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詳解城域網(wǎng)業(yè)務(wù)的演進(jìn)與挑戰(zhàn)

電子工程師 ? 來源:郵電設(shè)計(jì)技術(shù) ? 作者:郵電設(shè)計(jì)技術(shù) ? 2021-04-13 18:10 ? 次閱讀

“從市場層面來看,家庭寬帶光纖到戶的滲透率已經(jīng)趨近飽和,業(yè)務(wù)收入進(jìn)入穩(wěn)定期。 同時(shí),提速降費(fèi)和4K高清視頻的普及,對于家寬業(yè)務(wù)的帶寬提出了更高的要求。

城域網(wǎng)業(yè)務(wù)的演進(jìn)與挑戰(zhàn)

城域網(wǎng)承載的業(yè)務(wù),有了新的變化。

從市場層面來看,家庭寬帶光纖到戶的滲透率已經(jīng)趨近飽和,業(yè)務(wù)收入進(jìn)入穩(wěn)定期。 同時(shí),提速降費(fèi)和4K高清視頻的普及,對于家寬業(yè)務(wù)的帶寬提出了更高的要求。

大量政企客戶啟動了上云和移動優(yōu)先的戰(zhàn)略,企業(yè)ICT云化服務(wù)不斷涌現(xiàn)(如混合云、云聯(lián)網(wǎng)、SDWAN、云安全等),這些對運(yùn)營商ICT業(yè)務(wù)開通的敏捷性,以及企業(yè)到云端的體驗(yàn)和業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量,都提出了更高的要求。

4G移網(wǎng)業(yè)務(wù)也已經(jīng)趨近飽和,ARPU值已接近甚至低于家寬業(yè)務(wù)的收入。

從國家戰(zhàn)略層面看,5G是未來幾年驅(qū)動經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新動力,運(yùn)營商需要把5G承載作為新的戰(zhàn)略研究方向。

但隨著各運(yùn)營商不限量流量套餐的普及,傳統(tǒng)3G/4G時(shí)代的流量經(jīng)營模式已不再適用,因此全球運(yùn)營商基本確立了5G新贏利模式即政企行業(yè)應(yīng)用、差異化體驗(yàn)(如超低延時(shí))和云化即需即供。

5G時(shí)代的新商業(yè)模式,對承載網(wǎng)提出了更多新的需求:

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5G架構(gòu)特性與需求

和4G網(wǎng)絡(luò)相比,大帶寬、云網(wǎng)融合、網(wǎng)絡(luò)SDN能力是5G承載的關(guān)鍵。

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5G承載網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

新型城域網(wǎng)架構(gòu)的探討

現(xiàn)有城域?qū)用娲嬖诙鄰埦W(wǎng),每張網(wǎng)承載的業(yè)務(wù)也不同:

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現(xiàn)有城域網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖

IP城域網(wǎng): 互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的承載網(wǎng)絡(luò),主要承載業(yè)務(wù)包括家庭寬帶、互聯(lián)網(wǎng)專線等。

IPRAN: 承載移動網(wǎng)基站回傳流量的網(wǎng)絡(luò),也用于承載大客戶數(shù)據(jù)專線接入業(yè)務(wù)。

CE網(wǎng)絡(luò): 主要用于核心網(wǎng)等專業(yè)的業(yè)務(wù)網(wǎng)元間業(yè)務(wù)承載、流量疏通。

由上可見,現(xiàn)有的城域網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)在承載5G大帶寬、云化、云網(wǎng)融合、SDN業(yè)務(wù)時(shí)面臨許多挑戰(zhàn),如成本高、業(yè)務(wù)編排復(fù)雜、難以實(shí)現(xiàn)云網(wǎng)融合承載等。

為解決以上挑戰(zhàn),中國聯(lián)通提出了面向5G時(shí)代的 固移融合 、 云網(wǎng)一體 、 物理+虛擬 的新型城域網(wǎng)架構(gòu)。

新架構(gòu)的設(shè)計(jì)思路,是在城域?qū)用鏄?gòu)建一張 “網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡化、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議簡化、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備簡化、網(wǎng)絡(luò)控制和網(wǎng)絡(luò)管理智能化” 的面向5G業(yè)務(wù)的融合承載的新型智能城域網(wǎng)絡(luò)。

網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn):a)簡化的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議: 采用SR/EVPN協(xié)議,簡化設(shè)備技術(shù)要求。b)簡化的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備: 引入通用芯片的SR轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備,大幅降低建設(shè)成本,提供網(wǎng)絡(luò)流量疏通能力,同時(shí)減少對局房資源的需求。c)簡化的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu): 采用類似 Spine-Leaf(葉脊網(wǎng)絡(luò))的架構(gòu),降低網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜度。d)智能化的網(wǎng)絡(luò)管控: 構(gòu)建智能化、自動化、開放化的網(wǎng)絡(luò)管控系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)端到端的業(yè)務(wù)自動開通,支撐智能化運(yùn)維和互聯(lián)網(wǎng)化運(yùn)營,提升用戶體驗(yàn)。

新型城域網(wǎng)架構(gòu),將打破獨(dú)立 煙囪式 的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),建設(shè)融合承載網(wǎng)絡(luò)平臺。

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融合承載,具有綜合成本低、便于實(shí)現(xiàn)云網(wǎng)融合和云網(wǎng)協(xié)同、業(yè)務(wù)開通速度快和業(yè)務(wù)維護(hù)復(fù)雜度低等優(yōu)點(diǎn)。

新型智能城域網(wǎng)以運(yùn)營商數(shù)據(jù)中心DC)為核心模塊,通過引入城域Fabric,將多個(gè)DC構(gòu)建成一個(gè)三級Spine/Leaf(葉脊網(wǎng)絡(luò))架構(gòu)的綜合業(yè)務(wù)承載超級數(shù)據(jù)中心。

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新型城域網(wǎng)架構(gòu)圖

移動、家寬和政企就近接入DC,從而實(shí)現(xiàn)家寬、政企、移動業(yè)務(wù)的融合承載。

新型智能城域網(wǎng)架構(gòu),具備以下 優(yōu)點(diǎn) :

a)完全滿足業(yè)務(wù)云化、DC化的承載要求。b)采用標(biāo)準(zhǔn)模塊DC架構(gòu),規(guī)劃簡單、上線速度快。c)架構(gòu)可以根據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展按需分裂擴(kuò)容。d)靈活南北向(橙色鏈路)、東西向流量(綠色鏈路)規(guī)劃和擴(kuò)容。e)靈活的業(yè)務(wù)布放: 業(yè)務(wù)可以布放到任意DC。f)邊緣計(jì)算就緒: 邊緣云DC和本地云DC融合管理、可與MANO平臺集成編排;g)向自動化運(yùn)維演進(jìn): 標(biāo)準(zhǔn)化DC模塊架構(gòu)便于實(shí)現(xiàn)維護(hù)自動化。

城域網(wǎng)業(yè)務(wù)初期 (到2020年底),5G還未大規(guī)模商用,邊緣云的業(yè)務(wù)場景還不明確,城域網(wǎng)業(yè)務(wù)主要在本地DC中完成終結(jié)。

所以,智能城域網(wǎng)初期主要建設(shè)重點(diǎn),在以本地DC為核心的城域Fabric系統(tǒng)。 邊緣DC位置主要部署流量匯聚設(shè)備,將固網(wǎng)、移網(wǎng)業(yè)務(wù)流量接入本地DC模塊。 本地DC模塊數(shù)量根據(jù)城域網(wǎng)規(guī)模相應(yīng)建設(shè),大型城域網(wǎng)4~8個(gè),小型城域網(wǎng)2個(gè)即可。

2021年以后,隨著5G的大規(guī)模商用,智能城域網(wǎng)將實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的融合承載,形成如下圖所示的智能城域網(wǎng)架構(gòu):

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智能城域網(wǎng)目標(biāo)架構(gòu)

MER:Metro Edge Router,城域網(wǎng)邊緣路由器

MCR:Metro Core Router,城域網(wǎng)核心路由器

融合網(wǎng)絡(luò)可以體現(xiàn)在固移網(wǎng)絡(luò)的融合和統(tǒng)一,管控和調(diào)度的融合和統(tǒng)一,運(yùn)維服務(wù)的融合和統(tǒng)一,業(yè)務(wù)的融合和統(tǒng)一以及數(shù)據(jù)信令和協(xié)議的融合和統(tǒng)一幾個(gè)方面。

融合網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢:

a)降低建網(wǎng)成本: 融合網(wǎng)絡(luò)減少了不同割裂網(wǎng)絡(luò)間的背靠背設(shè)備和鏈路,增加?xùn)|西流量減少南北流量,降低核心路由器CR端口的利用率,減少CR投資。

b)提升網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營能力: 融合網(wǎng)絡(luò)使用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)信令和協(xié)議,開通業(yè)務(wù)不需要進(jìn)行多協(xié)議拼接和信令轉(zhuǎn)換,使跨域和端到端調(diào)度不再成為開通業(yè)務(wù)的難題。

c)提升網(wǎng)絡(luò)開放能力: 融合網(wǎng)絡(luò)將網(wǎng)絡(luò)打造成統(tǒng)一平臺、統(tǒng)一信令、統(tǒng)一拓?fù)涞哪J剑瑸椴渴鸾y(tǒng)一的SDN控制器和編排器提供了網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。

智能城域網(wǎng)新技術(shù)

智能城域網(wǎng)在大帶寬低成本承載的情況下,為了滿足SDN的控制需求,引入了新的底層傳送技術(shù)SR、業(yè)務(wù)承載技術(shù)EVPN和網(wǎng)絡(luò)SDN控制器。

SR分段路由

分段路由(SR,Segment Routing)是一種新型路由技術(shù),具有網(wǎng)絡(luò)協(xié)議簡化、SDN流量調(diào)度能力強(qiáng)、網(wǎng)絡(luò)保護(hù)速度快等優(yōu)點(diǎn)(見圖6),已經(jīng)得到眾多運(yùn)營商和設(shè)備廠商的支持。

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2018年SR技術(shù)在中國聯(lián)通產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)(CUII)商用。

作為開放多廠商混合組網(wǎng)的核心技術(shù),SR能夠?yàn)橹袊?lián)通帶來差異化即需即供的云聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。 企業(yè)通過自服務(wù)門戶按需實(shí)現(xiàn)不同帶寬、時(shí)延的云聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)訂購服務(wù),即時(shí)生效,廣受客戶好評。 城域網(wǎng)引入SR技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)小,同時(shí)可以滿足綜合業(yè)務(wù)SDN網(wǎng)絡(luò)的要求。

業(yè)務(wù)綜合承載EVPN

傳統(tǒng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)分為二層專線、二層多點(diǎn)VPN和三層VPN等多種形態(tài),每種業(yè)務(wù)都采用不同的承載技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。 二層專線(VPWS)、二層VPN(VPLS)和三層VPN(MPLS L3VPN)的業(yè)務(wù)部署及維護(hù)都很復(fù)雜。

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近幾年發(fā)展起來的EVPN,可以實(shí)現(xiàn)3種業(yè)務(wù)的統(tǒng)一承載,可大幅降低網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的復(fù)雜度,加快業(yè)務(wù)的發(fā)展。

同時(shí),EVPN技術(shù)還帶來一些額外的創(chuàng)新業(yè)務(wù),如二、三層混合VPN,二層VPN多活接入能力等。

網(wǎng)絡(luò)控制器

新型城域網(wǎng)如果要實(shí)現(xiàn)快速的業(yè)務(wù)編排,控制器起關(guān)鍵作用。

控制器可以把上層業(yè)務(wù)的需求轉(zhuǎn)換為抽象化的業(yè)務(wù)模型(基于YANG模型),并通過南向接口將業(yè)務(wù)需求轉(zhuǎn)化為設(shè)備配置下發(fā)到多廠家的物理或虛擬化網(wǎng)元。

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中國聯(lián)通產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)2018年完成了自研網(wǎng)絡(luò)控制器的商用,已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)異廠家控制器控制多廠家設(shè)備,即控制器和SDN網(wǎng)絡(luò)設(shè)備雙解耦、雙備份。 通過在城域網(wǎng)引入控制器配合骨干網(wǎng)控制器和跨域的業(yè)務(wù)編排器就可以實(shí)現(xiàn)城域網(wǎng)內(nèi)部、城域網(wǎng)之間的業(yè)務(wù)統(tǒng)一編排。

網(wǎng)絡(luò)控制器通過北向接口為政企、移動等業(yè)務(wù)的切片提供能力開放和自動化編排。

業(yè)務(wù)的承載

以5G行業(yè)應(yīng)用業(yè)務(wù)編排為例。

傳統(tǒng)城域網(wǎng)需要將接入、邊緣云、城域網(wǎng)、本地云、骨干IP承載網(wǎng)、區(qū)域云等多個(gè)由不同技術(shù)實(shí)現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行拼接,業(yè)務(wù)編排和業(yè)務(wù)維護(hù)均非常復(fù)雜。

新型城域網(wǎng)架構(gòu), 傳送層面采用端到端SR技術(shù),業(yè)務(wù)層面采用端到端的L3VPN/EVPN技術(shù) , 對于二、三層業(yè)務(wù)的承載不需要像傳統(tǒng)城域網(wǎng)那樣進(jìn)行多段不同技術(shù)的拼接 ,所有業(yè)務(wù)終結(jié)點(diǎn)之間均可以直接到達(dá),業(yè)務(wù)開通和維護(hù)會方便很多。

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5G政企業(yè)務(wù)承載示意圖

試點(diǎn)開展情況

為了驗(yàn)證新型智能城域網(wǎng)對現(xiàn)網(wǎng)業(yè)務(wù)的承載效果,中國聯(lián)通總部聯(lián)合廣東、北京、山東、江蘇、重慶等省公司開展了智能城域網(wǎng)的外場試點(diǎn)工程,驗(yàn)證了智能城域網(wǎng)對5G、家寬、政企業(yè)務(wù)綜合承載的可行性,為未來制定城域網(wǎng)架構(gòu)的演進(jìn)策略積累了實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

深圳智能城域網(wǎng)試點(diǎn)方案

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深圳智能城域網(wǎng)融合承載方案

深圳智能城域網(wǎng)的試點(diǎn)采用了獨(dú)立組網(wǎng)與混合組網(wǎng)的兩種組網(wǎng)模式,上圖中除標(biāo)注的中興設(shè)備外均為思科設(shè)備。

青島智能城域網(wǎng)試點(diǎn)方案

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青島智能城域網(wǎng)試點(diǎn)方案

青島智能城域網(wǎng)的試點(diǎn)采用了匯聚直掛BBU和匯聚接入異廠家混合組網(wǎng)的2種組網(wǎng)模式。

結(jié)束語

中國聯(lián)通智能城域網(wǎng)的外場試驗(yàn),展現(xiàn)出諸多優(yōu)勢:a)新型智能城域網(wǎng)架構(gòu)可以很好地實(shí)現(xiàn)5G、政企、家寬業(yè)務(wù)的融合承載。b)新型城域網(wǎng)具有容量大、架構(gòu)先進(jìn)的優(yōu)勢。c)新型城域網(wǎng)通過融合承載可以節(jié)省大量機(jī)架空間,減少電力消耗。d)新型城域網(wǎng)可對云業(yè)務(wù)提供更好的集成承載能力。e)控制器的引入大大加快了業(yè)務(wù)開通速度,通過控制器實(shí)現(xiàn)SDN差異化業(yè)務(wù)部署。

5G和云時(shí)代的到來,正在或已經(jīng)顛覆很多傳統(tǒng)技術(shù)體系架構(gòu)和商業(yè)模式。 本文所探討的創(chuàng)新型智能城域網(wǎng)架構(gòu),為5G時(shí)代城域網(wǎng)架構(gòu)的演進(jìn)開拓了思路,積累了經(jīng)驗(yàn)。
編輯:lyn

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    降低成本城域網(wǎng)

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    降低成本<b class='flag-5'>城域網(wǎng)</b>

    微芯科技攜手Acacia打造太比特級數(shù)據(jù)中心互聯(lián)系統(tǒng)

    面對數(shù)據(jù)中心架構(gòu)的不斷演進(jìn)與數(shù)據(jù)流量的激增,對數(shù)據(jù)中心間帶寬的需求達(dá)到了前所未有的高度。為了有效應(yīng)對這一挑戰(zhàn),系統(tǒng)開發(fā)者正致力于加速新一代1.2 Tbps(太比特每秒)傳輸解決方案的開發(fā)進(jìn)程,確保其
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    GPT的定義和演進(jìn)歷程

    GPT,全稱Generative Pretrained Transformer,是OpenAI公司在自然語言處理(NLP)領(lǐng)域的一項(xiàng)重大創(chuàng)新。這一模型不僅推動了AI技術(shù)的邊界,還深刻影響了我們與機(jī)器交互的方式。本文將從GPT的定義、來源、演進(jìn)歷程以及其在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用和影響等方面進(jìn)行深度剖析。
    的頭像 發(fā)表于 07-10 10:41 ?2818次閱讀

    三星芯片復(fù)興之路:半導(dǎo)體業(yè)務(wù)飆升與HBM挑戰(zhàn)并存

    在科技行業(yè)的浩瀚星空中,三星電子無疑是一顆璀璨的星辰。近期,這家科技巨頭憑借其半導(dǎo)體業(yè)務(wù)的顯著改善,實(shí)現(xiàn)了利潤的飆升,再次向世人展示了其強(qiáng)大的市場影響力和技術(shù)實(shí)力。然而,在光鮮亮麗的背后,三星電子也面臨著不小的挑戰(zhàn),尤其是在高帶寬內(nèi)存(HBM)這一關(guān)鍵領(lǐng)域,其
    的頭像 發(fā)表于 07-09 14:32 ?874次閱讀

    藍(lán)牙傳輸技術(shù)的演進(jìn)與發(fā)展

    藍(lán)牙模塊技術(shù),作為無線通信領(lǐng)域的重要一員,自其誕生之初便受到了廣泛的關(guān)注和應(yīng)用。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和演進(jìn),藍(lán)牙模塊技術(shù)已經(jīng)從最初的單一功能、有限傳輸速度發(fā)展到現(xiàn)在的多功能、高速率、低功耗,為人
    的頭像 發(fā)表于 07-05 17:56 ?1705次閱讀

    智能工業(yè)網(wǎng)絡(luò),需要何種工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)作為支撐?

    隨著工業(yè)企業(yè)數(shù)字化及信息化的進(jìn)一步深化升級,工業(yè)領(lǐng)域相關(guān)控制及信息系統(tǒng)的業(yè)務(wù)類型不斷增加、復(fù)雜性不斷提升,工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)與工業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)也呈現(xiàn)融合趨勢,具備支持多業(yè)務(wù)、多協(xié)議、多廠商設(shè)備和數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通、共網(wǎng)承載以及高質(zhì)量傳輸能力已
    的頭像 發(fā)表于 06-28 14:35 ?877次閱讀
    智能工業(yè)網(wǎng)絡(luò),需要何種工業(yè)以太<b class='flag-5'>網(wǎng)</b>交換機(jī)作為支撐?

    數(shù)字EDA賦能RISC-V落地演進(jìn)技術(shù)研討會成功舉辦

    為了推動RISC-V技術(shù)的落地與演進(jìn),國家集成電路設(shè)計(jì)深圳產(chǎn)業(yè)化基地?cái)y手思爾芯,于2024年6月18日下午成功舉辦了“數(shù)字EDA賦能RISC-V落地演進(jìn)技術(shù)研討會”。研討會由思爾芯產(chǎn)品經(jīng)理梁琪主講
    的頭像 發(fā)表于 06-21 08:24 ?600次閱讀
    數(shù)字EDA賦能RISC-V落地<b class='flag-5'>演進(jìn)</b>技術(shù)研討會成功舉辦

    一文了解5G新通話技術(shù)演進(jìn)業(yè)務(wù)模型

    5G新通話,也被稱為VoNR+,是基于R16及后續(xù)協(xié)議產(chǎn)生的一種增強(qiáng)型語音通話業(yè)務(wù)。它在IMS網(wǎng)絡(luò)里新增數(shù)據(jù)通道(DataChannel),承載通話時(shí)的文本、圖片、涂鴉、菜單等信息。它能在傳統(tǒng)話音
    的頭像 發(fā)表于 06-07 08:05 ?340次閱讀
    一文了解5G新通話技術(shù)<b class='flag-5'>演進(jìn)</b>與<b class='flag-5'>業(yè)務(wù)</b>模型