面向DC的新型城域網(wǎng)建設(shè)及局房需求分析

朱軍峰 鄧大沖

中國(guó)電信股份有限公司南京分公司

0 引言

網(wǎng)絡(luò)DC布局的目標(biāo)是以網(wǎng)絡(luò)云化演進(jìn)目標(biāo)架構(gòu)為指引，統(tǒng)籌未來(lái)網(wǎng)絡(luò)NFV和專用設(shè)備的分層設(shè)置、數(shù)量規(guī)模及集約管控等對(duì)網(wǎng)絡(luò)DC承載要求，各本地網(wǎng)需要對(duì)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)DC的層級(jí)設(shè)置、目標(biāo)局址等進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，做好網(wǎng)絡(luò)DC中長(zhǎng)期布局規(guī)劃，和現(xiàn)有機(jī)房資源匹配分析，并在對(duì)機(jī)房資源充分調(diào)研和評(píng)估基礎(chǔ)上，做好地理位置、物理?xiàng)l件、擴(kuò)展性強(qiáng)的優(yōu)質(zhì)機(jī)房資源儲(chǔ)備。

1 規(guī)劃思路及原則

未來(lái)網(wǎng)絡(luò)DC，將主要通過(guò)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)機(jī)房CO升級(jí)，按需有序推進(jìn)機(jī)房基礎(chǔ)設(shè)施DC化改造演變?yōu)榫W(wǎng)絡(luò)DC，為未來(lái)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)演進(jìn)提供統(tǒng)一云化的虛擬資源池、可抽象的物理資源和專用高性能硬件資源的統(tǒng)一承載。不同DC界定的關(guān)系如圖1所示。

圖1 不同DC界定的關(guān)系說(shuō)明

在可預(yù)見(jiàn)性的SDN/NFV/云計(jì)算技術(shù)趨勢(shì)下，重點(diǎn)研究寬帶和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)云化演進(jìn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)DC機(jī)房的承載和部署驅(qū)動(dòng)要求，基于現(xiàn)網(wǎng)機(jī)房資源基礎(chǔ)條件和評(píng)估統(tǒng)籌，完成省市公司網(wǎng)絡(luò)DC目標(biāo)布局和資源儲(chǔ)備中長(zhǎng)期規(guī)劃，并根據(jù)不同時(shí)期專用設(shè)備和虛擬網(wǎng)元部署承載實(shí)際需求，按需有序推進(jìn)網(wǎng)絡(luò)DC機(jī)房基礎(chǔ)設(shè)施DC化改造建設(shè)。規(guī)劃思路如圖2所示。

圖2 CORD規(guī)劃思路說(shuō)明

2 承載網(wǎng)現(xiàn)狀

2.1 數(shù)據(jù)網(wǎng)現(xiàn)狀

近年來(lái)，南京數(shù)據(jù)網(wǎng)的規(guī)劃與建設(shè)一直圍繞“2+12+66”展開(kāi)（2個(gè)核心DC，12個(gè)邊緣DC，66個(gè)匯聚點(diǎn)），以核心DC、邊緣DC和綜合接入?yún)^(qū)進(jìn)行布局。

2.2 OTN現(xiàn)狀

近年來(lái)，OTN網(wǎng)絡(luò)已圍繞“2+12+66”建設(shè)了100G一平面和二平面。

100G一平面在已覆蓋業(yè)務(wù)控制層局點(diǎn)的基礎(chǔ)上，按照CTNet 2025架構(gòu)已建設(shè)完成鼓樓/游府西街雙核心至12個(gè)邊緣DC以及61個(gè)DCSW匯聚局點(diǎn)至12個(gè)邊緣DC的網(wǎng)絡(luò)。

100G二平面在已覆蓋業(yè)務(wù)控制層局點(diǎn)的基礎(chǔ)上，按照CTNet 2025架構(gòu)已建設(shè)完成鼓樓/游府西街雙核心至12個(gè)邊緣DC以及59個(gè)DCSW匯聚局點(diǎn)至12個(gè)邊緣DC的網(wǎng)絡(luò)。

鼓樓/游府西街雙核心之間采用OLP保護(hù)、成對(duì)的邊緣DC局點(diǎn)之間采用OLP保護(hù)的方式，邊緣DC局點(diǎn)至DCSW局點(diǎn)之間、DCSW環(huán)網(wǎng)之間采用ROADM的保護(hù)方式。

2.3 光纜網(wǎng)現(xiàn)狀

本地中繼光纜網(wǎng)圍繞“2+12+66”網(wǎng)絡(luò)布局，形成核心層、區(qū)域匯聚層、接入?yún)R聚層三層架構(gòu)。如圖3所示。

圖3 本地光纜網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖

3 新型城域網(wǎng)建設(shè)方案

3.1 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

3.1.1 POD的選擇

南京既可以采用單POD組網(wǎng)，也可以采用多POD組網(wǎng)。

單POD組網(wǎng)時(shí)，覆蓋全市近900萬(wàn)人口，其中寬帶用戶超過(guò)四分之一，移動(dòng)用戶接近二分之一。

多POD組網(wǎng)時(shí)，考慮南京的光纜網(wǎng)架構(gòu)和地理位置結(jié)構(gòu)，較好的一種方式為3個(gè)POD組網(wǎng)。多POD組網(wǎng)時(shí)，南京劃分為3個(gè)POD區(qū)域。

從網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃協(xié)同、網(wǎng)絡(luò)可靠性、網(wǎng)絡(luò)建設(shè)難度、與周邊系統(tǒng)的連接等多方面比較單POD與多POD的區(qū)別，如表1所示。

表1 單POD與多POD組網(wǎng)方案比較

從表中比較可以看出，單個(gè)POD除可靠性比多POD相比稍顯不足外，其他方面均比多POD有一定優(yōu)勢(shì)。再綜合考慮到單POD無(wú)需分裂時(shí)，網(wǎng)絡(luò)平滑演進(jìn)過(guò)程中避免了路由、ACL等調(diào)整工作，因此新型城域網(wǎng)建設(shè)擬采用單POD組網(wǎng)。

3.1.2 二層/三層架構(gòu)的選擇

（1）二層架構(gòu)：Spine-Leaf架構(gòu)，該架構(gòu)是基于現(xiàn)有的STN架構(gòu)進(jìn)行演進(jìn)，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖4所示。

圖4 二層架構(gòu)組網(wǎng)圖

該種架構(gòu)下，STN-B充當(dāng)Leaf角色，STN-ER充當(dāng)Spine角色，與目前的STN架構(gòu)相同。

部署位置：按照STN現(xiàn)狀，Leaf部署在匯聚局點(diǎn)，Spine部署在核心DC。Spine-Leaf架構(gòu)則通過(guò)100G OTN實(shí)現(xiàn)匯聚機(jī)房直連核心DC，邊緣DC位置被弱化，或者說(shuō)將匯聚局點(diǎn)從綜合接入?yún)^(qū)剝離成為新的邊緣DC，邊緣DC局點(diǎn)數(shù)量需擴(kuò)容。

承載業(yè)務(wù)：Leaf實(shí)現(xiàn)固移融合承載。固網(wǎng)采用OLTDCSW-Leaf-Spine-vBRAS-U路徑進(jìn)行承載，移動(dòng)業(yè)務(wù)承載方式基本保持不變，但數(shù)據(jù)層面需要重新調(diào)整（SRv6隧道調(diào)整、EVPN規(guī)劃和FLexE調(diào)整，可能影響現(xiàn)有5G業(yè)務(wù)）。

CT云資源池部署：優(yōu)先選擇部署在核心DC，對(duì)時(shí)延要求高的下沉至匯聚局點(diǎn)。其中vBRAS-U轉(zhuǎn)發(fā)池由于無(wú)法部署在核心DC（容量太大，對(duì)設(shè)備要求高導(dǎo)致無(wú)設(shè)備可以滿足需求），只能下沉部署?？梢圆渴鹪谒袇R聚局點(diǎn)（最小化2+1部署），或者部分匯聚局點(diǎn)（兩兩成對(duì)，vBRAS-U部署在一邊，雙掛2個(gè)局點(diǎn)Leaf，但目前的STN架構(gòu)要調(diào)整）。

（2）三層架構(gòu)：采用Spine-Leaf-B架構(gòu)，如圖5所示。

圖5 三層架構(gòu)組網(wǎng)圖

部署位置：Spine部署在核心DC，Leaf部署邊緣DC，B設(shè)備部署在66個(gè)匯聚局點(diǎn)。與目前的DC規(guī)劃相同。

承載業(yè)務(wù)：Leaf實(shí)現(xiàn)固移融合承載。固網(wǎng)采用OLTDCSW-Leaf-Spine-vBRAS-U路徑進(jìn)行承載，移動(dòng)業(yè)務(wù)采用A-B-Leaf-Spine-省級(jí)ER-5GC方式承載。

CT云資源池部署：可選擇部署在核心DC和邊緣DC，其中vBRAS-U轉(zhuǎn)發(fā)池部署在邊緣DC，成對(duì)部署。其他云資源池可靈活選擇部署位置。

（3）兩種方式的對(duì)比

兩種架構(gòu)方式的對(duì)比如表2所示。

表2 二層/三層架構(gòu)分析比較

項(xiàng)目 兩層架構(gòu) 三層架構(gòu)未來(lái)CT云下沉風(fēng)險(xiǎn) 最高可下沉至66個(gè)匯聚點(diǎn)，也可下沉至綜合接入?yún)^(qū)。最高可下沉至12個(gè)邊緣DC，也可根據(jù)需求下沉至匯聚局點(diǎn)或者綜合接入?yún)^(qū)。資源利用率 UP池利用率低，Leaf上行100G OTN利用率低。利用率較高維護(hù)便利性 減少1跳，少一個(gè)故障點(diǎn)；STN-B上業(yè)務(wù)復(fù)雜，功能較多無(wú)法分擔(dān)，維護(hù)難度較大。多一個(gè)故障點(diǎn)，但STN-B與Leaf分設(shè)，可分擔(dān)功能壓力，在當(dāng)前的維護(hù)模式下，有利于維護(hù)界面劃分。對(duì)現(xiàn)網(wǎng)業(yè)務(wù)的影響 需對(duì)現(xiàn)網(wǎng)STN-B進(jìn)行改造，影響已經(jīng)開(kāi)通的5G業(yè)務(wù)。先搭建Spine-Leaf，STN-B和DCSW按需割接，且STN-B上數(shù)據(jù)配置可以不變，減少割接影響。建設(shè)難度和投資建設(shè)是對(duì)現(xiàn)有的STN網(wǎng)絡(luò)的改造，建設(shè)難度和割接難度大；Leaf下沉較底層，Leaf到Spine距離較長(zhǎng)對(duì)OTN依賴嚴(yán)重，投資較大。建設(shè)是新建Spine-Leaf，對(duì)現(xiàn)網(wǎng)業(yè)務(wù)無(wú)影響。采用核心DC-邊緣DC-匯聚交換機(jī)，中間增加一層使得大部分鏈路可以裸纖直連，減少了OTN投資。根據(jù)研究院測(cè)算，可節(jié)省55%左右的投資。

經(jīng)建設(shè)維護(hù)充分協(xié)同，結(jié)合現(xiàn)有的光纜網(wǎng)和傳輸網(wǎng)架構(gòu)，南京新型城域網(wǎng)建設(shè)擬采用3層架構(gòu)。

3.2 具體建設(shè)方案

3.2.1 Spine節(jié)點(diǎn)設(shè)置

Spine節(jié)點(diǎn)擬部署在核心DC，初期每個(gè)核心DC部署1臺(tái)，下接Leaf設(shè)備，上聯(lián)城域網(wǎng)CR、省級(jí)ER、CDN以及ASBR。同時(shí)，在核心DC部署云網(wǎng)POP，其中vBRAS-C采用雙節(jié)點(diǎn)部署，用于實(shí)現(xiàn)冗余備份；vBRAS-U單節(jié)點(diǎn)部署，本身不承載業(yè)務(wù)，只是作為邊緣DC vBRAS-U的備份。同時(shí)，如有其他CT云下沉，將根據(jù)重要性選擇單節(jié)點(diǎn)部署還是多節(jié)點(diǎn)部署。

3.2.2 Leaf節(jié)點(diǎn)設(shè)置

Leaf節(jié)點(diǎn)全部部署在邊緣DC，初期每個(gè)邊緣DC部署1臺(tái)，后續(xù)隨著業(yè)務(wù)發(fā)展進(jìn)行擴(kuò)容。南京邊緣DC采用異局址成對(duì)部署，即12個(gè)邊緣DC，共6對(duì)Leaf。每對(duì)邊緣DC先部署一個(gè)UP池，后期隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展再行擴(kuò)容。

3.2.3 vBRAS-C部署

根據(jù)省公司要求，南京vBRAS-C部署在核心DC，且采用雙節(jié)點(diǎn)部署，在鼓樓主機(jī)樓和游府西街各部署一套。

3.2.4 vBRAS-U部署

由于寬帶用戶數(shù)較多，故vBRAS-U全部下沉至邊緣DC。其中：

（1）核心DC部署1套vBRAS-U用于6對(duì)邊緣DC的vBRAS-U的冗余，平常不承擔(dān)業(yè)務(wù)，只是在某一個(gè)UP池出現(xiàn)故障后，在運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)的支撐下，將業(yè)務(wù)切換至核心DC的vBRAS-U池進(jìn)行承載。

（2）邊緣DC的部署，初期針對(duì)一對(duì)邊緣DC，暫選擇一個(gè)條件較好的局點(diǎn)部署一個(gè)UP池，雙掛每個(gè)邊緣DC的Leaf設(shè)備。隨著新業(yè)務(wù)的發(fā)展，以及原有業(yè)務(wù)的割接，滾動(dòng)擴(kuò)容。

（3）UP池的部署采用積木式部署，即將vBRAS-U做成一個(gè)模塊，每個(gè)模塊覆蓋30萬(wàn)寬帶用戶（并發(fā)21萬(wàn)左右），當(dāng)現(xiàn)有UP池利用率超過(guò)80%，則直接在另一個(gè)邊緣DC新建第二個(gè)承載30萬(wàn)的UP池。當(dāng)新的利用率超過(guò)80%，即滾動(dòng)擴(kuò)容第3個(gè)覆蓋30萬(wàn)寬帶用戶的UP池。

3.2.5 新型城域網(wǎng)目標(biāo)架構(gòu)

綜上所述，最終南京新型城域網(wǎng)架構(gòu)如圖6所示。

圖6 南京新型城域網(wǎng)架構(gòu)圖

共建設(shè)2臺(tái)Spine，位于2個(gè)核心DC；12臺(tái)Leaf，位于12個(gè)邊緣DC；7個(gè)UP池，其中6個(gè)在邊緣DC，1個(gè)在核心DC用于冗余備份；2個(gè)vBRAS-C池，位于2個(gè)核心DC。

3.2.6 現(xiàn)網(wǎng)建議演進(jìn)路線

建設(shè)完成后，現(xiàn)網(wǎng)的演進(jìn)路線如下：

（1）2021年，搭建新型城域網(wǎng)，寬帶和移動(dòng)的業(yè)務(wù)承載方式不變，仍由原有網(wǎng)絡(luò)承載。

（2）2022年-2023年：由于移動(dòng)網(wǎng)割接對(duì)業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)影響最小，故移動(dòng)先行，將具備條件的STN-B設(shè)備逐步向新型城域網(wǎng)割接；固定寬帶業(yè)務(wù)開(kāi)始小規(guī)模向新型城域網(wǎng)割接，新建的vDCSW開(kāi)始向Leaf割接。從2022年開(kāi)始，限制DCSW交換機(jī)的擴(kuò)容，小規(guī)模試點(diǎn)OLT直掛B。

（3）2024年-2025年：停止DCSW交換機(jī)的擴(kuò)容，新建的OLT全部由B設(shè)備承載，同時(shí)DCSW交換機(jī)逐步退網(wǎng)，基本形成三層架構(gòu)。

4 目標(biāo)網(wǎng)架構(gòu)下對(duì)通信局房的需求分析

4.1 各層次機(jī)房需求測(cè)算

4.1.1 核心DC

按照預(yù)估，2025年核心DC要預(yù)留70個(gè)600*1200機(jī)柜，采用刀片服務(wù)器，承重6-8KN/平方米；交流供電，單機(jī)架功耗10KW以上。

4.1.2 邊緣DC

2025年每邊緣DC建議預(yù)留37個(gè)600*1200機(jī)柜，采用刀片服務(wù)器，承重6-8KN/平方米；交流供電，單機(jī)架功耗6KW以上，建議單獨(dú)采用封閉冷通道、微模塊等方式解決電源及散熱問(wèn)題。

4.1.3 匯聚層

匯聚交換機(jī)主要用于OLT的流量匯聚，按照覆蓋“4萬(wàn)公眾用戶+1萬(wàn)政企用戶”的規(guī)模，總轉(zhuǎn)發(fā)流量1953G。目前單臺(tái)DCSW的轉(zhuǎn)發(fā)性能為10T，故每個(gè)局點(diǎn)只需要1個(gè)機(jī)架即可，并預(yù)留1個(gè)機(jī)架位做冗余備份，合計(jì)需要2個(gè)機(jī)架位。

2025年每匯聚層建議預(yù)留2個(gè)600*1200機(jī)柜，承重5KN/平方米；交流供電，單機(jī)架功耗10KW以上。

4.1.4 接入層

以10GEPON為主，按照實(shí)際接入用戶數(shù)按需擴(kuò)容。每個(gè)機(jī)架位可以安裝2臺(tái)10GEPON OLT設(shè)備，預(yù)計(jì)每個(gè)接入層機(jī)房需預(yù)留3-5個(gè)機(jī)架位。

2025年每匯聚層建議預(yù)留2個(gè)600*800機(jī)柜，承重5KN/平方米；交流供電，單機(jī)架功耗5KW以上。

4.2 局點(diǎn)分布和需求分析

為充分利用現(xiàn)網(wǎng)資源及保障網(wǎng)絡(luò)安全，設(shè)備搬遷和資源調(diào)配建設(shè)思路如下：

一平面：滿足高帶寬業(yè)務(wù)發(fā)展，針對(duì)DCSW的建設(shè)需求在100G平臺(tái)上進(jìn)行萬(wàn)兆端口的擴(kuò)容；加快低容量平臺(tái)的退網(wǎng)和調(diào)配，其中20G平臺(tái)全部退網(wǎng)，40G平臺(tái)中，以資源調(diào)配為主，升級(jí)100G平臺(tái)為輔，解決局點(diǎn)40G/100G承載能力不匹配的問(wèn)題，嚴(yán)格控制40G平臺(tái)的建設(shè)規(guī)模。

二平面：不再新建SR。若規(guī)劃期內(nèi)無(wú)法滿足IPTV業(yè)務(wù)發(fā)展，采取新建RAN ER，將IPRAN割接至新RAN ER。既為IPTV業(yè)務(wù)發(fā)展提供了資源，也逐步實(shí)現(xiàn)IPRAN的專網(wǎng)承載。

城域網(wǎng)業(yè)務(wù)控制層以上采用傳輸承載；DCSW承載OLT數(shù)量超過(guò)30臺(tái)，上聯(lián)采用傳輸承載。

4.2.1 匯聚層

該網(wǎng)絡(luò)層次在目標(biāo)架構(gòu)中屬于轉(zhuǎn)發(fā)層面，部署大型的DCSW交換機(jī)，按照網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃目標(biāo)，支撐10GEPON端口能力占比達(dá)到EPON端口能力的23%，完成全區(qū)DCSW布局。本期規(guī)劃66個(gè)匯聚局點(diǎn)，其中12局點(diǎn)和邊緣DC同局址。

傳統(tǒng)89/93設(shè)備：停止擴(kuò)容GE端口，通過(guò)資源調(diào)配的方式滿足偏遠(yuǎn)農(nóng)村、距離DCSW較遠(yuǎn)局點(diǎn)的10GEPON OLT的上聯(lián)需求。

4.2.2 接入層

接入層局點(diǎn)預(yù)計(jì)共450個(gè)左右，其中每個(gè)局點(diǎn)預(yù)留3到5個(gè)機(jī)架位，每個(gè)機(jī)架位可以安裝2臺(tái)10GEPON OLT設(shè)備。接入層機(jī)房機(jī)柜承重5KN/平方米；交流供電，單機(jī)架功耗5KW以上，單機(jī)房共需要25KW電源。

5 結(jié)束語(yǔ)

在5G和云網(wǎng)融合的時(shí)代，2B業(yè)務(wù)由封閉的傳統(tǒng)ICT向融合云、網(wǎng)、邊、端、安的新型DICT演進(jìn)，2H/2C客戶由傳統(tǒng)連接業(yè)務(wù)向新型云網(wǎng)端交互業(yè)務(wù)發(fā)展，這些新業(yè)務(wù)模式推動(dòng)邊緣云在城域內(nèi)布局，牽引城域網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)，支撐未來(lái)10-15年2B/2C/2H云網(wǎng)融合新業(yè)務(wù)生態(tài)建立。

南京電信后續(xù)將按照上述思路推進(jìn)新型城域網(wǎng)建設(shè)，圍繞2+12+66的網(wǎng)絡(luò)DC化布局，部署Spine-Leaf網(wǎng)絡(luò)，引入轉(zhuǎn)控分離vBRAS新設(shè)備和SRv6/EVPN/FlexE新型承載技術(shù)，構(gòu)建融合、智能、敏捷、簡(jiǎn)潔、云化、安全的新一代城域基礎(chǔ)設(shè)施，支撐2B/2C/2H業(yè)務(wù)的發(fā)展。