唐海東
(中國聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信有限公司大同市分公司 山西省大同市 037000)
5G 時代的到來,使得傳統(tǒng)電信業(yè)務(wù)和云服務(wù),逐漸推動軟件定義網(wǎng)絡(luò),使得流量不斷集中在通信云中,并在業(yè)務(wù)發(fā)展過程中,形成以通信云為中心的發(fā)展趨勢。傳統(tǒng)承載下的城域網(wǎng),存在著多網(wǎng)并存的特征,在業(yè)務(wù)開通處理方面存在不足,網(wǎng)絡(luò)靈活性和云網(wǎng)協(xié)同效果相對較差,難以滿足5G 時代下業(yè)務(wù)發(fā)展需求?;诖?,考慮到未來運營商網(wǎng)絡(luò)的通信云為中心的系統(tǒng)模式,在城域網(wǎng)中構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡化、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備簡化、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議簡化且網(wǎng)絡(luò)控制管理智能化的智能城域網(wǎng),并使其可以面向5G 業(yè)務(wù)發(fā)揮高效處理效果,實現(xiàn)移動業(yè)務(wù)、通信云、固網(wǎng)寬帶、政企客戶接入等相關(guān)業(yè)務(wù)的綜合和統(tǒng)一承載。
傳統(tǒng)承載的城域網(wǎng)業(yè)務(wù)布置方法較為復(fù)雜,需要技術(shù)人員的長期部署,且需消耗較多成本。在搭建傳統(tǒng)承載的城域網(wǎng)設(shè)備時,需要在連通ISIS、LDP、BGP 各層級網(wǎng)絡(luò)協(xié)議基礎(chǔ)上,在網(wǎng)絡(luò)登錄的接口處設(shè)置運營維修信號,才能夠?qū)λ罱ǖ脑O(shè)備進行全方位追蹤和維修運營問題等。由于傳統(tǒng)的城域網(wǎng)之間的部署關(guān)系,若在網(wǎng)絡(luò)運營期間需要重新布置業(yè)務(wù),就只能由已登錄口令的技術(shù)人員更改系統(tǒng)程序,但這一過程需要在網(wǎng)絡(luò)移動基站的基礎(chǔ)上進行,才能高效回傳業(yè)務(wù),操作過程較為復(fù)雜。在新時期下,網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建更加注重智能化,而繁雜的業(yè)務(wù)布置,其流程和方法都會更加復(fù)雜,增大工作量,城域網(wǎng)架構(gòu)重組難度大。
傳統(tǒng)的城域網(wǎng)構(gòu)建中,設(shè)備跳數(shù)相對較多,這就造成了在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸共享的過程中,需要消耗更多的時間,且當(dāng)網(wǎng)絡(luò)承載壓力較大時,在同一時間段很容易出現(xiàn)多個故障點問題。IPRAN 在運行期間,還需利用二干承載網(wǎng)功能,利用接口傳輸?shù)奖镜氐某休d網(wǎng)絡(luò)核心,這一過程雖然能夠在一定程度上提高網(wǎng)絡(luò)運營效率,但也會在轉(zhuǎn)發(fā)期間出現(xiàn)延時問題,故障點數(shù)量也會隨之不斷增加。傳統(tǒng)承載的城域網(wǎng),無法實現(xiàn)以DC 為中心的關(guān)鍵技術(shù)演變過程,無法為5G 網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)提供有效支持,且在5G 核心網(wǎng)建設(shè)運行過程中,傳統(tǒng)承載的后才能欲望需結(jié)合5G 網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)需求進行及時更新調(diào)整,但在此網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架下,難以實現(xiàn)演變過程的高效調(diào)整,只能依靠數(shù)據(jù)流量進行轉(zhuǎn)變。所以,傳統(tǒng)承載的城域網(wǎng)往往會出現(xiàn)設(shè)備跳數(shù)多而引發(fā)故障點的問題。
傳統(tǒng)承載的城域網(wǎng)構(gòu)建過程中,解決移動端問題和利用網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的對接共享,提升網(wǎng)絡(luò)連通效果,是其核心網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)。但隨著網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的不斷推進,現(xiàn)代虛擬技術(shù)不斷發(fā)展,城域網(wǎng)構(gòu)建結(jié)構(gòu)升級,結(jié)構(gòu)與業(yè)務(wù)間的關(guān)聯(lián)愈發(fā)密切。要想更新網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),就需要在云業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)上,轉(zhuǎn)化流量模型,并進一步深入挖掘用戶的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)需求,基于這一點,傳統(tǒng)承載的城域網(wǎng)在運營維護方面,就難以滿足用戶的需求。并且,傳統(tǒng)承載的城域網(wǎng)在運營期間,其在本地業(yè)務(wù)中的連接設(shè)備和承載的網(wǎng)絡(luò)層級相對較多,對于網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的擴容和維護維修較為不利,成本消耗較高。在不同類型的本地網(wǎng)絡(luò)中,如IPRAN、IP 城域網(wǎng)等,要強化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)層的運營支持,就需要在不同層級網(wǎng)絡(luò)設(shè)置對應(yīng)的輔助設(shè)備,而輔助設(shè)備的使用,大量消耗擴容資源和能量,使得運營維護過程消耗更多的人力、物力資源,不利于持續(xù)發(fā)展的實現(xiàn)。
在5G 網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模建設(shè)下,通信系統(tǒng)逐漸向虛擬化發(fā)展,且網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)面臨著大范圍的設(shè)備更換更新,為城域網(wǎng)的構(gòu)建重組提供基本的條件。基于5G 業(yè)務(wù)下,智能城域網(wǎng)構(gòu)建的主要目標,包括以下幾方面:
(1)統(tǒng)一承載。構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)需實現(xiàn)5G 移動承載、家庭寬帶、互聯(lián)網(wǎng)專線業(yè)務(wù)等的統(tǒng)一融合承載效果,避免多網(wǎng)絡(luò)并存帶來不良問題。
(2)架構(gòu)簡潔。對現(xiàn)有的城域網(wǎng)架構(gòu)進行簡化,使其架構(gòu)更趨于標準化和簡潔化,為后續(xù)的擴展和維護打下基礎(chǔ),同時降低建網(wǎng)的成本和對設(shè)備的要求。
(3)網(wǎng)業(yè)分離。分離網(wǎng)絡(luò)與業(yè)務(wù)能力,使得二者分別負責(zé)不同內(nèi)容。網(wǎng)絡(luò)主要負責(zé)承載和連接,業(yè)務(wù)則主要在SDN 的基礎(chǔ)上,提高業(yè)務(wù)開發(fā)的靈活性和高效性。
(4)自動高效。構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)具有編程能力和基于SDN 下的自動化效果,能夠快速開通業(yè)務(wù)并為其提供差異化、多元化的服務(wù)保障。
基于5G 業(yè)務(wù)的智能城域網(wǎng)構(gòu)建,核心在于將通信云作為中心的資源池提供云化網(wǎng)元支持,融合處理核心設(shè)備,進而統(tǒng)一架構(gòu)。將多種設(shè)備匯集,在分段路由和以太網(wǎng)虛擬專用網(wǎng)的簡化協(xié)議下,實現(xiàn)5G 網(wǎng)、大客戶、通信云網(wǎng)元和家庭管代相互結(jié)合和統(tǒng)一承載效果。
SR 是一種源路由機制原理下的技術(shù)架構(gòu),利用將順序分段類別插入到源節(jié)點的數(shù)據(jù)包報頭中,進而只是對這些數(shù)據(jù)包發(fā)揮接收作用的節(jié)點,處理轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包,以此有效控制路徑SR。在此過程中,不需再利用流量工程下所拓展的標簽分發(fā)、資源預(yù)留等協(xié)議,而是僅利用內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議或控制器,對分發(fā)標簽和計算路徑集中控制,對控制平面簡化處理,基本將標簽分發(fā)與內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議間不同步等相應(yīng)問題排除,且其中僅會存在需求下數(shù)量的隧道,不具有過多的信令協(xié)議,也因此不會影響到設(shè)備的性能和功能,有效提升了網(wǎng)絡(luò)擴展的能力。
EVPN 技術(shù)旨在提高二層網(wǎng)絡(luò)的交換性,它利用拓撲結(jié)構(gòu)來拓寬邊緣網(wǎng)關(guān)的范圍,并且提供一種統(tǒng)一的EVPN 路徑,使得二層網(wǎng)絡(luò)之間的連接變得更加容易,從而實現(xiàn)從傳統(tǒng)的數(shù)字模式到模擬的模擬模式的跨層交換。與傳統(tǒng)的MAN 或虛擬專用LAN 的方式相比,EVPN 更加高效地使用了邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議,它通過使用路由反射器來實現(xiàn)信息的反饋,并且不必在兩個設(shè)備之間重新構(gòu)建完整的網(wǎng)絡(luò),從而大大降低了網(wǎng)絡(luò)的成本。通過EVPN 的應(yīng)用,可以將大部分的虛擬專用LAN 的網(wǎng)絡(luò)連接轉(zhuǎn)移到一個共享的網(wǎng)絡(luò)上,從而減輕虛擬專用LAN 的網(wǎng)絡(luò)連接所承受的流量和服務(wù)的壓力。
根據(jù)圖1,我們可以構(gòu)建一個智能MAN 模型,它包括一對核心設(shè)備,用于處理和傳輸來自不同匯聚設(shè)備的流量,并與其他網(wǎng)絡(luò)進行交互,從而實現(xiàn)流量的有效傳輸,一般設(shè)置異局址。
圖1: 智能城域網(wǎng)構(gòu)建模型
根據(jù)實際需求,建立智能城域網(wǎng)匯聚設(shè)備,通過這種方式,我們可以促進基站主設(shè)備的直接連接,為大客戶提供服務(wù),并使用通信云節(jié)點和家庭寬帶來實現(xiàn)業(yè)務(wù)的整合。這種方法還可以用于支持動態(tài)隨機存取存儲器模式的基站連接。智能城域網(wǎng)的核心設(shè)備不僅可以連接本地城域網(wǎng)、產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng),還可以作為邊界出口網(wǎng)絡(luò),實現(xiàn)跨地域、跨行業(yè)的高效連接。
2.3.1 設(shè)立統(tǒng)一構(gòu)建目標
為了進一步改善城域網(wǎng)建設(shè)中業(yè)務(wù)布置方法復(fù)雜的問題,應(yīng)在智能城域網(wǎng)構(gòu)建的過程中,設(shè)立統(tǒng)一的構(gòu)建目標,并優(yōu)化業(yè)務(wù)承載技術(shù)。基于5G 業(yè)務(wù)的智能城域網(wǎng)構(gòu)建工作中,統(tǒng)一構(gòu)建目標的實現(xiàn),可以通過三個模塊進行:
(1)統(tǒng)一承載。為避免智能城域網(wǎng)中存在多張網(wǎng)絡(luò),可建立統(tǒng)一承載下的具有高擴容性能的網(wǎng)絡(luò),以實現(xiàn)在一張網(wǎng)絡(luò)中,統(tǒng)一處理互聯(lián)網(wǎng)專線、固網(wǎng)寬帶、移動基站回傳等業(yè)務(wù),保證業(yè)務(wù)處理的便捷性和高效性。下圖2 所示為業(yè)務(wù)控制層結(jié)構(gòu)。
(2)可統(tǒng)一簡化網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。在5G 業(yè)務(wù)下的智能城域網(wǎng)構(gòu)建中,應(yīng)進一步優(yōu)化升級業(yè)務(wù)承載技術(shù),在保證路由協(xié)議及相關(guān)各項分配標簽系數(shù)合理的前提下,利用SR-EVPN 技術(shù),簡化智能城域網(wǎng)系統(tǒng),簡化其中的MPLS 控制平面。
(3)統(tǒng)一實現(xiàn)新時期互聯(lián)網(wǎng)化轉(zhuǎn)型。在構(gòu)建轉(zhuǎn)型過程中,結(jié)合SDN 技術(shù)和NFV 技術(shù),并選擇合適的新型網(wǎng)絡(luò)資源,實現(xiàn)對智能城域網(wǎng)的統(tǒng)一調(diào)度,加強網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和云技術(shù)一體化建設(shè)。在此過程中,基于5G 業(yè)務(wù)的智能城域網(wǎng)構(gòu)建中,還需結(jié)合用戶需求,建立業(yè)務(wù)編排系統(tǒng),重點對系統(tǒng)中的自動服務(wù)功能加以開發(fā),以為用戶提供更為便利的業(yè)務(wù)選擇和開通服務(wù)。
2.3.2 創(chuàng)新運維管理方案
基于5G 業(yè)務(wù)的智能城域網(wǎng)構(gòu)建過程中,創(chuàng)新運維管理方案起到重要作用,可通過網(wǎng)絡(luò)智能運維和業(yè)務(wù)智能部署兩方面進行。智能城域網(wǎng)中的智能化業(yè)務(wù)部署系統(tǒng),能夠為用戶提供多元化業(yè)務(wù)信息,滿足其用網(wǎng)需求,并且,在用戶業(yè)務(wù)查詢數(shù)據(jù)信息的基礎(chǔ)上,還能夠結(jié)合用戶的實際業(yè)務(wù)需求,進行業(yè)務(wù)職能部署,科學(xué)設(shè)計業(yè)務(wù)方案,制定合理的實施方案,通過參數(shù)調(diào)整后自動下發(fā),以此實現(xiàn)智能化城域網(wǎng)中,跨層業(yè)務(wù)在系統(tǒng)配置下的高效便捷處理效果。對于智能城域網(wǎng)的運維管理而言,技術(shù)人員可以利用Machine Learning 等大數(shù)據(jù)技術(shù),深度融合5G 業(yè)務(wù)下的智能城域網(wǎng),并聯(lián)合使用先進的智能分析技術(shù),將其作為系統(tǒng)管理的重要工具,使得智能城域網(wǎng)的運維管理工作能夠逐漸轉(zhuǎn)被動為主動,提高運維管理工作的整體效率。在此條件下,就能夠有效簡化智能城域網(wǎng)運維管理過程,減少運維管理期間的資源投入,減少工作量。并且,還能夠利用Telemetry 可視化手段,補充運維管理工具,提高網(wǎng)絡(luò)運行數(shù)據(jù)的采集質(zhì)量與效率。技術(shù)人員還可針對運維管理需求,建立預(yù)測分析模型,完善風(fēng)險預(yù)警機制,將采集到的數(shù)據(jù)信息通過分析模型,進行數(shù)據(jù)對比過程,以此預(yù)測網(wǎng)絡(luò)運行情況,預(yù)測用戶網(wǎng)絡(luò)資源和網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)等,通過預(yù)測分析后,由信息城域網(wǎng)系統(tǒng)處理后臺生成相適用的方案,為5G業(yè)務(wù)下的智能城域網(wǎng)建設(shè)發(fā)展創(chuàng)造良好環(huán)境,并為其網(wǎng)絡(luò)擴容提供便利條件和依據(jù)。
2.3.3 搭建新型智能城域網(wǎng)
憑借現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展優(yōu)勢和科技發(fā)展趨勢,搭建新型智能城域網(wǎng)勢在必行,是控制設(shè)備跳數(shù),降低故障點發(fā)生的概率的重要途徑。基于5G 業(yè)務(wù),搭建新型智能城域網(wǎng),不僅要完成以上運維管理工作改善和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議簡化外,還需要智能化升級新型智能城域網(wǎng)中的各類相關(guān)結(jié)構(gòu)。首先,利用Segment Routing 將組網(wǎng)架構(gòu)中的原有網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議加以替換,對網(wǎng)絡(luò)布置加以優(yōu)化,并通過SD 控制,對網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)實現(xiàn)更優(yōu)化保護效果。其次,將5G 功能融入到leaf 節(jié)點當(dāng)中,提高業(yè)務(wù)回傳能力。建立寬帶保障,以優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)資源配置和延時工作,構(gòu)建城域網(wǎng)5G 高速通道,提高網(wǎng)絡(luò)承載力。此外,還應(yīng)當(dāng)在業(yè)務(wù)回傳協(xié)議的基礎(chǔ)上,更新添加5G下leaf節(jié)點,并將無線通信業(yè)務(wù)和L3EVPN 技術(shù)相融合,以捆綁的形式在DC 端口內(nèi)封裝。這樣的處理下,不僅能夠有效提高通信業(yè)務(wù)資源池的整體性能,還能夠有效聯(lián)通5G 智能城域網(wǎng)和核心網(wǎng)絡(luò),實現(xiàn)二者互訪,并對5G 下的新型智能城域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)流量模型加以升級,優(yōu)化完善智能城域網(wǎng)結(jié)構(gòu)和功能。
智能城域網(wǎng)的構(gòu)建,旨在實現(xiàn)城市之間的互聯(lián)互通,并將5G 和云計算技術(shù)應(yīng)用于城市網(wǎng)絡(luò)。隨著虛擬化寬帶和遠程接入服務(wù)器技術(shù)的發(fā)展,城市網(wǎng)絡(luò)的需求也日益增長,這些技術(shù)將被納入智能城域網(wǎng)的建設(shè)之中。在智能城域網(wǎng)演進計劃中,構(gòu)建新型智能城域網(wǎng),并不意味著完全推翻重新建設(shè),而是要根據(jù)現(xiàn)存問題、現(xiàn)存網(wǎng)絡(luò)情況和各技術(shù)研發(fā)升級情況等,循序漸進,按照網(wǎng)絡(luò)建設(shè)節(jié)奏加以演進。
(1)啟動期。對全區(qū)內(nèi)多個城市構(gòu)建新型的智能城域網(wǎng)核心設(shè)備,在此基礎(chǔ)上,結(jié)合IPRAN 核心設(shè)備,將原IPRAN核心設(shè)備的板卡利舊應(yīng)用到匯聚設(shè)備層中,以實現(xiàn)對其中峰值寬帶利用率相對較高的IPRAN 接入層環(huán)路,根據(jù)實際需求,規(guī)劃設(shè)計新型智能城域網(wǎng),并更換接入層設(shè)備。
(2)優(yōu)化期。針對不同的城域,我們需要重點改造IPMAN,以實現(xiàn)更高效的網(wǎng)絡(luò)連接。我們需要對原有的IPMAN 進行改造,使它們只負責(zé)提供基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)服務(wù),而不再提供高頻服務(wù)。我們還需要對MAN 的拓撲結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)連接方式進行調(diào)整,以便更好的支持不同的城域。另外,將現(xiàn)有的邊緣設(shè)備和用戶網(wǎng)絡(luò),僅作為傳統(tǒng)城域網(wǎng)的核心網(wǎng)元業(yè)務(wù)承載功能,由基于5G 業(yè)務(wù)的新建智能城域網(wǎng)作為承載內(nèi)外業(yè)務(wù)的主要途徑,不替換、新建或擴容現(xiàn)有的CE 網(wǎng)絡(luò)。
(3)成熟期。首先,將新增的智能城域網(wǎng)接入層設(shè)備大規(guī)模替換為IPRAN 接入層設(shè)備,在智能城域網(wǎng)設(shè)備的基礎(chǔ)上,將現(xiàn)有的基站全部回傳到核心網(wǎng)。其次,逐漸將IP 城域網(wǎng)與智能城域網(wǎng)相融合,利用智能城域網(wǎng)將匯聚設(shè)備回傳至通信云資源池。另外,融合CE 網(wǎng)和智能城域網(wǎng),并在智能城域網(wǎng)的作用下將通信云資源池承載,實現(xiàn)統(tǒng)一綜合承載功能。
相比較于傳統(tǒng)承載下的城域網(wǎng),智能城域網(wǎng)在構(gòu)建完成后,將具有更多的優(yōu)勢,產(chǎn)生更優(yōu)質(zhì)的效果。
(1)利用統(tǒng)一化SR 和EVPN 技術(shù),對原始網(wǎng)絡(luò)協(xié)議簡化處理,進而避免出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中同時存在多套管理系統(tǒng)的問題,防止多段網(wǎng)絡(luò)拼接、多種技術(shù)混雜等問題,使得業(yè)務(wù)部署更快速、業(yè)務(wù)開通更便利。
(2)智能城域網(wǎng)的構(gòu)建下,其中的葉節(jié)點作為只提供業(yè)務(wù)傳送服務(wù)的專用通道,其傳送過程更快速,且不需處理業(yè)務(wù),能夠有效實現(xiàn)高效、快速的業(yè)務(wù)連接,且其密度更高、容量更大,為業(yè)務(wù)連接提供良好通道。并且,充分發(fā)揮分段路由器價值,對智能城域網(wǎng)分段路由器進一步加工優(yōu)化,實現(xiàn)更有的工程效果,提升流量調(diào)度水平。此外,分布式部署業(yè)務(wù)平臺資源,能夠有效促進業(yè)務(wù)本地化、扁平化,滿足5G 業(yè)務(wù)和視頻業(yè)務(wù)等發(fā)展需求。
(3)相較于原有的IPRAN,智能城域網(wǎng)更加呈現(xiàn)扁平化而非環(huán)形,可有效降低移動業(yè)務(wù)的路徑跳數(shù),為用戶帶來更優(yōu)質(zhì)體驗。
綜上所述,為了進一步優(yōu)化傳統(tǒng)承載下的城域網(wǎng)絡(luò),優(yōu)化其業(yè)務(wù)開通和辦理效率,滿足用戶多元化需求,為其帶來更優(yōu)質(zhì)的體驗,構(gòu)建基于5G 業(yè)務(wù)的智能城域網(wǎng)勢在必行。從網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和業(yè)務(wù)承載方面來看,智能城域網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)5G 業(yè)務(wù)、公眾互聯(lián)網(wǎng)、政企大客戶等多元化用網(wǎng)需求,使得業(yè)務(wù)開通更快速、業(yè)務(wù)辦理更便利,促進業(yè)務(wù)扁平化、本地化的實現(xiàn),有效滿足新時代下業(yè)務(wù)發(fā)展需求。運營商將數(shù)據(jù)中心作為核心,共同打造大網(wǎng)絡(luò)下的大融合、大連接模式智能城域網(wǎng)架構(gòu),在此期間,根據(jù)其實施效果,靈活調(diào)整和優(yōu)化,不斷反思總結(jié)更加完善的方案,以促進演進計劃的合理實施推進,保證構(gòu)建質(zhì)量和實施效果。