IP城域網建設規劃——基于海南有線寬帶業務的實踐分析

王永德

（作者單位：中國有線電視網絡有限公司海南分公司）

IP城域網建設規劃——基于海南有線寬帶業務的實踐分析

王永德

（作者單位：中國有線電視網絡有限公司海南分公司）

結合市場需求和寬帶業務發展趨勢，分析IP城域網擴容建設規劃的原則和必要性。通過海南有線寬帶業務的實踐分析，基于合理的流量模型估算，一方面結合海南有線寬帶業務規模和設備的現狀，提出有針對性的規劃；另一方面，為增強競爭力和市場靈活性，設計了關鍵功能的部署和策略，也為給大客戶提供更好的寬帶服務，提出了有針對性的網絡設計。

IP城域網；擴容；建設規劃

2010年1月13日，國務院常務會議決定加快推進電信網、廣播電視網和互聯網三網融合。在國家推進“三網融合”的政策中，符合條件的廣播電視企業可以經營增值電信業務和部分基礎電信業務、互聯網業務；整合有線電視網絡創新產業形態，推動移動多媒體廣播電視、手機電視、數字電視和寬帶上網等業務的應用等重點內容，這對廣電行業來說是巨大的機遇。

1　IP城域網擴容建設規劃的必要性及原則

1.1IP城域網擴容建設規劃的必要性

1.1.1滿足新增業務發展需求

技術的飛速發展加速了電信運營商的競爭趨勢。一方面，寬帶滿足了發送大型郵件附件、用戶自創內容網站和互動式網絡游戲的需求；反過來，生活中不可或缺的許多應用和不斷出現的新興互聯網應用和服務需要大量帶寬的支持，又推動了寬帶的發展。因此，要在互聯網寬帶業務上具備競爭能力，必須充分挖掘用戶潛力，為用戶提供安全、可靠、高速的寬帶網絡。

1.1.2滿足寬帶提速需求

現階段寬帶網絡建設規模龐大，多媒體業務發展迅速，對現有的網絡提出了更高的帶寬要求。但現有寬帶城域網存在問題較多，城域網網絡結構、BRAS、終端設備、線路和支撐系統等多方面問題制約了全程的帶寬提速。因此，有必要對影響提速較大的寬帶網絡結構、寬帶設備等方面進行優化與升級。

1.1.3提供綜合競爭力需求

目前，國內互聯網服務市場的競爭已經進入了白熱化階段，匯接層網絡平臺和業務應用系統的能力和功能都是直接影響運營商在該市場競爭能力的直接因素。在市場經濟條件下，為適應瞬息萬變的市場，贏得競爭的主動地位，及時獲取信息，成為企業生存的重要工具和手段。近年來，企業建設專用網的力度明顯加大，由此引發的互聯網需求也使公眾數據通信網絡在技術和規模上面臨巨大的挑戰。隨著電信市場的放開，高帶寬、技術領先的寬帶互聯網已逐步成為新的競爭熱點。為了在激烈的市場競爭中占據有利地位，有必要對互聯網網絡實施相應的擴容和升級以提高IP城域網的生存性、技術前瞻性，增強業務控制層網絡的接入能力。

1.2IP城域網擴容建設規劃的原則

一是以市場和業務需求為導向，堅持效益優先、按需適度擴容的原則，分步實施。整體網絡向“用戶可識別、業務可區分、質量可控制、網絡可管理”的理念發展。二是寬帶城域網結構應做到層次清晰、結構扁平化。三是規范設備功能，提高網絡資源利用率。

2　海南有線寬帶業務實例

海南有線IP城域網建設較晚，網絡規模較小。但隨著海南有線的不斷發展壯大、用戶的增長非常迅速，對現有網絡提出了更高的要求。當前，急需在網絡帶寬、網絡結構等方面進行擴建優化調整，使之能夠提供高效優質的服務。為此，海南有線啟動了中國有線海南IP城域網擴容工程主要包含大二層匯聚網及以上的設備建設內容。此次擴容工程擬解決公眾互聯網業務，OTT業務，互動業務，數據專線業務，以及IDC、視頻會議、視頻監控等增值業務流量需求，近期滿足10萬戶寬帶用戶、5萬戶OTT用戶和10萬戶互動業務用戶的流量帶寬需求；遠期滿足30萬寬帶用戶、30萬戶OTT用戶和30萬戶互動業務用戶的流量帶寬需求。

2.1業務需求分析

2.1.1用戶類型

海南有線目前在IP城域網范圍內開展的數據業務包括：公眾互聯網業務、互動業務、數據專線業務以及視頻類增值業務。本次規劃建設，因各數據專線業務和增值業務開通規模較小，僅對公眾寬帶互聯網業務、互動業務和Over The Top（OTT）業務進行分析。

根據海南有線相關部門提供的數據，全省寬帶用戶類型主要為4 M和10 M用戶，占比達到80%，相對于傳統運營商寬帶用戶，海南有線寬帶用戶接入速率普遍偏低。

2.1.2流量預測

2.1.2.1流量模型及系數取定

預測網絡流量應考慮IP網絡承載的所有各類用戶和業務，網絡流量可估算為各類網絡流量之和，流量測算的重點在于公眾互聯網用戶流量、OTT流量和互動流量。

對于IP城域網的流量測算一般可以采用流量模型法。某一類用戶的網絡流量可按下式計算：

某類用戶網絡流量=用戶數×忙時用戶集中系數×某類業務每用戶平均接入帶寬×用戶平均帶寬占用率×出城域網流量比例

上述數據的取定一般應來自于市場部門或現網流量數據，同時結合業務發展目標等相關數據。

忙時用戶集中系數：指每日最忙的1小時內在線用戶占總用戶的比例，取定50%。

某類業務每用戶平均接入帶寬：某類業務用戶平均的接入速率，如2 M、4 M、8 M、20 M用戶的加權平均值。

用戶平均帶寬占用率：指忙時用戶對帶寬使用率，該數據應參照現網忙時在線用戶戶均流量與戶均接入帶寬。依據現狀并考慮了帶寬提速等因素，用戶平均帶寬占用率如表1所示。

表1　用戶平均帶寬占用率

出城域網流量比例：考慮到工程測算的簡易和可操作性，且當前流量主要為垂直流量，所以一般直接考慮產生流量節點的80%流量為出口流量簡化測算，其中OTT流量和互動流量為網內流量，不出城域網。

互聯網專線業務：業務較少，近期流量取定為1 Gbps，遠期流量取定為3 Gbps。

出網流量比例及帶寬冗余系數：公眾互聯網用戶出網流量比例80%。廣域網帶寬冗余系數70%。

2.1.2.2城域網核心出口流量預測及匯聚層流量測算

城域網業務總流量包括公眾互聯網業務流量、OTT流量、互動業務流量和IDC業務流量。

其中公眾互聯網業務流量包含家庭寬帶流量與互聯網專線流量根據用戶發展預測及流量模型，可計算出滿足期城域網內各類業務流量需求及城域出網整體流量見表2。

表2　城域網內各類業務流量需求預計 Gbps

出口帶寬需求要考慮0.7冗余系數來計算，因此2017年底帶寬需求=23/0.7=33G，需要擴容23G出口帶寬，2021年底帶寬需求=185/0.7=179G。

對于互聯網專線業務量較小的匯聚區，新建業務控制層設備時建議采用綜合接入的方式。即BRAS/SR合設時，匯聚層流量即為BRAS上承載流量。

對于互聯網專線業務量較大的匯聚區，即BRAS/SR分設時，匯聚層流量為BRAS和SR上承載流量之和。IP城域網匯聚層BRAS主要承載家庭寬帶業務和OTT點播業務。IP城域網匯聚層SR主要承載專線接入業務和互動業務。

2.1.3業務功能分析

IP城域網是本地業務區內多種業務的綜合匯聚接入網絡，因此，必須滿足多種不同業務對網絡服務指標的要求，以保證多種業務的正常開展。就目前現有業務而言，主要提供的業務類型包括高速上網、專線互聯、IP語音、視頻播放業務以及多種增值業務等。高速上網業務要求高帶寬，對時延沒有嚴格要求；專線互聯業務要求有固定保障帶寬，滿足互聯電路的可靠傳送；IP語音業務要求嚴格的實時性，對帶寬則要求不高；視頻播放類業務要求提供節目源組播功能，降低骨干帶寬，OTT、互動業務提供高可靠服務質量（QoS）保障。

因此，在IP城域網內必須提供組播能力、MPLS VPN功能以及對大客戶等重要業務提供差異化的IP/VPN承載通道和精細化的QoS保障。

海南有線IP城域網未部署QoS，后期根據業務需要要求部署QoS；業務控制層及以上已部署MPLS VPN，SR路由器、BRAS作為PE設備，城域核心層路由器作為P設備；暫未部署組播。

2.2IP城域網存在問題

通過對IP城域網現狀的分析，IP城域網目前存在如下幾點問題。

一是寬帶接入服務器（BAS）設備老化。在網13臺BAS中，10臺MA5200G屬于2.5 G平臺，屬于EOS產品，華為不再提供任何服務，2臺ME60-8屬于10 G平臺，擴容能力有限，同時很快將面臨EOS問題。目前，數據城域網沒有單獨的RR路由反射器，RR配置在海口2臺核心路由器，按照流量不能經過RR路由反射器的設計原則，需要單獨部署RR路由反射器。此外，OLT到BAS、BAS到SR7750的帶寬還停留在1 G和2 G，沒有辦法支撐大規模發展大帶寬寬帶用戶和OTT業務；市縣網絡不利于大量發展業務。二是IP城域網重要設備部署于海口、三亞兩個地方，除了海口、三亞外的16個市縣，僅部署OLT設備，同時到基地中心的上聯帶寬僅有1 G，不利于大量發展業務。

2.3IP城域網建設規劃目標

原則上，各城域網應在規劃期內按照“本地網絡目標架構”，完成結構的優化調整，形成層級清晰、布局合理、滿足各類業務接入需求、支持常態化擴容的IP城域網結構和資源部署。

提高差異化服務能力，部署QOS策略，為大客戶專線等重點業務提供質量保障。

立足三網融合的建設需求，構建高性能的IP網架構，既滿足目前業務的承載，又面向未來業務的發展和互聯網應用的多元化。推進業務控制層多業務綜合接入。

3　結語

有線電視網絡應以業務承載網的業務安全重要性為主導，結合物理傳輸網服務區域、責任主體等來確定信息安全等級。根據有線電視網絡系統服務安全需求和業務信息安全需求，三網融合的有線電視網絡應根據國家相關標準自主定級，并按照相應等級的等級保護要求進行規劃、設計和建設。