淺析承載網的發展及解決方案研究

摘要：隨著5G及高清視頻業務的發展，構建一張結構、協議及設備簡潔化，網絡控制和網絡管理智能化的網絡，成為承載網未來的發展目標。本文對承載網的概念、業務定位等進行了介紹，并對其存在的發展問題及網絡融合思路進行了分析。

關鍵詞：承載網；網絡融合；問題；發展

一、引言

近年來，5G通信技術的廣泛應用、云網業務的迅速發展、各個行業的信息化轉型，都對承載網提出了新的要求，也突顯出了現有承載網架構與業務開通模式對于創新業務支撐力的不足。針對5G技術、通信云化以及網絡功能虛擬化的需求，急需建設一張網絡架構簡化、能實現綜合業務承載的融合承載網絡，以滿足新時代各領域對網絡業務承載的需求。

二、承載網的概念

傳統的承載網絡主要是指IP傳統城域網、IP-RAN網絡等。隨著5G通信技術的發展和應用，智能城域網作為5G專用的承載網絡也加入了承載網的陣營。

三、承載網的業務定位

（一）IP城域網

目前IP城域網定位為綜合業務承載網，主要包含普通互聯網用戶接入、大客戶專線接入、IP-VPN業務接入和其他增值業務接入，為互聯網業務的承載網絡，上行接入聯通169骨干網。IP城域網承載的業務主要有普通互聯網業務、互聯網專線、寬視界、IPTV、VPN業務等；接入方式主要有XDSL、PON+DSL、PON+LAN、FTTH等。

（二）IP-RAN網絡

IP-RAN網絡主要承載4G基站、大部分的3G基站及部分大客戶業務。中國聯通與中國電信5G采用共建共享的模式，5G承建區的IP-RAN網絡將不再投資，后續會逐步實現與5G智能城域網的融合。

（三）智能城域網

智能城域網的規劃初衷，是面向5G業務，在各本地節點的城域層面構建一張“網絡結構、網絡協議及網絡設備簡化，網絡控制和網絡管理智能化”的融合型智能城域網絡。

四、承載網發展問題

（一）IP城域網

目前，運營商IP城域網主要存在的問題如下：

1.城域層面存在多張煙囪式網絡，隨著后期5G業務和高清視頻業務的普及，需要同時升級擴容IP城域網、智能城域網和IP-RAN三張網絡，對于運營商來說成本較大。

2.部分城域網核心設備端口能力不能滿足上行省干及BNG上聯中繼擴容、IDC接入等的100G/10G需求。隨著業務的發展，若此部分城域網核心路由器槽位全部占滿，需升級為集群結構，以滿足業務發展需求。

3.部分城域網波分傳輸資源不足，城域網業務控制層至核心層鏈路采用光纖直驅方式連接，安全性、可靠性較低。

4.新引入的T級設備電源負荷大、承重要求高、散熱量單點集中，給相關配套專業帶來巨大挑戰。

（二）IP-RAN網絡

隨著智能城域網的建設完善，IP-RAN網絡已不再投資，對于因業務發展而產生的相應需求，目前使用價格更低的智能城域網設備進行承載，新增的4G基站、MEC業務、政企專線以及云化虛擬化BRAS等業務的承載需求均在智能城域網上進行承載。

（三）智能城域網

經過近幾年的建設，5G智能城域網已初具規模，架構基本完善。在規劃之初，該網絡被定位為綜合承載網絡，旨在滿足多種業務的需求。目前，5G智能城域網主要承載的是5G業務，對其他業務的承載能力受到SDN控制器性能優化和vBRAS部署策略的限制。vBRAS的部署策略暫時沒有統一的技術方案，這導致相關業務的開展受到了一定的制約。為了解決這個問題，需要進一步研究和制定適合的技術方案，以提高vBRAS的部署效率和靈活性。此外，還需要加強對SDN控制器性能的優化工作，以提高網絡的可伸縮性和穩定性，從而更好地支持各種業務的需求。目前，在網業務暫無法由傳統城域網向智能城域網割接，在網絡改造過渡期，以上三張網絡需并存，從協議、業務和運行維護分析：

1.協議及業務實施層面

（1）網絡設計之初，用途不同，對協議的需求各異，涵蓋了通信網絡常用的多種協議，各協議之間互通技術復雜。

（2）承載網結構復雜、層次繁多，這導致業務轉發效率下降。隨著業務量的激增，流量轉發成本顯著上升，并可能引發網絡擁塞和時延波動問題。

（3）各種傳送網絡疊加城域網絡，龐大冗余復雜的架構多網絡、多層次的結構難以靈活適應業務的快速增長。加之全國承載網建設的長周期，實現端到端的業務連通變得困難，從而降低了網絡擴展的靈活性，特別是現階段業務更新速度快，業務種類繁多，現有承載網無法及時快速響應業務的變化。

（4）AI智能時代的到來，伴隨著云網業務的快速發展和垂直行業創新應用的興起，這對承載網絡提出了新的要求。傳送網疊加城域網的模式冗余復雜，已無法很好的支撐新興應用，顯得力不從心。

2.運行維護方面

（1）成本效益問題：需要為每張網絡分別投入硬件設施備件、軟件許可和維護工具，多網絡環境要求更多的技術支持人員和運維資源，從而增加了人力成本和日常運維成本。

（2）管理與協調難度：不同網絡可能隸屬于不同的管理團隊或部門，導致管理職責分散，難以形成統一的管理策略和流程。多網絡間的互操作性和資源共享需要高度協調，任何一方的變更都可能影響到其他網絡的穩定運行。

（3）安全風險：每張網絡都可能有其特定的安全漏洞，多網絡環境使得整體安全防御變得更加復雜。在多網絡環境中，保持數據的邏輯或物理隔離更加困難，增加了數據泄露的風險。

（4）性能和可靠性問題：不同網絡的性能標準可能不一，導致整體服務性能參差不齊。多網絡環境中，任何一個網絡的故障都可能影響到整個系統的穩定性和可靠性。

多張網絡的同時運行雖然可以提供一定程度的冗余和備份，但也帶來了更高的技術復雜性、更大的管理挑戰和更高的成本。因此，在設計和實施網絡解決方案時，需要綜合考慮這些因素，尋求最佳的平衡點。

五、承載網網絡融合思路

針對上述問題，卡殼的關鍵環節為多張承載網絡并存，煙囪式獨立發展帶來的融合難度大、管理成本高。為解決上述問題，本文提出承載網網絡融合思路。

（一）準備期

IP城域網按需新增MER作為大二層匯聚交換機，匯聚OLT后上聯至BRAS，以滿足新增OLT上聯端口需求，根據4/5G融合需求，試點割接4G基站至智能城域網，為三張承載網絡的融合做準備。BRAS根據峰值流量按需擴容，為后續與智能城域網擴容做準備；智能城域網逐步開展2B、SRv6測試部署、穩定性SDN部署。

圖1 承載網融合準備期架構圖

（二）測試驗證期

前期部署MER可使IP城域網和智能城域網的融合實現平滑過渡，在解決VBRAS試點問題的前提下，選擇寬帶業務量較小的城市試用MCR設備替換CR設備，用來驗證MCR設備作為城域網核心設備CR的可行性，盡量保留現網中支持SRv6、性能優越的核心設備類型。根據4/5G融合進度，適度推進4G基站割接。

圖2 承載網融合測試驗證期架構圖

（三）推廣期

根據試點情況評估全國CR設備替換的可行性并進行推廣；保留現網中支持SRv6、性能優越的核心設備類型；將IP-RAN逐步融合至智能城域網，原有4G站業務逐步割接至智能城域網。根據業務量不同可演進為以下三種結構：

圖3 承載網融合測試推廣期架構圖

（四）全面融合期

全面融合期，網絡融合規劃演進，在設備替換可行的基礎上，結合業務及網絡管控方面的演進考慮，探討研究MCR和CR融合的可能性，制定相關規劃方案，完成本地承載網三張網絡的融合。最終演進如圖4所示網絡架構。

圖4 承載網融合全面融合期架構圖

六、承載網網絡融合

（一）建網升級成本降低

隨著后期5G業務和高清視頻業務的普及，需要同時升級擴容IP城域網、智能城域網和IP-RAN三張網絡。三張承載網絡融合后，只需要升級智能城域網一張網絡，MER和一些匯聚到核心的OTN資源都可以共用。

（二）管理維護簡化

網絡融合前，需要管理維護三張網絡，需要三個管理平面，三張網絡屬于不同的自治域，大部分業務需要采用option A的方式互通。網絡融合后，屬于同一個管理平面，大部分設備在同一個自治域中，可以開通端到端的業務。

（三）網絡新技術引入便捷

網絡融合前，三張網絡屬于不同的管控系統，三張網絡之間網絡設備新技術開發進度存在差異，網絡之間的互通業務需要通過option A的方式互通，很難部署端到端的新技術。網絡融合后，屬于同一張網絡，管控系統統一，同一張網絡中技術開發進度統一，可以端到部署一些新技術（比如SRv6，EVPN，FlexE）。可以通過SRv6實現對傳統MPLS網絡基礎特性（VPN、BE、TE、FRR等）的替代，SRv6與FlexE的結合，疊加SDN控制器構建“IPv6+”網絡開放的可編程能力；采用IFIT、新型組播、智能無損等技術帶來算力提升、體驗可視和體驗最優，能夠有效解決目前運營商煙囪式組網多網并存、無法實現多業務綜合承載的痛點，滿足新時代云網融合、智能管控、智能運維的訴求。

（四）實現云網融合和智能管控

三網融合前，對于后期部署邊緣云，云網之間的互通會更復雜，需要部署更多的邊緣云，并且會存在很多的繞行流量；三張網絡很難實現統一的智能管控，后期實現智能化端到端運維將更加困難。網絡融合后，一張網絡，邊緣云資源池、固網業務和無線業務可以共用同一套管控系統，便于后期的智能化管控，同時，端到端的編排自動算路和業務下發也將更簡單。

七、結束語

綜上所述，承載網有其獨特的特點和適用場景。在實際應用中，通常會根據具體需求選擇合適的技術進行組網和傳輸。同時，隨著技術的不斷發展，未來還可能會有更多新的傳輸技術出現，為通信網絡帶來更多的可能性和驚喜。

作者單位：王金堂 柳曉瑤 宋美芳 河南省信息咨詢設計研究有限公司

參考文獻

[1]宋美芳，彭麗，王蓓蓓.城域網BRAS演進及部署新思路探討[J].電子世界，2021，（17）：33-34.

[2]宋美芳.承載網絡的演進分析[J].中國新通信，2020，22（18）：49-50.

[3]曹暢，張帥，唐雄燕.下一代智能融合城域網方案[J].中國聯通網研院，電信科學， 2019，35（10）：51-59.

[4]陳運清，雷波，解云鵬.面向云網一體的新型城域網演進探討[J].中興通訊技術，2019，25（02）：1-8，27.

[5]付喬，段曉東，王路.邊緣電信云架構與關鍵技術[J].電信科學，2018，34（07）：35-40.