SR/MSE、匯聚交換機等間的數據網絡，以單一平面/單邊緣為主要目標，今后將結合新技術的引入，推進網絡架構簡潔化和重點業務的高效承載，滿足自有業務和OTT業務承載的需求。

城域傳送網包含城域W D M/O T N、S D H/M S T P及中繼光纜等傳輸網絡，目前處于新老技術的更新階段，今后以打造一張快速靈活、統一融合、高效安全和平滑演進的“OTN+光纖+綜合接入”平臺為目標，不斷提升綜合業務的承載能力。

綜合接入網包含PON寬帶接入網、IP RAN/PTN移動承載網等，今后的目標是加強與IP城域網、城域傳送網間的銜接，逐步向高帶寬、扁平化、高轉發效率方向演進。PON推進“大容量、少局所”的OLT目標布局，IPRAN網絡向著打造承載3G/LTE的基站綜合接入的目標方向演進。

圖1 全業務和LTE環境下城域承載網總體架構

3 城域承載網協同規劃方法

網絡協同規劃的目標是追求網絡承載效率最高化、綜合成本最低化，打造“一張承載網”，這需要各層級間的相互配合，相互滲透。本文提出了一種科學的承載網協同規劃思路，從各層級網絡自身的發展策略和建設成本出發，研究各專業規劃間的協同方法。

如圖2所示，接入網作為最邊緣的業務接入網絡，首先對IP城域網和城域傳送網提出相應需求，IP城域網和城域傳送網根據接入網提供的需求（關鍵銜接點已在圖2中給出）進行方案規劃。當IP城域網和城域傳送網根據自身的發展策略和建設成本在可接受范圍內仍無法滿足接入網的需求時，給出接入方案修改意見，進行二次規劃。同理，IP城域網與傳輸網之間的協作規劃也是經過多次“反饋”?！胺答仭钡哪繕耸沁_到一個最佳的“狀態”：承載效率最高化、建設成本最低化。

圖2 承載網協同規劃方法

3.1 IP城域網規劃的協同關鍵點

IP城域網規劃需要重點關注以下3個關鍵點與其他網絡層級的協同：

（1）業務控制層的部署

受機房基礎設施、光纜資源、傳輸資源和domain域等因素的影響，進一步對業務控制層進行縮容，提升設備利用率。對于大中型城域網OLT直掛業務控制層的規模逐漸增大的節點，建議通過在城域二層匯聚層部署OTN傳輸系統代替光纜承載。小型城域網業務控制層本身就比較集中，在流量增長較緩的情況下，仍以光纜承載較為合適。

（2）多邊緣場景下接入層與IP城域網的銜接

存在多邊緣的城域網建議通過在城域二層匯聚層部署OTN傳輸系統代替光纜承載，減少光纜資源過度消耗，具體如圖3所示：

圖3 二層匯聚層網絡架構

（3）帶寬類型選擇的分析

業務控制層下行：根據OLT單方向流量合理選擇承載方式，當小于6G時仍可采用GE鏈路通過匯聚交換機匯聚至BRAS/SR設備，充分利用交換機的匯聚功能，降低OTN或者BRAS/SR設備的槽位被大量占用及光纜纖芯占用的問題。OLT單方向流量超過6G至8G時，隨著流量增大，匯聚交換機流量收斂效果減弱，可以采用10GE鏈路直掛業務控制層，通過直掛方式規避交換機背靠背投資浪費問題，優化網絡架構，降低整體造價。

業務控制層上行：對于中大型城域網，隨著業務控制層設備進一步收縮，單臺設備單方向流量達到50G，對比100G/40GE和10GE每G綜合造價以及現有100G/40G傳輸系統資源程度。當100G/40GE成本較低，100G/40G傳輸系統已部署的情況下，IP城域網業務控制層引入40GE。對于小型城域網，單臺業務控制層流量增長較緩，仍以10GE鏈路為主，無需部署40GE鏈路。

3.2 城域傳送網規劃的協同關鍵點

城域傳送網規劃需要重點關注以下3個關鍵點與其他網絡層級的協同。

（1）OTN網絡架構

運營商核心層OTN的網絡架構受IP業務影響較大，分析IP城域網節點分布和鏈路流向，對OTN到達和尚未到達的節點進行統計，沒有部署OTN的節點需要分析IP業務量大小。同時評估光纜和管道資源是否豐富，若運營商光纜資源近期內出現緊張局勢，可逐步推進OTN的建設。

匯聚層OTN網絡架構受OLT-匯聚交換機-BRAS模式、OLT直聯BRAS模式以及IPRAN/PTN上聯模式等因素影響。當業務量較小、距離較短時采用裸纖方式，當業務量較大、距離較遠時采用OTN承載。

在OTN節點配置上，需要分析與OLT、IPRAN/PTN匯聚節點布局及光纜網的匹配程度，合理規劃OTN節點布局，可選擇用戶密集、帶寬流量大、光纜資源緊張的區域匯聚節點或OLT節點配置為OTN節點。

（2）傳輸鏈路帶寬

OLT上聯采用裸纖方式時GE鏈路占用纖芯資源很多，需要分析近期OLT上聯GE改10G的改造情況，做好傳輸資源的合理配置，避免光纜和OTN建設的投資浪費。不同的鏈路數量采用OTN或者光纖直連方式承載成本不同，鏈路較多時采用OTN具有成本優勢，鏈路較少時采用光纖直連的方式具有優勢。

（3）網絡安全性

傳輸網規劃不能一味地追求高安全性，應根據IP城域網和接入網的安全性特點進行評估，選擇合適的保護策略，在滿足網絡安全性要求的同時，網絡建設成本也相對較低。目前運營商IP城域網自身已考慮了保護策略，傳送網無需進行1+1保護，只需對雙歸屬鏈路進行路由分開。

3.3 接入網規劃的協同關鍵點

接入網規劃需要重點關注以下4個關鍵點與其他網絡層級的協同。

（1）安全策略

單臺OLT單方向流量較小時，采用N×2條GE單掛至1臺匯聚交換機上的不同板卡，對城域網的要求是每臺匯聚交換機至少配置2塊接口板卡，并且作鏈路捆綁；單臺OLT單方向流量較大時，采用N×2條GE或者10GE，通過雙掛至不同設備（匯聚交換機或BRAS）實現保護。

（2）鏈路方向

在單臺OLT需要與多個邊緣網關設備對接的情況下，由于每個方向流量相對較小，鏈路利用率低，采用裸纖承載對光纜資源消耗較大，因此建議通過OTN承載。

（3）帶寬類型

當電信運營商單臺OLT覆蓋寬帶用戶數超過5 000時，單方向流量預測超過6Gbps，考慮采用10GE鏈路上行，節省運營商光纜資源。原有多GE鏈路改萬兆之后，大約釋放60%光纜資源。此時需要IP城域網業務控制層側結合投資，預留與之匹配的10GE端口與OLT 10GE鏈路直接對接，并根據OLT直掛業務控制層的規模逐步弱化匯聚交換機。

（4）IPRAN/PTN與OTN的協同

當匯聚層OTN已覆蓋的節點部署IPRAN B類或PTN二層匯聚設備時，IPRAN/PTN上聯可采用OTN承載；當IPRAN/PTN匯聚設備節點無OTN資源時，因IPRAN/PTN鏈路數量較少，建議采用裸纖承載，不能為單純部署IPRAN/PTN而建設OTN。

4 城域承載網融合規劃流程

IP城域網、城域傳送網和接入網的融合規劃，首先是規劃流程的融合。

如圖4所示，在網絡規劃初期，網絡各層級主要負責業務需求的分析、網絡現狀問題的收集、技術演進趨勢研究和環境政策研究，同時考慮其他約束條件及場景假設等。

在網絡規劃中期，接入、IP、傳輸3個網絡應加強融合，統籌考慮3個網絡的總體成本、安全性要求，共同分析節點設置和路由組織等問題，優化承載網絡結構，提出城域承載網發展思路和融合目標網。

在網絡規劃終期，能夠確立融合化的目標網絡架構、融合化的業務網承載方案、網絡演進步驟與實施方案以及規劃期建設規模和投資。

5 結束語

隨著電信運營商LTE和全業務運營的不斷推進，業務的多樣化導致了承載技術的多樣化，城域承載網作為運營商重要的基礎資源之一，其涵蓋范圍越來越多，網絡復雜度也越來越大，給網絡規劃帶來了一定的困難。本文從近年來城域承載網的各層級網絡規劃協同點出發，研究并分析了城域承載網協同規劃策略及流程，從而提高運營商網絡承載效率，減輕網絡規劃工作量，對于未來3～5年的城域承載網的網絡規劃工作具有重要指導意義。

圖4 多層級網絡的融合規劃流程

[1]許宗幸. OTN未來的發展趨勢：超大容量調度樞紐[J].郵電設計技術, 2010(1): 62-64.

[2]彭巍,唐宏,譚棟材. IP數據網與光網融合的超寬帶網絡發展演進[J]. 電信科學, 2012(1): 7-11.

[3]夏蕓,鄭曉鋒,宋繼恩,等. 全業務背景下本地傳送網PTN+OTN組網策略[J]. 郵電設計技術, 2013(7): 63-66.

[4]陳君,王國棟. OTN技術發展和應用探討[J]. 移動通信,2012(4): 63-66.

[5]馬培勇,袁世章,毛宇,等. 淺析城域承載網協同規劃的幾個關鍵問題[J]. 移動通信, 2012(20): 30-34.

[6]劉華峰,程璞,李麗紅,等. 城域網多業務承載規劃方案分析[J]. 電信技術, 2011(9): 32-35.

[7]江惠芳,董巍. IP城域網的承載及架構規劃[J]. 信息通信, 2011(6): 126-127.

[8]徐速. 本地（城域）承載網的規劃和建議[J]. 郵電設計技術, 2012(4): 23-27.

[9]周北望,韓普. 承載融合業務的城域網規劃和設計[J]. 有線電視技術, 2014(3): 42-44.

[10]林小雨,劉江浩. 面向未來業務承載的移動城域傳輸網規劃方法探討[J]. 現代電信科技, 2014(8):69-72.

[11]付金月,吳文川,孟憲偉. 城域網多業務承載規劃方法研究[J]. 電信技術, 2012(9): 56-60.