IP承載網需求分析與建設方案設計

馬偉超 郭惠軍 張大偉

【摘要】? ? 本文所說的IP承載網泛指城域網、CMNET骨干網和IP專用承載網，區別于傳送網網絡。本文以某省為例，介紹如何根據業務需求，包括家庭寬帶、集團專線、WLAN業務、2G/3G/4G/5G 業務、IDC、內容分發等運營承載需求，優化擴容地市城域網出口至省網入口帶寬并為相關業務系統預留端口滿足接入互聯網網絡需求，包括CMNET網絡的業務需求和建設規模之間的關系。

【關鍵詞】? ? 城域網? ? CMNET? ? 承載網

引言：

隨著生活水平的提高，家庭寬帶、4G、5G用戶規模的高速擴張，原有的地市互聯網出口至省網入口之間帶寬不能滿足數據業務發展需求。IP承載網是新一代業務核心承載平臺，與CMNET互相補充共同提供對運營商的業務承載。其中IP承載網定位于高價值高要求的電信業務，現階段主要承載話音、企業內部通信以及VPN等高QoS要求業務。CMNET定位于互聯網業務和中低要求的電信業務，作為開放的公眾互聯網，承載互聯網和移動數據業務;兩網相互獨立，不在IP層面直接互通，必要時通過業務系統互通。

一、網絡規劃方案

1.1 現狀部分

重點分析現網部分設備配置、網絡連接、后期計劃的流量遷移及規劃等，如下：省網核心PB節點配置2套NE5000E2+6集群;各地市PC節點設備配置24臺NE5000E和4臺NE40E接入路由器，均為華為設備。

地市PC節點與省網PB節點采用100G鏈路的口字型組網。CMNET網絡共分2個平面，其中老平面由PB轉接至BC1/2，新平面由PC直接上聯為BC3/4。

1.2 流量分析

通過分析一年來某省網流量，確定流量的增速情況及流量來源，并且從流量的利用及網絡的安全性等方面分析擴容互聯網出口的必要性。例如：

通過現網調研得知城域網流量入方向大于出方向;城域網外流量供給包括省內IDC、CDN、三方出口、鐵通互聯，省網包括移動網內IDC和國內/國際運營商間。全年省網流量，CMNET流量由1635G達到3159G，年增長率94%，流量增速明顯。CMNET出省流量比例程下降趨勢，出省流量（含回源）占比35%。CMNET省網流量出省比例偏高，參照運營商要求，分為高（30～40%）、中（20%～30%）、低（10～20%）三類;CMNET網絡共分2個平面，其中老平面由PB轉接至BC1/2，新平面為BC3/4，后期新平面將承載主要出省流量，目前地市A、地市E、地市G、地市J已經完成雙跨，后期根據要求全部完成雙跨。

調研各地市CMNET出口帶寬，統計各地市現網帶寬峰值利用率和規劃帶寬利用率、列出相應表格。以某省為例，統計分析各地市出口流量及帶寬，得出平均現網帶寬峰值利用率為47.77%，規劃帶寬利用率為30.96%。

1.3 業務需求及業務模型

根據全省網絡用戶的發展和市場調研情況，制定年底家寬和互聯網專線規模，一般為運營商省公司根據各地市的發展情況制定的規模。根據現網網管家庭寬帶、互聯網專線、WLAN以及2/3/4G業務模型，計算出各業務忙時峰值帶寬或者用戶峰值流量[1]。

家庭寬帶業務模型為：現網忙時用戶戶均流量 =峰值總流量/總用戶數/忙時并發率，根據現網用戶流量計算出家寬用戶平均流量為1.2Mbps。

互聯網專線用戶模型：忙時用戶平均帶寬為6M bps，為網管統計數值。

WLAN模型：戶均帶寬=峰值流量/在線峰值用戶 經計算為560Kbps，峰值流量及在線用戶數均為從網管提取

2/3/4G 業務模型：每用戶每用戶S1接口平均速率為50Kbps。

預測方法為：家庭寬帶流量=用戶數×忙時并發率×戶均帶寬=5620G;互聯網專線流量=專線條數×每客戶忙時戶均帶寬=528G;WLAN用戶流量=用戶數×忙時并發率×戶均帶寬=8G;2/3/4G流量=4G用戶數×每用戶S1接口平均速率 =1772G。

根據業務模型法對流量測算，預計XX年年底全省CMNET實際總流量達到8453Gbps。家寬、集客、移動網絡用戶數是根據全省總用戶數，再根據DPI取的各地市的流量比例，將用戶數分攤到各地市去。如果采用一個業務模型，只能用流量比例來分攤用戶數，實際地市的用戶數可能會不精確;如果各地市都能單獨采集數據以及提供用戶數據，可以采用每個地市不同流量模型會更精確。

1.4 建設方案

根據業務模型計算出每個地市的流量最終數值，結合現網帶寬，計算出每個地市流量增加后所需帶寬，計算出本次需要擴容鏈路如表1。

根據每個地市增加的帶寬計算出擴容現網PC/PB節點華為設備板卡數量，需要注意本次設計內容為PB上/下行端口，PC上/下/橫穿端口，PC下行預留端口;PC-PB采用口字型，采用100GE端口，因此上行擴容均為2的倍數。根據估算，本期工程共需要擴容24塊400G母板、36塊2端口100G子板。

本工程建設完成可滿足全省3655萬4G用戶、690萬家寬用戶、9.7萬條互聯網專線、5萬wlan用戶及IDC、融合CDN等業務承載需求。省干鏈路在現網10800G基礎上新增2400G，達到13200G，擴容省干節點下行鏈路，滿足EPC、CDN等相關業務需求，對沒有完成雙跨的地市節點進行雙跨結構調整，共新增1000G至國干BC。

二、未來技術發展

邊緣計算（MEC）：通過將計算存儲能力與業務服務能力向網絡邊緣遷移，使應用、服務和內容可以實現本地化、近距離、分布式部署，從而一定程度解決了5G eMBB、URLLC以及 mMTC等技術場景的業務需求。MEC同時支持移動、固定多種接入，5G網絡可通過用戶面（UPF）下沉實現;MEC根據不同的業務類型和需求，將其路由至不同網絡，緩解網絡回傳的壓力，提升用戶的業務體驗。通過MEC支持多種網絡共享統一部署的邊緣CDN 資源，或利用固網已有的CDN 資源（中心CDN或邊緣CDN），提升多網絡用戶的業務體驗， 并實現用戶在多個網絡間移動切換時業務體驗的一致性保障，實現面向固移融合的內容智能分發。

區塊鏈的核心理念：集合分布式存儲、P2P網絡、共識、加密等的組合技術，通過集體共同維護一個分布式的核心數據/賬本，實現交易流程的去中心化，基于分布式數據庫識別、傳播和記載信息的智能化對等網絡。

物聯網（IOT：Internetof Things）是指通過信息傳感設備，按照約定的協議，把任何物品與信息網絡連接起來，進行信息交換和通訊，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。

massive MTC，海量機器通信mMTC主要是人與物之間的信息交互，或通過NB-IoT演進。

網絡DC化改造：未來網絡的架構設計和組網布局將以DC為核心，通過網絡節點重塑，引入邊緣DC、區域DC和中心DC的多級DC部署方案，利用SDN/NFV技術雙輪驅動和跨域協同，實現網絡DC化重構。其中邊緣DC重點面向城域邊緣業務接入及本地化數據處理，實現固定和移動的統一接入、承載和服務的邊緣數據中心，并兼顧面向政企屬地化業務和IDC托管等需求綜合承載[2]。

隨著各種新技術新應用的出現，互聯網流量將會出現爆發式增長，互聯網的相關鏈路帶寬也要相應的擴容。

三、結束語

隨著技術的發展，未來通信設備逐漸數據化，網絡層次扁平化，機房DC化改造，SDN、NFV、云計算等新技術推動傳統網絡智能化重構，IP承載網建設必將成為一項重要內容，既能滿足業務發展需求又能節約成本不浪費，又快又好的建設數據網絡。

參? 考? 文? 獻

[1]中國移動CMNET省網及城域網業務接入規范

[2] IP網絡DC化重構解決方案[J] 潘永球.通信世界.2017，第003期