新型城域網建設思路

劉志琴

（安徽電信規劃設計有限責任公司網絡通信規劃設計院，安徽 合肥 230031）

0 引 言

國家“十四五”新基建規劃中指出，要大力推進“雙千兆”能力建設和數據中心高質量發展，建設高速泛在、天地一體、云網融合、智能敏捷、綠色低碳以及安全可控的智能化綜合性數字信息基礎設施[1]。“雙千兆”接入和邊緣云布局的協同發展將推動2C/2B/2H（個人/企業/家庭）的創新業務向大帶寬、低時延以及優質體驗的云網融合新業務升級轉型。在人工智能（Artificial Intelligence，AI）、大數據以及物聯網等新技術的支持下，加快數字化轉型，推動融合數據技術（Data Technology，DT）云、大數據技術、信息技術（Information Technology，IT）以及通信技術（Communications Technology，CT）的新DICT 業務生態發展。運營商要全面推進網絡重構，打造云網融合的新型基礎設施，助力國家數字經濟發展[2]。

1 新型城域網建設背景

1.1 城域網發展現狀

現有城域網（Metropolitan Area Network，MAN）內業務承載包含互聯網協議（Internet Protocol，IP）傳統城域網與IP 無線接入網/智能傳送網（IP Radio Access Network/Smart Transport Network，IP RAN/STN），具備網絡獨立、設備分立、業務分離以及管理分散等特點。

IP 城域網主要承載光纖寬帶、互聯網電視（Internet Protocol Television，IPTV）以及軟交換業務。IP RAN/STN 網絡主要承載移動基站回傳業務。根據不同的接入方式，政企專線業務分別由IP 城域網和STN 承載。

IP 城域網大部分以本地網為單位建設，由核心層與業務控制層組成，適應南北流量。核心層設置單機或背靠背的核心路由器（Core Router，CR）設備作為地市網絡出口，主要采用100 GE 鏈路交叉上聯至163 網、中國電信下一代承載網（China Net Next Carrying Network，CN2）。業務接入層設備采用帶寬遠程接入服務器/多業務邊緣路由器（Broadband Remote Access Server/Multimedia Session Engine，BRAS/MSE）通過10 GE/100 GE 鏈路交叉上聯至CR，下聯接入網光線路終端（Optical Line Terminal，OLT）承載家庭寬帶用戶、視頻用戶以及下掛政企客戶。

IP RAN/STN 網絡以省為單位統一建設，由核心層、匯聚層以及接入層組成，覆蓋范圍廣。核心層主要由省核心層和地市核心層構成。省核心層主要用于部署省級邊緣路由器（Edge Router，ER）、核心分組網演進用戶邊緣設備（Evolved Packet Core Customer Edge，EPC CE）以及5G 核心網用戶邊緣設備（5G Core Customer Edge，5GC CE）。地市核心層部署城域ER，可匯接IP RAN/STN 區域流量。5GC CE、EPC CE 設備主要用于跟隨移動核心網同步建設。匯聚層采用STN/IP RAN-B 設備，實現成對部署。B 設備與城域ER 之間采用口字型或交叉組網。接入層由STN/IPRAN-A 設備組成，主要承載基站、政企專線業務。環網主要采用50 GE 或10 GE 鏈路。

1.2 業務發展需求

近年來，隨著基礎業務規模的不斷擴大和寬帶用戶數的高速發展，云網融合新業務不斷涌現，應用場景也更加豐富，這對網絡的帶寬、時延以及自動化能力提出更高的要求。

1.2.1 2H 傳統業務

2H 傳統業務主要包括3 類。一是公眾互聯網業務，主要為家庭用戶提供寬帶撥號接入業務；二是天翼高清業務，主要為用戶提供直播和點播服務，如4K/8K、增強現實/虛擬現實（Augmented Reality/Virtual Reality，AR/VR）等要求大帶寬、低時延的業務；三是云網超寬帶業務，通過在城域網內部署邊緣云，提供AR/VR、云游戲等大帶寬、低時延業務，要求端、管、云以及邊層面靈活監測、調度，滿足高質量服務需求。

1.2.2 2C 移動互聯網業務

隨著5G 的發展，4G/5G 網絡將長期共存。5G獨立組網階段，各設備端口間均存在靈活的連接需求，承載網需具備靈活組網和靈活調度、業務快速開通、業務安全隔離以及服務等級協議（Service-Level Agreement，SLA）可承諾等能力。

1.2.3 2B 政企組網業務

2B 政企組網業務中，云專線、云專網等云網融合業務要求云網無縫對接，業務彈性部署、靈活加載。對于工業互聯網、車聯網等業務，要求低時延、高可靠組網，算力進一步下移。

2 新型城域網建設總體思路

2.1 網絡架構

新型城域網結合IP 傳統城域網與IP RAN/STN，以數據中心為中心進行組網，按最小交付單元（Point Of Delivery，POD）建設落地。采用“積木式”架構，實現架構彈性擴展、云網標準化對接，構建固移融合、云網融合、綠色低碳以及安全可靠的新型城域網[3]。新型城域網架構如圖1 所示。

圖1 新型城域網架構

2.1.1 城域網POD

城域網POD 采用Spine-Leaf 架構進行組網，實現區域內全業務融合承載，高效疏導邊緣云下沉的東西向流量。Spine 實現Leaf 匯聚與流量轉發，Leaf-Leaf 之間通過SRv6+EVPN 實現入云、云間等流量快速轉發。Leaf 分 為A-Leaf、S-Leaf、DC-Leaf 以 及B-Leaf。A-Leaf 主要提供固定和移動用戶的接入，固定業務通過OLT 雙歸到一對A-Leaf，并在OLT 側綁定trunk。A-Leaf 之間部署標準的EVPN VPLS over SRv6，并采用E-tree 模型，形成雙活狀態。B-Leaf主要作為出口對接CN2 網絡，承載高質量的虛擬專用網絡（Virtual Private Network，VPN）專線業務、自營業務以及互聯網業務。

2.1.2 云網POP

S-Leaf、DC-Leaf 提供云業務的就近接入。S-Leaf可采用STN-ER 或STN-B 設備與vBRAS-pUP 池同步、同節點建設，完成vBRAS-pUP 池的接入。S-Leaf 組網結構如圖2 所示。

圖2 S-leaf 組網結構

城域中心云資源池設置在核心數據中心，具備部署多種設備的能力。DC-Leaf 建設與中心云建設同步，每個中心云部署2臺DC-Leaf，交叉上聯至Spine設備。邊緣云資源池同址部署1 對DC-Leaf，通過邊緣云接入城域POD。DC-Leaf 可與A-Leaf 同局站合一設置。

2.1.3 POD 出口功能區

根據寬帶用戶數設置POD 數量，單POD 出口在核心節點設置Spine 設備，多POD 設置Super-Spine設備，出口至骨干網ChinaNet、CN2 以及5GC 網。國內互聯網業務通過Spine 直連骨干，Super-Spine 只轉發多POD 間互聯流量。

2.2 新技術的引入

新技術的引入主要包括3 方面內容。一是轉控分離vBRAS 技術。轉控分離vBRAS 由控制面云化、轉發面池化組成，承載寬帶等固網業務[4]。二是按需部署DCI-BOX。引入DCI-BOX 設備承載設備間鏈路，其集成度高，可以減少機房占用空間，節省傳輸網絡投資。三是引入SRv6+EVPN+FlexE 融合承載技術[5]。新型城域網引入SRv6+EVPN+FlexE 融合承載技術，可以提供高帶寬、高安全、低時延以及低丟包的確定性SLA 聯接服務，滿足計算能力下沉的需求。

3 結 論

新型城域網充分利用現有STN 網設備，構建Spine-Leaf 架構的城域POD，以滿足算力下沉帶來的東西向流量疏導需求。新型局域網可簡化網元要求，統一接入固網、移動網以及云網，實現業務融合承載，提升資源利用率，具有較好的應用前景。