CMNet承載網省級節點演進研究

于海超 石磊

（1.吉林吉大通信設計院股份有限公司 吉林省長春市 130012 2.吉林省科學技術協會信息中心 吉林省長春市 130012）

1 CMNET承載網

1.1 概念

中國移動互聯網簡稱為CMNET，是中國移動以寬帶互聯網技術為核心獨立建立的全國性電信數據庫網絡。CMNET 的國家骨干網由北京，上海，廣州，西安，沈陽，成都，南京和武漢組成。它由主要區域城市的節點組成。

作為中國移動互聯網CMNET 的區域網絡，廣東移動互聯網（CMNET-GD）了解中國移動互聯網業務在廣東省的擴展。它通過CMNET 骨干網連接到其他地區，國內ISP 和國際互聯網。廣東省的移動互聯網網絡由廣州，深圳，東莞，珠海，中山，佛山，順德，惠州，江門，汕頭，潮州，汕尾，揭陽，湛江，茂名，陽江，肇慶，韶關等有22 個節點。

CMNet-GD 作為統一的自治域，采用保留的自治域號，而AS編號繼續使用64620。CMNet-GD 提供了一個平臺自己的移動公司服務（例如GPRS，WAP，MMS，MDC，WLAN 和EMAIL）的數據分發和Internet 導出服務。同時，它還為企業集團客戶提供Internet 訪問服務。

1.2 CMNET網絡結構及組成

1.2.1 核心層

CMNET-GD 核心速率由四個路由器M320，GZBR1，GZBR2，SZBR1 和SZBR2 組成。

GZBR1 和SZBR2，GZBR2 和SZBR1 分別通過4x155M 骨干路由器互連。GZBR1 和GZBR2，SZBR1 和SZBR2 通過千兆位端口互連。GZBR1，GZBR2，SZBR1 和SZBR2 同時用作國家CMNET-GD。路由器GZBR1 和GZBR2 每個都通過2.CMNet 訪問CMCC 骨干網，而SZBR1 和SZBR2 每個都通過GE 訪問CMCC骨干網。

1.2.2 匯聚層

CMNET-GD 融合覆蓋范圍包括44 個M20CR 融合路由器，位于區域網絡的22 個席位中。CR1 城市通過1x155M 連接到GZBR路由器，CR2 城市通過1x155M 連接到SZBR 路由器。CR1 和CR2通過2xFE 互連。

1.3 路由

1.3.1 核心層

作為區域網絡的核心，廣州和深圳的四個M320 使用BGP 和CMNET 協議來交換廣東省國家骨干網中的BGP 路由。來自廣東省的路由通過BGP 暴露給國家骨干網，來自國家骨干網絡的路由通過BGP 傳遞到廣東區域網。

1.3.2 匯聚層

各地市兩臺M20 作為全網的匯聚層 運行ISIS 協議 省內路由通過ISIS 進行相互通告。

1.3.3 接入層

OSPF 在所有區域的收集路由器，訪問交換機和訪問路由器之間運行，并且此節點的路由通過OSPF 協議相互通告。

圖1：切片分組網的技術分層模型

2 互聯網網絡結構演進探討

根據功能的不同，CMNET 網絡的每個級別分為幾個級別。脊柱網絡分為主脊柱層，聚集脊髓和普通脊柱層。同時，互連節點位于骨干網中：區域網絡分為區域網絡集合覆蓋和訪問級別；都市圈網絡分為都市圈。基礎層/組合蓋和檢修蓋。

（1）骨干網負責串聯和跨地區業務移動，并負責連接到其他國內外互聯網網絡。它目前覆蓋全國31 個地區（城市，自治區），每個省都有第一和第二節點。

其中，北京，上海和廣州是主要的骨干節點，沈陽，武漢，南京，成都和西安是裝配骨干節點。區域和發達首都共有54 個節點被用作脊柱網絡的廣義脊柱節點。

（2）區域網絡負責業務的可訪問性，區域網絡的串聯覆蓋在很大程度上取決于省內的串聯和服務的移動，并連接到骨干網絡。當前，每個洲都有自己的區域網絡和網絡，但是網絡結構和設備配置不同。

（3）城域網主要是為用戶提供方便，安全和高速的移動互聯網網絡。

因此，本文主要考慮CMNET 網絡結構的發展以及Internet 服務的發展。從發展初期到今天，互聯網經歷了三大變化。

2.1 簡單網絡

在網絡開發的初始階段，網絡由一個或多個路由器+交換機組成，并且可以隨意連接以滿足可訪問性要求。

2.2 分層匯聚

隨著網絡的發展，越來越多的IP 設備（如路由器和交換機）被隨意直接連接，這帶來了管理問題以及接口和帶寬接口的浪費。為了充分利用IP數據包數據收集的影響，已經開發了分層應用程序。網絡的大部分分為三個主要階段：骨干網，區域網和城域網。同時，每個級別都分為幾個級別，例如心臟，協調性和可訪問性。

2.3 扁平化網絡

隨著對網絡帶寬需求的增長，互連鏈路的數量迅速增加，并且網絡聚合的影響正在減小。為了提高效率，需要減少中間不必要的網絡層。同時，相對較大的網絡設備容量可以降低網絡級別，滿足網絡扁平化的需求。已經開發了大型骨干網+城域網的扁平網絡結構，但是該結構仍然遵循逐層收斂網絡模式。

與2000年至2005年同期的互聯網業務模式相比，互聯網業務主要是基于客戶端+服務器架構的Web 瀏覽和多媒體瀏覽，大量資源集中在數據中心北京，上海。在集中于廣州的省會城市中，個人用戶之間相互訪問的需求較低，個人用戶的下游流量（從互聯網到個人用戶）是上游流量。

因此，Internet 的網絡結構與Internet 的業務模型相匹配。互聯網將來會走向何方，還可以從Internet 服務發展趨勢中尋找答案。

3 CMNet承載網省級節點演進方案

3.1 分組增強型

OTN 解決方案的數據包擴展OTN 轉換了現有的OTN，并基于面向連接的傳輸特性（例如統計復用，水平傳輸，VPN，OAM 和保護功能）與第二層和第三層相關。擴展以支持CMNet 帶寬，高效軸承和柔性連接的要求。

為了響應CMNet 網絡端到端切片管理要求，OTN 傳輸平面支持在硬管道（例如波長，ODU，VC）上切片，以及在打包軟管道上切片。需要實現與CMNet 網絡的管理和控制協調。必須進行配置和調整。

但是，分組擴展OTN 技術解決方案的信號復用映射結構相對復雜，需要一些簡化和優化。在2018年1月的ITU-TSG15會議上，中國電信用于移動承載優化的OTN-M-OTN（Mobile-OptimizedOTN）是一種分組擴展OTN。該解決方案滿足CMNet 承載前廳的當前部署要求。對于C-RAN 場景，M-OTN 可以支持50G和100G 光模塊，并且在服務映射和時隙構造方面與3G/4G 前傳CPRI 和CMNeteCPRI 兼容。

當前，M-OTN 的點對點支持至少10km，而環形網絡支持20km。將來，新的調制方案（如PAM4）的成熟和應用將使2CMNet 或50G 的單波長速率能夠實現40km 的長距離傳輸。M-OTN采用單階段復用，更靈活的時隙結構和簡化的開銷。它還可以滿足CMNet 傳輸和回程的需求，并且可以用于城域網中的點對點應用和DCI 服務。

3.2 基于IPRAN的升級方案

基于IPRAN 的升級計劃基于4GIPRAN 回程網絡體系結構，隨著業務的發展逐步擴展和升級，以及SR（SegmentRouting），EVPN（EthernetVPN），FlexE（FlexEthernet）等新技術。介紹實現大容量，具有低延遲和高精度時間同步的CMNet 承載網絡。

該解決方案使用SR 技術解決S1 和eX2 承載流量的問題。CMNet 回程S1 服務是確定性路徑服務，在接入和匯聚設備之間放置了端到端SR-TE（Segment.Routing-TrafficEngineering）隧道，以提供面向S1 面向連接的服務要求。eX2 服務和其他高度活躍的服務具有路徑不確定性。可以部署SR-BE（SegmentRouting-BestEffort）隧道，以滿足eX2 無連接服務的要求。為了解決MESH 流量模型的靈活調度問題，該解決方案將來可以適用于任何CMNet 承載拓撲網絡。基于IPRAN 的升級計劃以后可以結合FlexE 接口技術，將片服務綁定到FlexE 通道，并最終使它們適應CMNet 網絡片的發展需求。

3.3 切片分組網

切片分組網絡（SPN）是中國移動提出的一種新的CMNet 技術架構。SPN 解決方案在轉發層與PTN 網絡的MPaS-TP 技術兼容，從而使能夠支持將現有PTN 網絡升級和演進為SPN。圖1 顯示了切片數據包網絡的技術分層模型。

SPN 的物理層基于WDM 技術，鏈路層實現以太網物理接口和FlexE 綁定時隙處理，基于端到端的基于以太網的虛擬網絡連接以及基于L1 的低延遲硬隔離片提供通道；基于以太網MAC 或MPaS隧道/SR 隧道尋址的傳輸實現L2 業務調度；基于IP 尋址的傳輸支持L3VPN，并提供靈活的業務調度要求遇見。SPN 還支持隔離物理網絡上的資源片的功能。硬切片可以為專用線路和uRLLC 等服務提供低延遲和帶寬保證，而軟切片可以為諸如eMBB 的分組服務提供高帶寬和差異化服務。

4 CMNet承載網省級節點未來建設思路

4.1 CMNET網絡扁平化建設思路

中國移動的城域網目前是城域內CMNET 區域網的擴展。根據IP 網絡開發框架，隨著城域網規模的擴大，城域網將逐漸與CMNET 分離，并發展成為由IP 專用網和CMNET 共享的集成服務訪問網絡。

因此，CMNET 需要扁平化網絡結構。換句話說，CMNET 目標網絡由骨干網和城域網組成。考慮到當前的CMNET 網絡結構和城域網規模較小，有兩種方法可以使CMNET 扁平化。

4.1.1 方式一：CMNET 骨干網與省網扁平

CMNET 骨干網和本地網絡已集成到一個集成的自治域中，并已使用核心/聚合/訪問三層網絡結構演變為覆蓋全國C3 個城市的遠程骨干網。

每個州都有一個城域網，或者在該州的多個州和城市之間形成一個大型城域網，并且正在朝著獨立的自治域發展。城域網配有背靠背的獨立核心路由器，以及骨干網訪問路由器或骨干網融合路由器。

這種扁平化方法的優點是層次結構清晰明了，網絡擴展方便，易于互通的MPLS 等整個網絡服務的開放以及對骨干網和局域網的背對背設備的投資。可以省錢。

4.1.2 方式二：CMNET 省網與城域網扁平

在每個省建立一個大型的城域網，并直接連接到骨干網的公共骨干節點，而無需更改骨干網和局域網的現有結構。每個城域網都是一個獨立的自治系統。這樣，州網絡相當于每個州的另一個城市網絡。將來，隨著本地企業逐漸遷移到骨干和城域網，本地網絡可能會逐漸退出。建議各州建立大都市圈網絡，以促進各州和城市之間的都市圈之間的交流。每個城域網的規模為2.5-4 百萬寬帶用戶和大約5000 個IGP 路由節點設備（路由器，BAS.SR，融合）。開關等）。大多數州的都會網絡是大型都會網絡，而某些發達國家有2-4 個都會網絡。

這種扁平方法有助于平滑的網絡遷移。優勢在于響應Internet業務發展的未來趨勢，并有助于城域網的集成和平坦性。保持現有的本地網絡服務不變，并促進添加大型城域網服務。保持現有骨干網，局域網和城域網的管理級別不變。與現有管理系統一樣，維護界面清晰明了，本地公司由本地公司維護，跨部門業務由組維護。

5 結論

網絡結構協調和網絡優化是一項長期，全面的系統工程，包括網絡結構組織，網絡管理和維護以及網絡業務發展。同時，它對現有業務有明顯影響，并且與將來的網絡運營有關。因此，很難與集團公司的各個部門的建設，業務和維護部門進行協調與合作。網絡合并過程需要考慮網絡支持業務的能力。可以先將網絡和設備集成到先導單元中。同時，它考慮了國家和新業務的選擇性開發和運營，并從業務級別驗證了集成和優化。此后，該州的業務發展成就和積累。