新業務驅動IPRAN網絡升級演進的思考

發布日期：2020-06-12 08:47:33  瀏覽次數：4570 來源：通信世界網

隨著業務發展，5G、互聯網（云）專線、政企大顆粒業務衍生出對于網絡多方面的訴求，對IPRAN網絡帶來新的挑戰。中國電信廊坊分公司于2013年開始IPRAN網絡建設，從最初只承載3G/4G基站的接入，到現在綜合承載移動網、政企業務，目前已建設成為架構清晰、覆蓋范圍廣、安全性高的綜合承載網絡。

IPRAN網絡由核心層、匯聚層、接入層三層網絡架構組成。核心層RANER部署在樞紐樓核心機房，以N×10GE鏈路口字型上聯至CN2網；匯聚層B設備主要部署在縣城及市區匯聚機房，通過10GE口字型上聯RANER設備；接入層A設備以環形組網為主，如圖1所示。

圖1 IPRAN 網絡架構

需求展望隨著業務發展，新型綜合承載對于IPRAN網絡提出了更多要求，比如5G對承載網絡的需求、互聯網專線、云專線對網絡的需求、大顆粒帶寬型業務對網絡的需求等。針對這些業務需求及應用場景，衍生出對于網絡多方面的訴求：帶寬方面，帶寬需求正以10~100倍速度增長；連接數方面，用戶連接數呈幾何級數增長；體驗方面，4K/8K/VR以及未來物聯網對時延要求越來越高，需要實現CO機房云化，提升用戶體驗。

例如5G對承載網需求，根據ITU-R發布的M.2083中明確的5G eMBB、uRLLC、mMTC三大業務場景，未來業務的主要特點是大帶寬、低時延、高可靠及海量連接。因此5G對承載網的主要需求包括超高帶寬、更低時延、網絡切片及智能控制與協同等，根據《IMT-2020 5G承載需求白皮書》，在3.5 GHz頻段，按照帶寬100 MHz計算，預計單站（S111，64T64R）均值帶寬為2.03 Gbit/s，峰值帶寬為4.65 Gbit/s，由于頻寬及各無線廠商設備性能等的差異，理論估算結果可能存在一定偏差。回傳將采用10GE接口承載。uRLLC場景主要用于滿足移動環境下車聯網、自動駕駛、工業控制等業務需求。這部分業務對帶寬和連接數量要求不高，但對時延和移動性要求極高，NGMN定義的端到端時延不高于1ms。

綜上所述，未來業務對承載提出更高要求：更寬、更多、更快。

·帶寬需求：業務接入端口逐步以10GE為主，現階段接入層10G環可滿足大部分場景需求，熱點區域需按需部署50G/100G環網，且帶寬容量支持可持續擴展及平滑升級。

·低時延需求：部分2B行業應用，需要端到端低時延能力保證；uRLLC場景下業務時延需低至1ms之內，超低時延的標準要求核心網下沉到本地網層級甚至邊緣DC層級。利用邊緣計算部署的下沉核心網技術，可以盡可能縮短由長光纜距離造成的時延。

·網絡分片：資源隔離，滿足業務差異化SLA訴求。

·靈活調度：業務繁多、上線周期短，核心網云化靈活部署。

演進思路未來IPRAN網絡繼續以業務為中心，沿用現有核心、匯聚、接入三層組成的網絡架構，構建超寬、極簡、智能的綜合承載網，如圖2所示。

圖2 新型綜合承載網架構

接入環網演進：從接入基站到接入業務

為構建新型綜合承載網，接入層設備目前需要支持每端口10G的平臺接入能力，隨著各行業應用的不斷豐富、發展，未來向著50G甚至更高的接入能力演進，5G、政企業務和4G業務的承載都將長期共存于現網中，對于接入層網絡建設，主要以是否為熱點區域分為以下幾類。

第一類是統籌考慮熱點區域內業務接入需求，優先完成熱點區域內環網升級，根據現有網絡資源情況，采用“新建與割接替換”相結合的思路，部署50GE/100G接入能力的接入環，接入層全部采用新型A設備，且A設備原則上要與5G BBU同機房部署。同時引入切片FlexE能力，使熱點區域IPRAN網絡支持切片功能，以面向不同業務場景需求。

第二類是在非熱點區域初期滿足10G能力接入環，后期按需升級設備。對現網存在的超大接入環進行超長鏈優化重組，以適應未來5G及2B政企業務需求，后期按照業務發展及流量增長情況，逐步升級至50GE組環。

第三類是根據無線網規劃及綜合業務區建設，統籌考慮A設備布局，實現業務就近接入。

核心、匯聚層演進：按需部署，引入200GE/400GE端口

綜合承載網的建設應該是一個自上而下的過程。對于較高網絡層級的設備，在建設周期內應該早于底層設備進行規劃，并按時間順序逐步推進。

在5G和2B政企業務發展初期，面對下層接入環設備數量增長、接入帶寬增大的整體情況，應當將核心匯聚層平臺升級至400G/200G平臺，以滿足網絡發展需要，目前廊坊已完成市區、燕郊共計8套B設備升級至200G平臺，RANER預計今年上半年完成400G平臺升級。

在5G和2B政企業務發展中后期，可以按需進行部署引入更大帶寬的端口，對網絡結構和設備能力進行進一步的優化。隨著VR、AR等視頻應用衍生出的網絡容量持續增加，核心、匯聚層引入100GE/200GE高速端口可以更好地滿足業務需求。

隨著網絡規模的進一步拓展，匯聚層B設備需逐步延伸至鄉鎮重要節點機房。

網絡安全策略

新型綜合業務承載網對于安全性提出了更高的要求，從設備軟硬件性能、組網架構兩個方面需要做到如下部署。

產品分為兩個層面：在網絡可靠性層面，ATN系列產品支撐MPLS Tunnel保護、誤碼倒換、FRR快速重路由、關鍵部件冗余備份和GR冗余容錯技術；在網絡安全策略層面，ATN系列產品支持安全驗證、URFP單播反向路徑查找檢測、MAC地址限制/刪除/黑白名單過濾、本機防攻擊特性、SSHv2協議和IPSec加密保護協議。

在組網架構方面，核心層同一ER設備上聯鏈路必須選擇不同物理光路路由；匯聚層B類設備成對異機房部署，上聯和互聯鏈路，通過不同物理光路路由鏈接；接入層面A設備采用環形接入方式，實現基站回傳的雙路由保護。應盡量避免鏈形組網，且重點基站A設備必須成環。

規劃建設原則目前廊坊市IPRAN網絡核心層、匯聚層將按省公司要求部署400G/200G平臺，并按需引入N×10GE/50G/100G端口，滿足未來業務發展。在未來1—2年內，接入層10GE組網可滿足大部分的場景需求；密集城區、BBU大集中等熱點區域按需部署50GE/100G環網，新增設備需具備可持續擴展能力；存量站點利舊原有設備按需升級10G環，后期可按需通過升級替換設備以升級環網。同時使網絡具備FlexE切片能力，以滿足不同業務場景接入。

同時，效益原則有三個。

第一，統籌考慮業務承載需求，新建接入環的能力要適度超前，至少滿足3年內的流量增長需求，避免后續割接工作，增加工程復雜性；存量站點力爭利舊原有設備按需擴容以升級10G環。

第二，核心、匯聚設備可適度擴容老B設備板卡；減少B設備堆疊現象，盡量提高承載效率。

第三，一網多用，實現新型綜合承載，進一步節約投資，提升網絡投資效益。（本文作者均來自中國電信集團有限公司廊坊分公司）