长春市IP城域网建设及优化思路

摘　要：

关键词：

1. 概述
     长春市IP城域网始建于2000年，正处于ATM技术与以太网技术相持的时期，回顾当时IP城域网中所采用的技术，ATM所占比例甚至要大于以太，其网络架构与宽带论坛推出的TR-059大致相当。当时IP城域网所承载的业务主要是互联网接入，接入方式有专线（一般为2Mbps以下）和宽窄带拨号两种。随着时间的推移，无论从网络技术还是业务需求，其变化都是日新月异的。2006年4月，面对以太网技术的兴起与ATM技术的没落，宽带论坛不失时机地推出了TR-101标准。如图一所示，相比于TR059,其网络架构除了由ATM到Ethernet的迁移之外，BRAS也升级到BNG的概念。

图一、Network architecture for Ethernet-based DSL aggregation
     IP城域网日趋成为一个集语音、视频、数据等多种业务的承载平台。为了迎合市场的需求，长春市IP城域网的建设及优化成为我们工作的重中之重。
2. IP城域网总体建设思路及方案
2.1 IP城域网建设目标
     长春市作为吉林省省会，人口已超过800万，网络在公众生活中扮演着越来越重要的角色，但人们对IP技术的认知度却参差不齐。IP城域网对于大多数人来讲，仍然只是一个娱乐项目的承载平台而已。众多企业甚至包括电信企业自身，在建设其内部管理系统时，专网往往是其首选方案，以致于有人把这种情况戏称为PSPN――即每业务每网络。专网相比于多业务承载网，其运营质量及安全性自然要好一些，但考虑到网络的投资、维护及业务开展等综合性因素，却不见得有什么优势可言，无疑会使企业面临更大的CAPEX及OPEX压力。目前，IP技术的发展已经为IP城域网的多业务承载提供了坚实的基础，为此，我们希望长春市的IP城域网能够提供以下功能：
（1） 保证用户的高质量接入：对于用户来讲是提供满意的通信质量，对于运营商而言则具体到网络的带宽、接口、QOS保障等方面。我认为，以太网技术在城域网范围内的广范应用，已经混淆了LAN与MAN的某些界线，同时由于带宽成本的下降，使得带宽足够论在城域网建设中具有重要意义。因此，提高IP城域网的整体带宽接入水平至少是目前我们网络建设的重点之一。
（2） 应具备综合业务接入能力：除普通上网业务之外，还应能提供大规模L2&L3 VPN组网能力，高质量的NGN业务承载，及组播业务、差异化服务提供能力等。
（3） 对于网络本身，应具有安全可靠、维护方便的特点，并保证用户的可溯源性。
   网络的建设及优化是一个长期的工作，应该具有一定的连续性与前瞻性，但更应关注其实用性，所需功能也不一定在一次建设中全部予以实现。长春市IP城域网初始建设时采用以Juniper M20为核心路由器的四核心结构，之后逐渐转变为以两台华为NE80E为核心的双星型网络。2007年未，随着IP业务的飞速发展，IP城域网的大规模优化需要已迫在眉睫。通过对网络的细致分析，我们认为主要存在以下一些问题有待改进：
（1） 网络总体接入能力不足，无论带宽还是接入层设备端口数量，都已不能满足业务发展的需求；
（2） 多业务承载能力不足，尤其是网络的VPN接入能力急需提高；
（3） BRAS设备老化，性能单一，部分设备以旁挂方式接入，成为业务发展的瓶颈；
（4） 二层网络过大，级联层次过多，无论从安全角度还是资源的规划，都已不适合业务的发展；
2.2 IP城域网建设方案建议
     针对这种情况，我们经过充分的论证并参考了国内其他地区IP城域网建设的先进经验，提出了长春市IP城域网优化方案并将其作为后续几年网络调整的依据。
（1） 网络层次的确定
     网络层次整体上划分为城域骨干网与宽带业务接入网。此种划分方法在业界已是不争的事实，为各大运营商广泛采用。其中城域骨干部分由核心路由及BRAS等设备构成，负责路由及业务的控制；宽带接入网则可以广泛采用各种接入手段以满足用户的入网需求。
（2） 城域骨干网的建设
     考虑到网络的发展，NE80E路由设备的接入能力已面临严峻的挑战。曾经考虑增加一层核心，即采用两层核心进行网络汇聚的方案。两层核心的结构可以减小对设备本身接入及处理能力的要求，但也增加了网络的复杂度，对于长春市IP城域网的规模而言不是十分适合。同时，以CISCO CRS-1为代表的新一代具有集群能力的路由设备的大规模应用，也使超级网络核心的建设为可能。并且考虑到配套资源的限制及网络调整的复杂度，我们建议保持核心网络的双星型结构，通过利用高端路由设备替代NE80E的方法来增加核心层的处理与接入能力。
     业务控制点的建设方案从不同角度可分为单边缘与多边缘、分布式与集中式等。其实各种方案之间没有什么纯粹的好坏之分，具体采用哪种方案是由多种因素决定的。我们认为近期在长春IP城域网中大规模独立设置SR的意义并不是很大，况且目前BRAS设备已经快速向多功能业务网关的角色转变。针对长春市具体的业务需求，我们建议采用分布式BRAS的建设方案，而原核心设备NE80E可作为集中部署的SR用于接入部分关键业务。
     2007年长春市IP城域网中继主要采用GE链路，带宽不足是其主要矛盾之一。鉴于10GE以太网技术的大规模应用，我们建议城域网骨干层面链路从GE直接升级为10GE。
（3） 宽带接入网的规划
     宽带接入部分主要由以太网交换机、DSLAM及EPON设备构成。二三层功能分离、缩小二层网络规模及增加接入能力应该是网络优化的重点。为了解决投资经费不足与快速增长的用户需求之间的矛盾，我们在每个大型接入局点设置两台以太网交换机，用于将专线用户与DSLAM、EPON接入相分离，同时在每台设备中只启用L2功能。针对带宽不足的问题，我们建议近期主要通过多链路捆绑技术来解决，同时可以提供链路的安全性保证，需要时也可采用10G及更高的接入技术。鉴于EPON接入规模的扩大，今后可以考虑将OLT设备通过高速链路直接上联至BRAS。
（4）多业务承载的设想
     目前长春市已经存在IP承载网、IPTV实验网、宽世界等一系列网络，其中IP承载网与IP城域网完全隔离；IPTV实验网有独立的核心及汇聚层；宽世界平台根据用户需求组建了独立的核心层，其接入层与IP城域网部分融合。我们建议可以根据业务发展需求考虑网络之间的融合问题。
     针对IP承载网A网，接入点覆盖面不够的问题已经对其业务发展已经造成了阻碍。我们认为可以利用IP城域网来缓解这一压力。根据集团对IP承载A网所承载业务的统一规划，可以考虑通过MPLS L3 VPN OPTION-A 或OPTION-B的跨域策略与 IP城域网相联，甚至可以考虑在承载网中仅保留骨干部分，而将原CE路由器迁移至IP城域网作为SR，用于业务的综合接入。
     根据目前业务的发展，不要求长春市IP城域网马上进行QOS的规划配置，但考虑到未来市场对高质量业务接入的需求，我们在进行网络优化建设及设备的采购时，必须将对QOS及业务精细化运营的支持能力考虑其中，以使相关业务的开展随时可以进行。
3. 网络建设成果及展望
     经过几年的网络优化建设，长春市IP城域网已经焕然一新。网络核心采用华为NE5000E高端路由器，目前为单机框配置，未来根据需要可升级为多机框。BRAS则新购置了爱利信SE800及华为ME60用于对超期服役的设备进行替换，另外为了保护原有投资同时满足网络建设的既定要求，我们对现有部分设备进行了升级改造，使所有的BRAS设备皆通过10G链路双归属至核心NE5000E。在接入层面，拨号业务与专线业务分别通过各自的高性能以太网交换机进行汇聚，基本实现了接入的物理分离。网络的优化带来了性能的提升，目前，长春市IP城域网除具备对基础IP业务及各种VPN业务的高质量接入能力以外，对QOS及组播相关业务的开展，无论在软件还是硬件上，也都提供了强有力的保障。
     由于投资所限，IP城域网中并未增设专业网络安全设施。安全性能主要靠路由及交换设备自身的功能提供，这无疑成为城域网的软肋。防DDOS网络攻击系统及业务分析系统的引入，应在今后的网络建设中予以适当考虑。
     我们所处的是一个信息技术高速发展的时代，城域以太网、FMC、DOCSIS、云计算、物联网……各种新技术、新业务层出不穷，近期国家三网合一政策也有所松动，这些无疑是各大运营商新的发展契机，对IP城域网的发展也提出了更高的要求。未来的IP城域网，将成为一个集各种接入技术于一身的综合业务承载平台，它将承载着我们生活的方方面面。其网络规划也将不会仅限于IP城域网自身的范畴，我们需要把眼光放的更高、更远、更广。