超寬帶城域網架構設計思路和關鍵技術探討

陳振 賀方

【摘要】 用戶對業務體驗的追求、信息需求以及技術的不斷進步，是網絡科技得以發展創新的關鍵推動力。每個國家信息化發展水平衡量的一項重要標準就是寬帶發展的程度。隨著信息化與工業化融合進程的不斷加快，當前云計算、物聯網等技術的發展漸具規模化，社會對于超寬帶、超大規模用戶及海量終端接入下的綜合信息化服務的要求不斷提升。為了全面沖破我國寬帶網絡發展的瓶頸期，建設寬帶網絡帶動跨越發展，超寬帶城域網的建設已經勢在必行。本文重點分析了超寬帶城域網架構設計思路及相關關鍵的技術。

【關鍵詞】 超寬帶 城域網 架構設計 關鍵技術

寬帶城域網的建設對于流量匯聚及用戶接入等功能的實現意義重大，是我國進行信息建設的關鍵內容之一。寬帶城域網要想充分滿足國家對于信息化建設與發展的需求，就應當具備平滑擴展、綠色節能、融合承載、超寬帶接入等多方面的特點。

一、超寬帶城域網架構設計分析

1.1 架構設計思路

超寬帶局域網體系建設與發展的目標就是為了實現網絡、業務及用戶之間的協同，在充分保障并有效提升網絡用戶的體驗的過程中，實現綠色節能，有效降低比特能耗，最終實現可持續發展的目標。所以，超寬帶城域網體系不但要囊括業務及用戶承載平臺，還應當包括策略控制等多個層面。

1.1.1 超寬帶城域承載層

利用不同的接入方式，在光纖網絡設計的基礎上應用All-IP架構，能夠滿足大規模終端/用戶以任意的方式隨時隨地進行接入、承載。就承載的角度來分析，超寬帶城域網應當解決承載效率提升、覆蓋范圍延伸及網絡容量擴展等多個問題。

1.1.2 超寬帶策略控制層

策略控制層是能夠實現業務、網絡及用戶之間有效協同的一個重要功能載體，其具備了流量管理、資源管理、策略控制及融合AAA等多方面功能，利用系統信息數據的交互、共享及綜合分析，從而實現了業務、網絡及用戶之間信息的有效交流及溝通。[1]

1.1.3 運營支撐系統

運營支撐系統是實現業務、網絡及用戶有效協同的一項必要條件，其覆蓋著業務層、策略控制層、承載層等多個層面，具備客戶服務、營業以及計費等功能。利用資源與信息的共享特征，能夠實現業務、網絡及用戶之間有關功能的部署及信息的及時流轉。[2]超寬帶城域網的支撐系統能夠在原有的系統之上進行完善與升級，以此來滿足超寬帶城域網體系的運行需求。

1.1.4 超寬帶城域安全體系

安全體系包括策略控制層、承載層等多個方面，其主要利用全網分布式的安全感知及管控、內容安全管控及終端安全防護等方式，實現超寬帶城域網體系下的業務、網絡及用戶安全保障。

1.2 承載網絡設計思路

為了充分滿足大規模超寬帶承載與接入的需求，超寬帶城域網應當是建立在架構扁平化及全光網絡之上的網絡-平臺協同及IP-傳輸協同的融合承載架構。每一類網元都能夠依據角色定位從而具有拓撲感知、資源感知、內容感知及認證授權等能力，方便實現與策略控制層之間的交互。

1.2.1 架構扁平化基礎上的網絡優化

網絡邊緣能夠提供容量很大的接入能力，而網絡核心能夠提供高效能的轉發能力，這是扁平化基礎之上的城域網絡架構優化的一項非常重要的前提條件。網絡架構優化實現的主要手段就是優化網元布局及減少網絡層次。其中，優化網元布局是在設計的過程中，始終本著“少局所、大容量”的原則，在光纜網絡建設的基礎上，對接入控制網關部署進行全面優化，在不影響接入控制點擴展性的前提下，盡可能壓縮網絡建設的成本；[3]減少網絡層次指的是寬帶接入網通過長距離、大容量PON來實現超寬帶用戶在多個場景下接入的需求，并且能利用OLT與網關BRAS/SR直接連接并實現控制，最終對網絡接入層次進行簡化。

1.2.2 基于IP-傳輸協同之上的承載效率的提高

城域范圍內的IP-傳輸協同設計思路主要是OTN的引入，并且實現光層與IP層之間的優勢互補。通過IP層高效報文處理及業務感知的能力，能夠實現優先傳送小流量的目的；通過OTN的超長距離、低成本、大容量的傳輸能力，能夠使其優先傳送大流量。不僅如此，OTN端口匯聚及支線路分離等特征，能夠在城域IP層寬帶能力及光纖不足時，將OTN引入，最終優化網絡結構。

1.3 策略控制層設計思路

在設計超寬帶策略控制層的過程中，可以引入與計算的理念與相關技術，在原有的承載平臺的基礎上進一步實現優化整合，構建云化承載控制平臺。云計算基礎上的相關技術，通過規范化結構可以實現子系統信息數據的交互、共享及綜合分析，使得獨立的子系統變得更加標準化、模塊化，最終實現同一環境中不同系統的共同運作。[4]

二、超寬帶城域網關鍵技術分析

2.1 IP及OTN協同技術

IP及OTN協同是在OTN上引入VLAN子接口或在路由器上引入通道化OTN技術，從而實現OTN設備與路由器在物理接口方面的相互接通。為了滿足超寬帶城域網架構及承載方面的需求，將PID技術與EOO技術作為基礎，逐步提升OTN靈活組網及資源調度的能力。其中，EOO技術能夠將以太網幀映射至OTN幀，發揮出集成二層交換的功能，從而實現WDM系統數據信息分組基礎之上的二層傳送、匯聚及交換，構建出與數據業務處理相關的二層直達通道，進而提高網絡效率。PID技術能夠將光放、分波/合波單元、傳統收發端激光器及波分波長轉換單元OUT等功能統一集成在一個芯片中，大大提高了設備單卡的集成能力。

2.2 業務可靠性保障技術

業務可靠性的最終保障就是承載的可靠性，IP網絡可靠性是通過拓撲/設備冗余及快速故障檢測實現的。依據網絡層次的不同，可以將IP城域網可靠性劃分為城域骨干層可靠性及接入層可靠性。[5]在IP城域網中，接入控制設備不但承載著流量控制及轉發的功能，還負責管理部門用戶，是保障業務可靠性的關鍵網元。[6]所以，接入控制設備可靠性是保證城域網業務可靠性的重要基礎，其主要利用跨機箱無縫熱備技術來實現。

2.3 視頻承載優化技術

由于視頻業務具有用戶體驗敏感、高寬帶及長連接等特征，開展大規模視頻業務對于城域網的承載能力和容量都是極大的考驗。超寬帶城域網視頻承載優化主要應解決故障快速定位、視頻體驗提升以及視頻直播業務承載等問題。

三、結語

綜合IP-傳輸協同、視頻承載優化及高速通道等技術的應用，在科學架構設計的基礎上，形成可擴展、高效能的超寬帶城域網絡體系，不僅能大大提升我國整體的產業水平，更有利于促進信息化帶動社會化發展的進程。超寬帶城域網設計與運行應當注重循序漸進的原則，并且要在實踐中不斷總結經驗，從而使超寬帶城域網建設更好地服務社會。

參 考 文 獻

[1]姜全澤，來志遠，陳方榮.超寬帶CMNet城域網優化組網策略[J].電信科學，2013，04：131-136+140.

[2]劉國榮，劉東鑫，沈軍，金華敏.超寬帶網絡異常流量檢測與防治技術探析[J].電信科學，2012，01：22-25.[3]張明，耿友林.具有雙陷波特性的超寬帶天線設計[J].強激光與粒子束，2012，01：167-170.

[4]周光濤，郭愛鵬，唐雄燕.SDN/NFV技術在寬帶IP城域網中的應用[J].信息通信技術，2015，02：12-15+59.[5]黃海峰.華為打造精品城域OTN方案助力城域網扁平化建設[J].通信世界，2010，38：43.

[6]甘玉璽，胡龍斌，龔超美，金毅，金志虎，劉煥勇.柔性重構的高性能超寬帶綜合業務網關平臺[J].計算機應用與軟件，2015，07：133-136.