谈移动运营商IP城域网与宽带接入网的协调发展

摘要:中国移动采用PON技术作为宽带接入的主要手段,规模性建设的宽带接入网如何与其上层的IP城域网的建设协调发展,成为运营商关注的热点之一。文章针对中国移动的特点,从网络层次及架构上提出了IP城域网及宽带接入网建设的模式,并探讨了各类传输设备的应用层面。

关键词:IP城域网;宽带接入网;BRAS/SR;OLT;传输设备;PON

中图分类号:TN393文献标识码:A文章编号:1009-2374(2010)06-0053-02

中国电信行业自重组之后,各大运营商纷纷摩拳擦掌全力备战全业务运营。中国移动也以积极的姿态参与全业务运营下的竞争,各省公司均积极探索并开展IP城域网及宽带接入网的建设模式。中国移动采用PON技术作为宽带接入的主要手段,规模性建设的宽带接入网如何与其上层的IP城域网的建设协调发展,成为运营商关注的热点之一。

一、IP城域网与宽带接入网的关系定位

PON系统的引入使得中国移动的接入网逐步向综合型多业务承载转型,承载业务类型主要以普通上网业务为主,兼有少量IPTV等流媒体业务和VOIP业务(VOIP业务可根据IMS系统建设情况而定)。IP城域网主要是CMNET在城域部分的延伸,其介于CMNET与终端用户之间,将企业和个人客户的各种业务接入到骨干网中。IP城域网与宽带接入网的关系如图1所示:

IP城域网业务控制层SR/BRAS部署位置高低将直接影响综合业务接入点的部署。在业务需求量大的地区,业务控制层节点SR/BRAS数量较多,位置较为分散,OLT距离业务控制层节点SR/BRAS距离较短、OLT上行链路带宽大、所带用户数较多,这时OLT宜采用GE接口直连BRAS/SR,这样不但满足了带宽需求、简化了网络层次、降低了运营成本并顺应了网络结构扁平化的趋势。在业务量需求一般的地区,业务控制层节点部署相对集中且数量较少,OLT直连SR/BRAS距离较远、难度较大,(例如,在广东、江苏等省份乡镇一级对宽带业务有一定需求,OLT设备位置已下沉至乡镇的汇聚节点或基站)若采用OLT 以GE接口直连SR/BRAS的方式,则对OLT上行至业务控制层设备BRAS/SR的光缆网络要求较高,需要其具有丰富的路由及较为富余的纤芯资源;若OLT上行采用FE接口通过汇聚交换机等设备收敛上联带宽后再由汇聚交换机上联SR/BRAS将大大减少对SR/BRAS端口资源以及纤芯资源的消耗,提高OLT上行接口的带宽利用率。

二、PON网络上联保护方式

PON做为中国移动的重要宽带接入手段,单个OLT所带用户数量较大,如上行链路中断则会对业务造成较大的影响,因此有必要对OLT上行链路进行保护。PON网络的上联保护方式主要有链路聚合(LACP)和业务接入网关冗余的方式。

大部分厂家OLT设备上联端口均支持跨板卡的两条或多条的链路聚合,可根据业务流量的大小采用1+1主备或负荷分摊的方式对上行链路进行配置,实现跨板卡的链路聚合。该方式只需对OLT和以太网交换机/SR同时设置LACP的算法(基于mac-src-dst)即可,配置较为简单,对设备要求较低,扩容方便。但LACP对单台业务网关失效无能为力,属于链路级保护。

LACP方式仅为链路级的保护,对单台业务网关失效将无能为力。因此实际建设中也可采用了业务网关冗余的方案进行保护,具体措施是让OLT两条上行链路分别连至最近的2台业务网关(SW/SR/BRAS)设备上,当一台业务网关失效或是一条上行链路发生故障时,通过两台业务网关之间运行VRRP协议(OLT设备具备二层设备的功能,能传业务网关之间的VRRP心跳)实现主备设备之间的倒换,通过BFD For VRRP或者是VRRP Fast Timer技术基本能实现500ms以下的设备倒换,对VoIP等实时业务仍然存在一定影响。总体来说,该方案即能实现上行链路的保护又能实现业务网关的冗余备份,可靠性较高,但要求光缆网络具有较为丰富的路由和富余的纤芯。

三、传输设备的应用模式

随着中国移动IP城域网建设的规模性开展,其IP电路无疑是本地传输网最主要的承载业务。在中国移动的许多地市已经建设了城域波分系统,尤其是在东部地区的大型地市普遍已经建设了城域核心层与市-县汇聚层的二层波分系统架构。随着全业务运营竞争的全面白热化,各地市IP城域网业务控制层节点数量将逐步有所增加,业务控制层设备(SR/BRAS)和城域核心路由器之间的距离更远、IP电路数量更多、交叉方向更复杂,在城域波分系统中引入OTN交叉连接技术将克服原有传统波分系统在交叉、调度、汇聚、保护等方面的不足,提高网络运行效率。在部分发达省份的地市公司由于全业务运营的深度开展,SR/BRAS的位置将更加“下沉”,其县城SR/BRAS的数量将达到3台以上,其业务上行至城域核心路由层距离更远,因此在县城增加一级县城汇聚波分系统,形成“城域核心+市县汇聚+县城汇聚”的三层波分系统架构,由于其承载IP电路数量有限,在县城汇聚层使用粗波分系统(CWDM)基本能满足业务发展需求。

综合业务接入点设备OLT随着宽带接入网的逐步建设,数量将会逐步增加,大量分散的OLT设备上行至业务控制层设备的IP电路需要通过传输网解决。与业务控制层设备在同一机房内的OLT设备基本可以采用裸纤直连SR/BRAS设备,在光缆路由允许、纤芯资源足够的情况下,可以采用业务网关冗余的保护方式,如前所述,OLT设备与业务控制层设备不在同一机房且处于业务密集的城区,因密集城区OLT数量、业务控制层节点数量较多,OLT设备至业务控制层设备距离较短,城区光纤资源较为丰富,故采用裸纤双上行至业务控制层设备的业务网关冗余保护方式,可靠性较高;大量部署在一般汇聚节点的OLT设备离业务控制层设备距离较远,采用WDM或OTN方式将成为主要手段,尤其是OTN设备,它将传统WDM点到点的刚性管道变成具备交叉、调度、汇聚、保护/恢复等功能的柔性管道,因此在OTN交叉连接技术成熟的前提下,应当在城域WDM网络中部署OTN交叉连接设备,用于系统间互联和业务调度。 OLT设备地处较远的乡镇接入点且距离业务控制层设备节点较远采用裸纤方式将难以解决,OTN成本又较为昂贵,因此用满足50ms的电信级保护、有丰富的OAM功能、且相对较为廉价的PTN设备承载OLT上行链路的方案对于中国移动将是一个不错的选择(江苏移动即采用了PTN承载部分OLT上行链路的方案)。PTN的主备隧道终结在同一台业务控制网关设备上,实现对OLT上行链路的链路级保护;PTN设备具有典型的二层设备功能,能替代汇聚交换机完成对部分OLT设备上行链路的汇聚功能。

四、结语

中国移动在IP城域网及宽带接入网的建设上起步较晚,建设尚未形成规模,与传统固网运营商有较大的差距。中国移动应把握好全业务运营初期的这一有利时机,利用后发优势,积极采用新技术、新思路完善IP城域网及宽带接入网的建设,培育未来收入增长点、完善基础网络架构,应对日益激烈的全业务竞争。