“從市場層面來看，家庭寬帶光纖到戶的滲透率已經(jīng)趨近飽和，業(yè)務(wù)收入進(jìn)入穩(wěn)定期。 同時(shí)，提速降費(fèi)和4K高清視頻的普及，對于家寬業(yè)務(wù)的帶寬提出了更高的要求。

城域網(wǎng)業(yè)務(wù)的演進(jìn)與挑戰(zhàn)

城域網(wǎng)承載的業(yè)務(wù)，有了新的變化。

從市場層面來看，家庭寬帶光纖到戶的滲透率已經(jīng)趨近飽和，業(yè)務(wù)收入進(jìn)入穩(wěn)定期。 同時(shí)，提速降費(fèi)和4K高清視頻的普及，對于家寬業(yè)務(wù)的帶寬提出了更高的要求。

大量政企客戶啟動(dòng)了上云和移動(dòng)優(yōu)先的戰(zhàn)略，企業(yè)ICT云化服務(wù)不斷涌現(xiàn)（如混合云、云聯(lián)網(wǎng)、SDWAN、云安全等），這些對運(yùn)營商ICT業(yè)務(wù)開通的敏捷性，以及企業(yè)到云端的體驗(yàn)和業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量，都提出了更高的要求。

4G移網(wǎng)業(yè)務(wù)也已經(jīng)趨近飽和，ARPU值已接近甚至低于家寬業(yè)務(wù)的收入。

從國家戰(zhàn)略層面看，5G是未來幾年驅(qū)動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新動(dòng)力，運(yùn)營商需要把5G承載作為新的戰(zhàn)略研究方向。

但隨著各運(yùn)營商不限量流量套餐的普及，傳統(tǒng)3G/4G時(shí)代的流量經(jīng)營模式已不再適用，因此全球運(yùn)營商基本確立了5G新贏利模式即政企行業(yè)應(yīng)用、差異化體驗(yàn)（如超低延時(shí)）和云化即需即供。

5G時(shí)代的新商業(yè)模式，對承載網(wǎng)提出了更多新的需求：

5G架構(gòu)特性與需求

和4G網(wǎng)絡(luò)相比，大帶寬、云網(wǎng)融合、網(wǎng)絡(luò)SDN能力是5G承載的關(guān)鍵。

5G承載網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

新型城域網(wǎng)架構(gòu)的探討

現(xiàn)有城域?qū)用娲嬖诙鄰埦W(wǎng)，每張網(wǎng)承載的業(yè)務(wù)也不同：

現(xiàn)有城域網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖

IP城域網(wǎng)： 互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的承載網(wǎng)絡(luò)，主要承載業(yè)務(wù)包括家庭寬帶、互聯(lián)網(wǎng)專線等。

IPRAN： 承載移動(dòng)網(wǎng)基站回傳流量的網(wǎng)絡(luò)，也用于承載大客戶數(shù)據(jù)專線接入業(yè)務(wù)。

CE網(wǎng)絡(luò)： 主要用于核心網(wǎng)等專業(yè)的業(yè)務(wù)網(wǎng)元間業(yè)務(wù)承載、流量疏通。

由上可見，現(xiàn)有的城域網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)在承載5G大帶寬、云化、云網(wǎng)融合、SDN業(yè)務(wù)時(shí)面臨許多挑戰(zhàn)，如成本高、業(yè)務(wù)編排復(fù)雜、難以實(shí)現(xiàn)云網(wǎng)融合承載等。

為解決以上挑戰(zhàn)，中國聯(lián)通提出了面向5G時(shí)代的 固移融合 、 云網(wǎng)一體 、 物理+虛擬 的新型城域網(wǎng)架構(gòu)。

新架構(gòu)的設(shè)計(jì)思路，是在城域?qū)用鏄?gòu)建一張 “網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡化、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議簡化、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備簡化、網(wǎng)絡(luò)控制和網(wǎng)絡(luò)管理智能化” 的面向5G業(yè)務(wù)的融合承載的新型智能城域網(wǎng)絡(luò)。

網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)：a）簡化的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議： 采用SR/EVPN協(xié)議，簡化設(shè)備技術(shù)要求。b）簡化的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備： 引入通用芯片的SR轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備，大幅降低建設(shè)成本，提供網(wǎng)絡(luò)流量疏通能力，同時(shí)減少對局房資源的需求。c）簡化的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)： 采用類似 Spine-Leaf（葉脊網(wǎng)絡(luò)）的架構(gòu)，降低網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜度。d）智能化的網(wǎng)絡(luò)管控： 構(gòu)建智能化、自動(dòng)化、開放化的網(wǎng)絡(luò)管控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)端到端的業(yè)務(wù)自動(dòng)開通，支撐智能化運(yùn)維和互聯(lián)網(wǎng)化運(yùn)營，提升用戶體驗(yàn)。

新型城域網(wǎng)架構(gòu)，將打破獨(dú)立 煙囪式 的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，建設(shè)融合承載網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。

融合承載，具有綜合成本低、便于實(shí)現(xiàn)云網(wǎng)融合和云網(wǎng)協(xié)同、業(yè)務(wù)開通速度快和業(yè)務(wù)維護(hù)復(fù)雜度低等優(yōu)點(diǎn)。

新型智能城域網(wǎng)以運(yùn)營商數(shù)據(jù)中心（DC）為核心模塊，通過引入城域Fabric，將多個(gè)DC構(gòu)建成一個(gè)三級Spine/Leaf（葉脊網(wǎng)絡(luò)）架構(gòu)的綜合業(yè)務(wù)承載超級數(shù)據(jù)中心。

新型城域網(wǎng)架構(gòu)圖

移動(dòng)、家寬和政企就近接入DC，從而實(shí)現(xiàn)家寬、政企、移動(dòng)業(yè)務(wù)的融合承載。

新型智能城域網(wǎng)架構(gòu)，具備以下 優(yōu)點(diǎn) ：

a）完全滿足業(yè)務(wù)云化、DC化的承載要求。b）采用標(biāo)準(zhǔn)模塊DC架構(gòu)，規(guī)劃簡單、上線速度快。c）架構(gòu)可以根據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展按需分裂擴(kuò)容。d）靈活南北向（橙色鏈路）、東西向流量（綠色鏈路）規(guī)劃和擴(kuò)容。e）靈活的業(yè)務(wù)布放： 業(yè)務(wù)可以布放到任意DC。f）邊緣計(jì)算就緒： 邊緣云DC和本地云DC融合管理、可與MANO平臺(tái)集成編排；g）向自動(dòng)化運(yùn)維演進(jìn)： 標(biāo)準(zhǔn)化DC模塊架構(gòu)便于實(shí)現(xiàn)維護(hù)自動(dòng)化。

城域網(wǎng)業(yè)務(wù)初期 （到2020年底），5G還未大規(guī)模商用，邊緣云的業(yè)務(wù)場景還不明確，城域網(wǎng)業(yè)務(wù)主要在本地DC中完成終結(jié)。

所以，智能城域網(wǎng)初期主要建設(shè)重點(diǎn)，在以本地DC為核心的城域Fabric系統(tǒng)。 邊緣DC位置主要部署流量匯聚設(shè)備，將固網(wǎng)、移網(wǎng)業(yè)務(wù)流量接入本地DC模塊。 本地DC模塊數(shù)量根據(jù)城域網(wǎng)規(guī)模相應(yīng)建設(shè)，大型城域網(wǎng)4~8個(gè)，小型城域網(wǎng)2個(gè)即可。

2021年以后，隨著5G的大規(guī)模商用，智能城域網(wǎng)將實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的融合承載，形成如下圖所示的智能城域網(wǎng)架構(gòu)：

智能城域網(wǎng)目標(biāo)架構(gòu)

MER：Metro Edge Router，城域網(wǎng)邊緣路由器

MCR：Metro Core Router，城域網(wǎng)核心路由器

融合網(wǎng)絡(luò)可以體現(xiàn)在固移網(wǎng)絡(luò)的融合和統(tǒng)一，管控和調(diào)度的融合和統(tǒng)一，運(yùn)維服務(wù)的融合和統(tǒng)一，業(yè)務(wù)的融合和統(tǒng)一以及數(shù)據(jù)信令和協(xié)議的融合和統(tǒng)一幾個(gè)方面。

融合網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢：

a）降低建網(wǎng)成本： 融合網(wǎng)絡(luò)減少了不同割裂網(wǎng)絡(luò)間的背靠背設(shè)備和鏈路，增加?xùn)|西流量減少南北流量，降低核心路由器CR端口的利用率，減少CR投資。

b）提升網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營能力： 融合網(wǎng)絡(luò)使用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)信令和協(xié)議，開通業(yè)務(wù)不需要進(jìn)行多協(xié)議拼接和信令轉(zhuǎn)換，使跨域和端到端調(diào)度不再成為開通業(yè)務(wù)的難題。

c）提升網(wǎng)絡(luò)開放能力： 融合網(wǎng)絡(luò)將網(wǎng)絡(luò)打造成統(tǒng)一平臺(tái)、統(tǒng)一信令、統(tǒng)一拓?fù)涞哪Ｊ剑瑸椴渴鸾y(tǒng)一的SDN控制器和編排器提供了網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。

智能城域網(wǎng)新技術(shù)

智能城域網(wǎng)在大帶寬低成本承載的情況下，為了滿足SDN的控制需求，引入了新的底層傳送技術(shù)SR、業(yè)務(wù)承載技術(shù)EVPN和網(wǎng)絡(luò)SDN控制器。

SR分段路由

分段路由（SR，Segment Routing）是一種新型路由技術(shù)，具有網(wǎng)絡(luò)協(xié)議簡化、SDN流量調(diào)度能力強(qiáng)、網(wǎng)絡(luò)保護(hù)速度快等優(yōu)點(diǎn)（見圖6），已經(jīng)得到眾多運(yùn)營商和設(shè)備廠商的支持。

2018年SR技術(shù)在中國聯(lián)通產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)（CUII）商用。

作為開放多廠商混合組網(wǎng)的核心技術(shù)，SR能夠?yàn)橹袊?lián)通帶來差異化即需即供的云聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。 企業(yè)通過自服務(wù)門戶按需實(shí)現(xiàn)不同帶寬、時(shí)延的云聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)訂購服務(wù)，即時(shí)生效，廣受客戶好評。 城域網(wǎng)引入SR技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)小，同時(shí)可以滿足綜合業(yè)務(wù)SDN網(wǎng)絡(luò)的要求。

業(yè)務(wù)綜合承載EVPN

傳統(tǒng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)分為二層專線、二層多點(diǎn)VPN和三層VPN等多種形態(tài)，每種業(yè)務(wù)都采用不同的承載技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。 二層專線（VPWS）、二層VPN（VPLS）和三層VPN（MPLS L3VPN）的業(yè)務(wù)部署及維護(hù)都很復(fù)雜。

近幾年發(fā)展起來的EVPN，可以實(shí)現(xiàn)3種業(yè)務(wù)的統(tǒng)一承載，可大幅降低網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的復(fù)雜度，加快業(yè)務(wù)的發(fā)展。

同時(shí)，EVPN技術(shù)還帶來一些額外的創(chuàng)新業(yè)務(wù)，如二、三層混合VPN，二層VPN多活接入能力等。

網(wǎng)絡(luò)控制器

新型城域網(wǎng)如果要實(shí)現(xiàn)快速的業(yè)務(wù)編排，控制器起關(guān)鍵作用。

控制器可以把上層業(yè)務(wù)的需求轉(zhuǎn)換為抽象化的業(yè)務(wù)模型（基于YANG模型），并通過南向接口將業(yè)務(wù)需求轉(zhuǎn)化為設(shè)備配置下發(fā)到多廠家的物理或虛擬化網(wǎng)元。

中國聯(lián)通產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)2018年完成了自研網(wǎng)絡(luò)控制器的商用，已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)異廠家控制器控制多廠家設(shè)備，即控制器和SDN網(wǎng)絡(luò)設(shè)備雙解耦、雙備份。 通過在城域網(wǎng)引入控制器配合骨干網(wǎng)控制器和跨域的業(yè)務(wù)編排器就可以實(shí)現(xiàn)城域網(wǎng)內(nèi)部、城域網(wǎng)之間的業(yè)務(wù)統(tǒng)一編排。

網(wǎng)絡(luò)控制器通過北向接口為政企、移動(dòng)等業(yè)務(wù)的切片提供能力開放和自動(dòng)化編排。

業(yè)務(wù)的承載

以5G行業(yè)應(yīng)用業(yè)務(wù)編排為例。

傳統(tǒng)城域網(wǎng)需要將接入、邊緣云、城域網(wǎng)、本地云、骨干IP承載網(wǎng)、區(qū)域云等多個(gè)由不同技術(shù)實(shí)現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行拼接，業(yè)務(wù)編排和業(yè)務(wù)維護(hù)均非常復(fù)雜。

新型城域網(wǎng)架構(gòu)， 傳送層面采用端到端SR技術(shù)，業(yè)務(wù)層面采用端到端的L3VPN/EVPN技術(shù) ， 對于二、三層業(yè)務(wù)的承載不需要像傳統(tǒng)城域網(wǎng)那樣進(jìn)行多段不同技術(shù)的拼接 ，所有業(yè)務(wù)終結(jié)點(diǎn)之間均可以直接到達(dá)，業(yè)務(wù)開通和維護(hù)會(huì)方便很多。

5G政企業(yè)務(wù)承載示意圖

試點(diǎn)開展情況

為了驗(yàn)證新型智能城域網(wǎng)對現(xiàn)網(wǎng)業(yè)務(wù)的承載效果，中國聯(lián)通總部聯(lián)合廣東、北京、山東、江蘇、重慶等省公司開展了智能城域網(wǎng)的外場試點(diǎn)工程，驗(yàn)證了智能城域網(wǎng)對5G、家寬、政企業(yè)務(wù)綜合承載的可行性，為未來制定城域網(wǎng)架構(gòu)的演進(jìn)策略積累了實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

深圳智能城域網(wǎng)試點(diǎn)方案

深圳智能城域網(wǎng)融合承載方案

深圳智能城域網(wǎng)的試點(diǎn)采用了獨(dú)立組網(wǎng)與混合組網(wǎng)的兩種組網(wǎng)模式，上圖中除標(biāo)注的中興設(shè)備外均為思科設(shè)備。

青島智能城域網(wǎng)試點(diǎn)方案

青島智能城域網(wǎng)試點(diǎn)方案

青島智能城域網(wǎng)的試點(diǎn)采用了匯聚直掛BBU和匯聚接入異廠家混合組網(wǎng)的2種組網(wǎng)模式。

結(jié)束語

中國聯(lián)通智能城域網(wǎng)的外場試驗(yàn)，展現(xiàn)出諸多優(yōu)勢：a）新型智能城域網(wǎng)架構(gòu)可以很好地實(shí)現(xiàn)5G、政企、家寬業(yè)務(wù)的融合承載。b）新型城域網(wǎng)具有容量大、架構(gòu)先進(jìn)的優(yōu)勢。c）新型城域網(wǎng)通過融合承載可以節(jié)省大量機(jī)架空間，減少電力消耗。d）新型城域網(wǎng)可對云業(yè)務(wù)提供更好的集成承載能力。e）控制器的引入大大加快了業(yè)務(wù)開通速度，通過控制器實(shí)現(xiàn)SDN差異化業(yè)務(wù)部署。

5G和云時(shí)代的到來，正在或已經(jīng)顛覆很多傳統(tǒng)技術(shù)體系架構(gòu)和商業(yè)模式。 本文所探討的創(chuàng)新型智能城域網(wǎng)架構(gòu)，為5G時(shí)代城域網(wǎng)架構(gòu)的演進(jìn)開拓了思路，積累了經(jīng)驗(yàn)。
編輯：lyn