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数字化转型背景下的新型城域网规划与部署方案研究

2024-08-27科技

数字经济 时代下,对传统电信运营商而言,客观上要求运营商能够形成包括云、网等多要素集成的一体化供给能力。我国现有运营商的有线宽带网络和无线移动网络普遍采用各自单独的承载网络,在云网融合和数字经济发展的大背景下,运营商如何实现对现有承载网络的融合和统一,并在此基础上实现承载网络对云资源和网络资源的统一、高效、灵活承载,可以为不同用户提供不同速率、不同安全等级、不同服务品质的且可灵活开通的有线和无线业务,真正实现固移融合智能化承载。基于对新型城域网的架构和功能分析的基础上,结合多年工作经验,提出运营商新型城域网规划与部署的具体策略,为后续新型城域网的规模开展进行有益的探索。

(来源:中机院)

一、新型城域网关键技术和实施架构

新型城域网适应了数字经济发展的新需求,新型城域网的建设工作目前在部分运营商中已经规模开展,引入的关键技术主要包括以下三个方面:

(1)转控分离的vBRAS(VirtualBroadbandRemoteAc⁃cessServer,虚拟化BRAS)具有如下特点:宽带业务集约化处理,提升网络处理性能;转发面N+1池化提升网络可靠性。

(2)SRv6(SegmentRoutingOverIPv6,基于IPv6的段路由)/EVPN(EmbeddedVirtualPrivateNetwor网络虚拟专用网)统一承载。

基于SRv6和EVPN技术实现业务融合承载:EVPN统一了各种VPN业务的控制面,利用BGP扩展协议来传递二层或三层的可达性信息,实现了转发面和控制面的分离。未来网络切片提供差异化承载能力:网络切片提供了一种比较灵活的机制,运营商可以充分利用公网资源来提供行业专网业务,可以快速配置切片,动态分配或回收网络资源。

(3)PODSpine-Leaf(叶脊网络)架构模块化设计,网络弹性扩展:Spine(脊)是网络核心节点,提供高速IP转发能力,通过高速接口连接各个功能Leaf节点,Leaf(叶节点)是网络功能接入节点,提供各种网络设备接入功能。

业务快速疏导、极简集约化:Leaf和Spine间是全Mesh架构,Leaf通过多路等价路径技术将不同的流量分散到不同的Spine上进行负载均衡。构建一个全互联、无阻塞的交换架构,实现网络内部东西向流量高效疏导。

经过摸索,结合工作经验,对新型城域网的实施架构进行了研究和总结:

①城域POD:以POD为单元标准化,标准化设计,实现网络和业务统一建模,实现网络自动化、智能化基础单元。具体如下:

A-Leaf:2B(面向行业用户)/2C(面向公众用户)/2H(面向家庭用户)的综合业务接入锚点,以及SRv6的主要锚点。

云网POP:随云部署,东西向和南北向云化延伸,以云网POP为锚点打通云间互联,实现边云协同,可提供最后一公里快速、高可靠的灵活统一接入。

城域Super-Spine部署架构具体如下:

多POD网络的可CR兼做2C业务super-spine,减少现网络路由策略的变动,平滑过渡。

多POD网络的Spine可作为2C/2B业务Super-Spine,增强2C/2B业务端到端SRv6业务流程和特性,包括切片能力、随流检测能力等。

二、新型城域网POD规划与部署原则

基于新型城域网在某运营商部署以来的经验总结,提出新型城域网的POD规划与部署原则。

(1)POD规划原则

单POD承载40万—80万用户,边缘云跟随POD部署,VCPE基于POD部署;

以DC/云为中心组网,基于边缘云部署POD,满足边缘云下沉和业务需求;

POD跟催DC(浅边缘)规划,满足POD内<1—5ms业务时延圈,覆盖用户半径在50—150公里左右,覆盖宽带用户在40万—80万左右;

网随云动,POD与各级DC协同规划,Spine节点部署在城域核心或边缘DC(或目标边缘DC),Leaf节点部署在边缘DC或一般机楼;

城域内DC规划,结合用户体验和行政区划、光缆组织和机房条件设定目标DC清单,选择本地网枢纽楼作为城域核心DC,优选业务集中、位置集中、资源优质的部署边缘DC(数据中心)。

根据经验总结,不同本地网类型的用户数和POD数量关系如表1所示:

表1 本地网类型与对应POD数量

(2)POD部署原则

以边缘云牵引的城域POD,采用Spine-Leaf架构,实现入云、云间的流量高效疏导,协同云边、边与边新业务发展,推动云网一体的算力网络搭建。

根据边缘云布局设置城域Spine-Leaf节点:城域Spine设置:选取服务范围较广的边缘云所在边缘DC或汇聚机楼部署Spine节点,面向时延20ms低边缘布局:视频智能监控、4K/8K等场景;城域Leaf设置:选取边缘DC/一般机楼部署Leaf节点,满足泛在接入需求,面向5—10ms极低时延布局:AR/VR、工业控制、自动驾驶等。基于Spine-Leaf组网,满足边缘云下沉带来东西向流量高效疏导,Spine[1]Leaf实现城域内边缘云一点接入,全网服务,Spine-Leaf架构保障云边端协同、边边协同东西向流量快速疏导。采用标准化城域云网POP,实现边缘云快速接入。

三、新型城域网切片部署原则

新型城域网的切片特性是实现不同业务灵活、安全、高效部署的关键,根据近年新型城域网的部署情况和业务开通情况,总结的部署原则如下:

(1)接入层切片部署原则

接入层只承载移动和政企业务,保持相对单一;接入环存在大量10GE环,50GE/100GE接入环可按需部署切片。

(2)切片动态调整原则

可以根据业务和用户量分阶段进行调整:

阶段一:切片按照2H\2C\2B部署三个切片,带宽可按需分配为50G、30G、20G。

阶段二:根据业务和用户发展,可对切片进行动态灵活调整。如按需调整单个切片内的带宽,或者按需新增切片。

另外,对于重保企业的切片质量可根据子切片区分企业,企业内不同的业务通过QoS(服务质量)策略进一步保障。

其中小颗粒切片是经济高效的确定性保障。为了保障2B业务的带宽时延,FlexE子接口隔离切片的方式承载2B专线业务。FlexE子接口的最小颗粒度为5G,远大于单个用户需求,需要在FlexE硬切片基础上实现Mbps级颗粒度的网络切片。

四、结语

传统宽带和移动网业务已不能完全适应新业态和 数字经济发展 的需要,在产品形态、盈利能力、增值潜力和商业模式上都需要进行积极的探索,技术发展是业务发展的基础,新型城域网的部署属于新鲜事物。需要更加聚焦细分市场的边缘云的一揽子数字化解决方案,需要统一边缘云底座,实现直通边缘的局域网级别的资源专属体验。边缘云+新型城域网的网络新架构是后续重要的研究方向,基于边缘云网实现统一用户业务和流量数据入口和平台,业务和流量本地化、分流/卸载、构建云网内业务生态等。(作者:唐敏)

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