智能城域網(wǎng)統(tǒng)一承載2C、2B、2H業(yè)務(wù)的研究與應(yīng)用

劉 洋，胥俊丞，屠禮彪，蘭克勤，唐 迪（.中國聯(lián)通河北省分公司，河北石家莊 0500；.中訊郵電咨詢設(shè)計院有限公司鄭州分公司，河南鄭州 450007；.中國聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信集團(tuán)有限公司，北京 000）

0 引言

中國聯(lián)通提出了面向5G時代的固移融合、云網(wǎng)一體、物理+虛擬的智能城域網(wǎng)架構(gòu)，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”的網(wǎng)絡(luò)，統(tǒng)一承載2H（家寬）、2B（政企）、2C（基站）業(yè)務(wù)。但目前智能城域網(wǎng)仍以承載5G 業(yè)務(wù)為主，遠(yuǎn)郊鄉(xiāng)鎮(zhèn)OLT 上聯(lián)業(yè)務(wù)以縣鄉(xiāng)波分承載為主，彈性帶寬需求的2B 業(yè)務(wù)以及現(xiàn)有4G業(yè)務(wù)以IPRAN承載為主。

如何從網(wǎng)絡(luò)實際情況出發(fā)，在保護(hù)現(xiàn)有投資和業(yè)務(wù)體驗的同時，盡快推進(jìn)智能城域網(wǎng)統(tǒng)一承載各類業(yè)務(wù)，降低網(wǎng)絡(luò)TCO，提升網(wǎng)絡(luò)競爭力，是當(dāng)前需要重點解決的問題。

圖1給出了中國聯(lián)通智能城域網(wǎng)架構(gòu)示意圖。

圖1 中國聯(lián)通智能城域網(wǎng)架構(gòu)示意圖

1 智能城域網(wǎng)統(tǒng)一承載2H業(yè)務(wù)

1.1 OLT上聯(lián)承載現(xiàn)狀及存在的問題

一般來說，城區(qū)和近郊鄉(xiāng)鎮(zhèn)的OLT 距離BNG 較近，上聯(lián)采用光纖直驅(qū)，而遠(yuǎn)郊鄉(xiāng)鎮(zhèn)的OLT 距離BNG較遠(yuǎn)，上聯(lián)采用縣鄉(xiāng)波分承載。采用波分承載，存在以下問題。

a）OLT 上聯(lián)端口流量遠(yuǎn)小于10G，大量剛性帶寬浪費(fèi)。某省聯(lián)通波分承載的OLT 10G端口峰值流量平均1.35G、5G以上的占比僅0.65%（見圖2）。

圖2 X省聯(lián)通波分承載的OLT10G端口流量情況

b）1條10G波道造價4.27萬元，建設(shè)成本較高。

c）智網(wǎng)和縣鄉(xiāng)波分重復(fù)覆蓋，分別承載基站和家寬業(yè)務(wù)，運(yùn)營成本高。

1.2 OLT上聯(lián)不同承載方案網(wǎng)絡(luò)成本分析

1.2.1 設(shè)備資源100%利用的理想情況下

在設(shè)備資源100%利用，且全部用于OLT 上聯(lián)承載時：智網(wǎng)平均每條10G 業(yè)務(wù)的承載成本僅為縣鄉(xiāng)波分的11%。并且OLT 上聯(lián)業(yè)務(wù)經(jīng)MER 匯聚后，也減少了對BNG 端口的占用。同時，由于智網(wǎng)設(shè)備具有更低的功耗，按設(shè)備在網(wǎng)10 年估算TCO（CAPEX+OPEX），智網(wǎng)的10年TCO也明顯低于波分（見圖3）。

圖3 不同承載方式對應(yīng)的業(yè)務(wù)承載成本

表1 和表2 給出了不同承載方式對應(yīng)的業(yè)務(wù)承載的造價測算。

表1 不同承載方式對應(yīng)的業(yè)務(wù)承載造價測算方法

表2 不同建設(shè)內(nèi)容對應(yīng)的投資和運(yùn)營成本

1.2.2 X省聯(lián)通現(xiàn)網(wǎng)實際情況下

由于現(xiàn)網(wǎng)存在“受設(shè)備板卡集成度影響，建設(shè)資源通常會有冗余；冗余資源可利舊，智網(wǎng)接入環(huán)需整環(huán)一起升級”等情況，根據(jù)X 省聯(lián)通現(xiàn)網(wǎng)實際情況，分場景對不同建設(shè)方案的成本分析如表3所示。

由表3可見，在縣鄉(xiāng)波分已覆蓋的情況下，應(yīng)根據(jù)縣局設(shè)備有無利舊端口、智能城域網(wǎng)設(shè)備是否已覆蓋等具體情況，按TCO最優(yōu)選擇承載方案。

表3 現(xiàn)網(wǎng)實際情況下不同建設(shè)方案的成本分析

但若縣鄉(xiāng)波分尚未覆蓋，則直接建設(shè)智能城域網(wǎng)設(shè)備統(tǒng)一承載基站和OLT上聯(lián)業(yè)務(wù)更加節(jié)省投資。

1.3 OLT上聯(lián)智能城域網(wǎng)承載網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量分析

1.3.1 OLT—BRAS時延測算

OLT 上聯(lián)采用智能城域網(wǎng)承載的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖4 OLT上聯(lián)智能城域網(wǎng)承載網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫疽鈭D

智能城域網(wǎng)承載時延測算相關(guān)取值如表4所示。

表4 時延測算相關(guān)取值

采用智能城域網(wǎng)承載時OLT—BRAS間的時延：

最?。▽?yīng)僅經(jīng)過1 端MAR 即到達(dá)MER 場景，流量不擁塞）為：

最大（對應(yīng)經(jīng)過3 端MAR 到達(dá)MER,環(huán)上MAR 最多6個，流量不擁塞）為：

可見，在流量不擁塞場景下，智能城域網(wǎng)承載時延遠(yuǎn)小于10～100 ms 的業(yè)務(wù)應(yīng)用感知時延，可保障用戶感知。

1.3.2 智能城域網(wǎng)接入環(huán)流量分析

從1.3.1 的分析可知，流量是否擁塞，對業(yè)務(wù)時延影響較大，現(xiàn)對智網(wǎng)接入環(huán)承載流量進(jìn)行測算，流量測算相關(guān)取值如表5所示。

表5 流量測算相關(guān)取值

則智能城域網(wǎng)接入環(huán)上流量測算值為：

5G流量：0.3 Gbit/s×6×4=7.2 Gbit/s

OLT流量：2.7 Gbit/s×2×4=21.6 Gbit/s

環(huán)路承載流量合計：7.2+21.6=28.8 Gbit/s

考慮到上述測算取值為平均值，同時考慮到流量突發(fā)時保障業(yè)務(wù)體驗，建議智能城域網(wǎng)統(tǒng)一承載OLT上聯(lián)業(yè)務(wù)時，建設(shè)100G接入環(huán)路。

綜合1.3.1 的建設(shè)成本分析和1.3.2 的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量分析，給出如下建議。

智能城域網(wǎng)統(tǒng)一承載OLT 上聯(lián)業(yè)務(wù)有利于網(wǎng)絡(luò)簡化，資源利用率高，流量不擁塞場景下時延較低，帶寬保障及業(yè)務(wù)保護(hù)可保障用戶感知。結(jié)合建設(shè)成本，遠(yuǎn)郊鄉(xiāng)鎮(zhèn)的OLT 上聯(lián)承載方案可遵循“縣鄉(xiāng)波分已覆蓋節(jié)點TCO 最優(yōu)做選擇，未覆蓋節(jié)點建設(shè)智網(wǎng)統(tǒng)一承載”原則。

1.4 X省聯(lián)通現(xiàn)網(wǎng)試點情況

1.4.1 業(yè)務(wù)需求及方案對比選擇

原BD 市、CZ 市的4 個鄉(xiāng)鎮(zhèn)（鄚州、茍各莊、七間房、龍化）行政劃入XA，4 個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的8 臺OLT 上的業(yè)務(wù)需遷移至XA。

OLT 上聯(lián)業(yè)務(wù)承載方案對比如表6 所示。從表6可以看出，方案3節(jié)省投資效果顯著，因此推薦選擇方案3。

表6 OLT上聯(lián)業(yè)務(wù)承載方案對比

1.4.2 業(yè)務(wù)部署方案

OLT 上承載的業(yè)務(wù)有：HIS、BTV、VOD、VoIP、互聯(lián)網(wǎng)專線、TR069（ITMS）等。各類業(yè)務(wù)在智能城域網(wǎng)上采用L2EVPN over SRv6 的方式承載，在MER 處終結(jié)。其中BTV業(yè)務(wù)的組播復(fù)制點在OLT。

業(yè)務(wù)部署方案如圖5所示。

圖5 智能城網(wǎng)統(tǒng)一OLT上聯(lián)業(yè)務(wù)部署方案

2 智能城域網(wǎng)統(tǒng)一承載2B業(yè)務(wù)

2.1 X省聯(lián)通2B業(yè)務(wù)速率及承載方式現(xiàn)狀分析

X省聯(lián)通2B業(yè)務(wù)速率分布及近2年增長趨勢如圖6所示。

圖6 X省聯(lián)通2B業(yè)務(wù)速率分布及增速分析

V<10M 業(yè)務(wù)雖然較多，但主要是存量業(yè)務(wù)，增速僅10%。

10M≤V<1G 業(yè)務(wù)，存量業(yè)務(wù)較多，增速業(yè)務(wù)也較快，是專線業(yè)務(wù)發(fā)展的重點區(qū)域。

V>1G業(yè)務(wù)，存量較少，但增速很快。

目前2B 業(yè)務(wù)主要由MSTP 網(wǎng)絡(luò)承載，MSTP 網(wǎng)絡(luò)停止規(guī)模建設(shè)，技術(shù)也停止發(fā)展演進(jìn)。因此目前的承載策略是，對于剛性管道需求的高價值業(yè)務(wù)采用成本較高的PeOTN 承載，而對于非嚴(yán)格剛性管道需求的中價值業(yè)務(wù)，采用IPRAN或智能城域網(wǎng)承載。

V>1G 業(yè)務(wù)所需帶寬較大，一般也為高價值業(yè)務(wù)，因此通常用PeOTN 承載，IPRAN 和智能城域網(wǎng)重點協(xié)同承載V<1G業(yè)務(wù)。

2.2 IPRAN網(wǎng)絡(luò)與智能城域網(wǎng)承載2B業(yè)務(wù)對比分析

X 省聯(lián)通IPRAN 網(wǎng)絡(luò)與智能城域網(wǎng)在網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量、能力、成本的對比分析如表7所示。從表7可以看出：

表7 X省聯(lián)通IPRNA網(wǎng)絡(luò)與智能城域網(wǎng)對比

a）目前智能城域網(wǎng)在政企業(yè)務(wù)較密集的城域覆蓋規(guī)模已和IPRAN 接近，且隨著5G 建設(shè)，覆蓋率在快速增長。

b）基礎(chǔ)架構(gòu)節(jié)點上IPRAN和智網(wǎng)重復(fù)覆蓋。

c）在網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量、能力、成本上，智網(wǎng)承載2B 業(yè)務(wù)比IPRAN更有競爭力。

因此，建議新增2B 業(yè)務(wù)優(yōu)先在智能城域網(wǎng)上承載，現(xiàn)有IPRAN 承載的2B 業(yè)務(wù)可根據(jù)客戶需求、市場競爭、網(wǎng)絡(luò)TCO 情況，適時向智網(wǎng)遷移，退網(wǎng)IPRAN 設(shè)備，實現(xiàn)TCO最優(yōu)。

2.3 智能城域網(wǎng)SRv6+硬切片承載2B業(yè)務(wù)試點測試

X 省聯(lián)通在LF 市進(jìn)行了智能城域網(wǎng)承載2B 業(yè)務(wù)的專線測試，測試情況如下。

測試業(yè)務(wù)為LF 人民醫(yī)院急救站—衛(wèi)生急救中心1 條2M 帶寬的業(yè)務(wù)，原業(yè)務(wù)由MSTP 承載。測試總體方案如圖7所示。

圖7 LF智能城域網(wǎng)專線業(yè)務(wù)總體測試方案

智能城域網(wǎng)承載時，全網(wǎng)端到端部署切片，MARMER—MCR 之間創(chuàng)建FlexE 切片，MAR-CPE 創(chuàng)建信道化子接口切片。共創(chuàng)建3個切片：2B 切片（帶寬1G，采用L2EVPN over SRv6 技術(shù)承載專線業(yè)務(wù)）、測試切片（帶寬1G，打流擁塞時對比使用）、2C 切片（50 環(huán)環(huán)路剩余帶寬，承載基站業(yè)務(wù)）。

測試結(jié)果如下。

a）智網(wǎng)切片專線時延優(yōu)于MSTP專線（見表8）。

表8 時延測算結(jié)果

b）在1G 帶寬的測試切片里打入2G 流量，制造擁塞后，測試切片內(nèi)的業(yè)務(wù)時延、抖動和丟包率均劣化，但2B切片內(nèi)的業(yè)務(wù)指標(biāo)不受影響。

3 智能城域網(wǎng)統(tǒng)一承載2C業(yè)務(wù)

根據(jù)網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)方向以及X省聯(lián)通現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源情況，對2C業(yè)務(wù)的承載方式給出如下建議。

a）5G基站業(yè)務(wù)由智能城域網(wǎng)承載。

b）新增4G 基站業(yè)務(wù)優(yōu)先由智能城域網(wǎng)承載，在利舊IPRAN 承載TCO 效益明顯時，應(yīng)利舊IPRAN 承載。

c）現(xiàn)有4G 基站流量增長導(dǎo)致IPRAN 網(wǎng)絡(luò)帶寬不足時，優(yōu)先考慮將4G基站業(yè)務(wù)割接至智能城域網(wǎng)。

d）現(xiàn)有IPRAN網(wǎng)絡(luò)需進(jìn)行超大環(huán)、長鏈優(yōu)化改造時，統(tǒng)籌考慮將承載業(yè)務(wù)割接至智能城域網(wǎng)。

4 基于統(tǒng)一承載的IPRAN退網(wǎng)策略分析

根據(jù)以上分析，新增2B、2C 業(yè)務(wù)優(yōu)先由智能城域網(wǎng)承載，存量IPRAN 承載的2B、2C 業(yè)務(wù)結(jié)合業(yè)務(wù)需求、TCO情況適時向智能城域網(wǎng)遷移。

X 省聯(lián)通IPRAN 設(shè)備數(shù)量較多，且有相當(dāng)部分部署在非基礎(chǔ)架構(gòu)節(jié)點的末端接入機(jī)房，OPEX 較高?；诖?，提出基于智能城域網(wǎng)統(tǒng)一承載業(yè)務(wù)的IPRAN退網(wǎng)策略如下。

4.1 總體原則

a）分場景精準(zhǔn)推進(jìn)、TCO最優(yōu)把控。

b）除5G 2B 專網(wǎng)外，原則上不單獨(dú)為政企業(yè)務(wù)新建整端智網(wǎng)設(shè)備。

c）業(yè)務(wù)堅持按綜合業(yè)務(wù)區(qū)歸屬規(guī)范接入。

d）非架構(gòu)節(jié)點的IPRAN設(shè)備加速騰退，騰退投資回收期原則上在2年內(nèi)。

4.2 非架構(gòu)節(jié)點IPRAN設(shè)備騰退策略

場景1：綜合業(yè)務(wù)接入?yún)^(qū)內(nèi)所有架構(gòu)節(jié)點均已部署智網(wǎng)設(shè)備。優(yōu)先加速騰退IPRAN，按TCO 最優(yōu)方式擴(kuò)容智網(wǎng)設(shè)備，原則上騰退投資回收期在2 年內(nèi)或?qū)＞€投資回收期在0.5年內(nèi)。

場景2：綜合業(yè)務(wù)接入?yún)^(qū)內(nèi)部分架構(gòu)節(jié)點均已部署智網(wǎng)設(shè)備。按TCO 最優(yōu)方式接入智網(wǎng)或IPRAN 設(shè)備，擴(kuò)容智網(wǎng)設(shè)備的TCO 原則同場景一，接入智網(wǎng)的TCO應(yīng)考慮退網(wǎng)IPRAN節(jié)省的OPEX。

場景3：綜合業(yè)務(wù)接入?yún)^(qū)內(nèi)全部架構(gòu)節(jié)點均未部署智網(wǎng)設(shè)備。暫不進(jìn)行架構(gòu)節(jié)點內(nèi)的IPRAN 騰退。騰退IPRAN再利用場景：

a）客戶側(cè)CPE 利舊，尤其是客戶中心機(jī)房等場景。

b）省內(nèi)/省際調(diào)撥盤活。

c）作為備品備件使用。

5 結(jié)束語

城域?qū)用嬷悄艹怯蚓W(wǎng)統(tǒng)一承載2C、2B、2H 業(yè)務(wù)是中國聯(lián)通城域網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的方向，本文主要從X 省聯(lián)通的實際網(wǎng)絡(luò)情況出發(fā)，提出了不同場景下智能城域網(wǎng)統(tǒng)一承載各類業(yè)務(wù)，加速向目標(biāo)架構(gòu)演進(jìn)的具體策略，對降低網(wǎng)絡(luò)TCO、提升競爭力有一定的借鑒意義。

隨著通信云DC 布局的不斷深入、網(wǎng)絡(luò)能力資源池（vBRAS 等）的逐步建設(shè)以及MEC 節(jié)點規(guī)模的持續(xù)擴(kuò)大，智能城域網(wǎng)統(tǒng)一承載業(yè)務(wù)策略還需繼續(xù)研究。