面向5G业务的新型智能城域网重构

郭峰

（广东南方电信规划咨询设计院有限公司）

摘要：5G技术的飞速发展给信息行业带来了翻天覆地的变化。传统电信网络和业务活动迎来了新一轮的革新。为了满足新时期5G业务承载需求，必须加快推进网络SDB化发展进程，重构面向5G业务的新型智能城域网。基于此，对当下面向5G业务的新型智能城域网构建、部署和运营状况进行研究、整理和分析，阐述了部分地区网络业务承载现状及存在的问题，并从设计目标、组网方案、运维挑战、部署和运营等多个方面提出一些面向5G业务的新型智能城域网重构策略，用以加快信息资源运转和使用，进一步优化网络服务质量，为相关工作人员提供理论参考。

关键词：5G业务；新型智能城域网；组网重构；

0引言

随着5G技术在通信网络领域的深入应用，传统网络逐渐朝智能化方向发展，基于5G技术的新型网络业务日益增多，业务规模和数据量的快速增长给本地城域网运行带来了巨大的负担。面向5G业务的新型智能城域网重构刻不容缓。现阶段部分地区的网络业务承载仍存在诸多的问题如整体维护运行成本较高、业务部署周期较长、设备和系统故障点较多等，难以满足全业务融合承载和5G业务发展需求。5G与云网融合是各大网络运营商实现转型战略的必然要求。为了系统性解决5G和云网融合需求和挑战，就应当明晰5G新型业务对于网络需求的变化，加强新型智能城域网建设研究和实践，积极引进新型承载技术和新一代网络运营系统等新技术，坚持多业务融合承载、多厂商异构组网，强化网络的智能性、敏捷性和高效性，并在此基础上进一步推进网络转型和技术跨越，为5G业务发展奠定基石。

1本地业务承载现状及存在的问题

无论是个人用户，还是政府企业，对于网络功能和网络服务的需求时刻发生着变化。多样化、个性化的网络功能和网络服务需求倒逼各地运营商不断更新和升级本地网络。但在实际本地网络构建过程中，运营商面临许多的网域拓宽问题包括IP城域网、IPRAN回传网、本地承载网等。IP城域网的构建重点要解决公众宽度和政企互联网之间的专线网络搭建和维护问题。通常采用双星形结构，将本地城域和集团骨干、政企集团和骨干集团相互对接，在路由器辅助和转发过程中呈现流量数据。该城域网模式下的汇聚层设计有大容量的BRAS\SR分设或者合设，用于汇聚和处理政企用户的隐私信息。而在接入层构建中，IP城域网主要由宽带用户光网、少量LAN和光纤直驱动接入，实现信息互联。在IPRAN回传网构建方面，通常基于现有的移动业务基础架构进行升级，根据用户实际需求优化回传技术，进一步扩大网络服务协议的适用范围。考虑到业务基站接受的回传业务以及未来更为复杂的高业务承载需求，目前主流的业务网络建设技术便是IPRAN技术。IPRAN回传网包括核心层、汇聚层和接入层，应用于移动端可以有效提升业务承载能力。大力发展IPRAN技术无疑是当前互联网数据传输发展的最佳选择。而在本地承载网的构建的关键在于解决核心网络业务接入。随着通信网络技术的不断发展，网络结构正逐渐与云业务相关联，许多运营问题变得愈发突显。其一是成本控制难题。IP城域网、IPRAN等本地网络均设置有接入、汇聚和核心层，网络层级、连接设备，所需的网络架构辅助较多，十分消耗扩容投资资源、能量和人力物力，不利于成本控制。其二是部署周期较长。在布置业务时，所采取的方法较为复杂，整体部署周期较长，且维护成本高。其三是故障点较多。传统的承载网架构存在设备跳数较多、数据共享耗时长、故障点多等问题，不符合5G业务的开展和发展需求。

2面向5G业务的新型智能城域网重构路径

2.1设计目标

面向5G业务的新型智能城域网建设首先要确立清晰的设计目标，基于设计目标开展网络架构和网络功能优化，满足新型5G业务和多业务融合承载需求。具体目标如下：其一集中承载。集中承载即使用同一个网络体系，形成整体承载机制，集中完成信息回传、专线组网、网络连接，以此提升信息传递效率和业务承载能力。其二是优化协议。将SR+EVPN技术融入新型智能城域网构建中，规范调整路由协议，进行标签分配，从而达到简化MPLS界面的优化目标。其三是互联转型。应用SDN、NFV等技术，集中调用和统一协调互联网资源，辅以业务编排系统，持续优化用户自助服务，实现业务转型和自动开通。

2.2组网方案

新型城域网采用“乐高积木式”架构，主要包含城域POD、云网POP、POD出口功能区三大组件，以城域为单位建设，可基于业务量进行灵活扩展。城域POD基于城域叶脊网络(Spine-Leaf)组建，每个POD设置2台Spine，下挂多对Leaf设备，实现POD内灵活扩展。云网POP包括云业务网络出口网元和基础网络接入网元，通过部署Leaf，连接云业务网络网元，实现云资源池的标准化对接。POD出口功能区由Spine、CR、Leaf（ASBR）及RR组成，与骨干网、业务平台/核心网等外部网络对接，实现差异化业务疏导。新型城域网部署以搭建架构为主要目标，同时兼顾新旧业务迁移。通过新建POD或者升级STN设备实现POD。新增Spine至ChinaNet链路，新增STN-ER至城域CR和ChinaNet链路。保持原ASBR与CN2-DCI对接。同城新老网络互通通过CR和ASBR，跨城互通则通过骨干网对接。新建云网POP实现各级云对接。新建A-Leaf或者利旧原有STN-B实现OLT和A设备接入。新型城域网核心网元包括Spine、Leaf与转控分离vBRAS等设备。新型城域网以SRv6作为基础转发协议，EVPN业务承载协议，提升设备配置简化与自动化能力，同时应用FlexE技术，面向移动、政企提供端到端网络切片。另一方面，在建设总体原则上，应综合考虑固网和移动业务需求，合理估算业务流量，指导新型城域网建设。例如：新型城域网按POD组建，原则上每个POD覆盖宽带用户数不低于80万；政企业务与视频类业务采用A-Leaf承载；视频类业务采用非Session化IPOE方式承载等。运营支撑系统也应符合新一代运营支撑系统架构要求，可以采用新一代运营系统的采控平台或者基于现有网管等运营系统改造，实现网络自动化与智能化管理。在组网业务模式上，基于新型智能城域网架构，充分考虑其多业务融合承载特性，设计了公众宽带业务、政企专线业务、移动业务、云网超宽带等。以政企专线业务为例，互联网专线通过静态IP访问互联网的专线业务，要求提供灵活、安全接入服务。在新型智能城域网内，二层点到点专线业务使用EVPN VPN承载，EVPN路由使用BGP EVPN地址族传递，边缘汇聚设备作为路由反射器反射BGP EVPN路由。

                    新型城域网目标架构

2.3运维挑战

面向5G业务的新型智能城域网应用了SRv6、FlexE、EVPN等先进技术以及Spine、Leaf等设备，实现了面向用户自动服务和业务快速开通，以及宽带、移动、政企等各项业务的统一承载，提升了用户的满意度，但同时也给网络运维带来了新的挑战。具体如下：其一是网络和设备维护技术门槛提高。新型智能城域网和所用设备的维护已经从CT转变为IT云化融合，设备维护工作的专业性和综合性变得更强。倘若运维人员固步自封，不去主动了解和掌握IT主机、云平台、Linux系统等基础维护技能，就难以高效处理新型城域网网络和设备的维护难题。其二是运维人员的编程能力亟需增强。5G时代背景下，网络业务开放已经开始朝业务编程演进，这就要求业务调度员和局数据配置人员必须突破传统面向设备的命令行工作模式限制，加强java、python等编程语言的学习，提高自身的编程能力。尤其在面对故障排查、流程分析等运维工作时，运维人员能够灵活运用所学的知识和技能完成故障分析、判断、定位和排查，确保网络正常运行。其三是运维人员必须尽快学习和掌握Segment Routing协议。Segment Routing简称SR，它是一种源路由协议，支持MPLS和IPv6两种数据平面，分别对应了SR-MPLS和SRv6。SR协议的应用有效简化了MPLS控制面，相关运维人员需要做好全新协议的学习，掌握基于SR EVPN部署各类型网络业务的能力。

2.4部署和运营建议

面向5G业务的新型智能城域网是各大网络运营商应对未来5G业务发展和技术创新的一次架构升级创新，力求突破传统网络架构的局限和现阶段的网络发展瓶颈，满足新型业务模式承载需求。新型智能城域网的演进涉及业务流程的整合、新旧网络的互通、运营支撑系统的升级换代等，工程量较大，周期较长，需根据本地网络承载情况进行逐步推进。在新型智能城域网建设初期，需选择有5G核心网云DC的地市作为试点，以云DC为核心，围绕5G基站开展Spine和Leaf节点建设，并由SDN集中控制网络设备，实现基站至云DC的回传。此时，Leaf节点负责满足新增宽带汇聚介入需求，面向业务建设相应业务编排层和能力开发平台，逐步推进用户自助服务实现。到了建设中期，在检验业务承载安全性后，逐步扩大Leaf节点规模，新增宽带汇聚接入需求由新型智能城域网进行满足，Leaf节点或IPRAN节点接入解决政企用户转租线组网问题。此时，主流产品定制和业务自动开通功能已经得到实现。最后的新型智能城域网全面覆盖阶段，旧有的城域网设备逐步被淘汰替换，所有的业务由新型智能城域网承载，最终达成一网统一承载的设计目标。在新型智能城域网建设过程中，应当重视运维人员的教育培训，加快运维人员职能转型，培养运维人员的信息素养和业务能力，提升其虚拟化技术、云平台技术等先进技术的应用水平，并安排运维人员一同参与到新型智能城域网建设的全流程，为5G业务场景落地做好准备。

结论

综上所述，构建面向5G业务的新型智能城域网是新时期城域网升级创新的必然举措，对于进一步提升网络服务水平，加快推动5G时代来临有着重要意义。鉴于面向5G业务的新型智能城域网重构的必要性和紧迫性，应当树立创新性、先进性的新型智能城域网构建理念，始终以人才和技术为核心驱动力，明确设计目标、网络架构、组网要求和节点设置、运营支撑系统建设原则，科学制定组网方案，同时多加关注运维人员转型，将运维人员引入新型智能城域网重构全过程，努力克服面向5G业务的新型智能城域网所带来的运维挑战，打造集融合、敏捷、简洁、云化、智能、安全为一体的新型城域网，提高网络服务效率和质量，为未来5G业务的升级演进提供重要支持。

参考文献

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