Radio Communication -l I_l_宙罄趸目窿Il 鍪壶婺运营的城域网建设 全业务运营的城域网建设 Evolution to Multi-Service Metro Network 张立新 Zhang Lixin 摘要概述了全业务运营对城域网的需求,讨论了现网存 城域网 电信级以太网 三重播放 网络演进 在的问题,并探讨了城域网升级改造的一般策略和技术方案。 关键词1988年毕业于复旦大学.获学士学 位,1993年毕业于南京大学,获博 士学位。现就职于阿尔卡特朗讯.主 要从事产品方案和技术标准工作。 Abstract It describes multi-service operation S demand for Metro network,discusses the problems on current network, schemes and technical solution on Metro network upgrade. Keywords Metro network Carrier Ethernet Tripleplay Network evolution 1全业务运营和电信运营商的转型 随着中国电信业重组过程的结束,中国的几大运 载话音、视频、数据和移动等四重播放业务。 2全业务运营对城域网的需求 如何满足未来全业务运营的需求是运营商在城域 网建设中需考虑的主要问题.也是电信技术界近年来 工作的主题之一。全业务运营要求包括城域网在内的 承载网具备全业务的承载和管理能力,目标架构是从 骨干网到城域网端到端IP化。城域网面向业务提供和 用户管理,在端到端的全IP业务架构里占据着极其重 营商都成为了全业务运营实体,多年来业界热烈讨论 的全业务运营的前景已经成为了运营商在网络规划和 建设中必须加以考虑的现实。全业务运营能够提供更 多种类的业务,能够更充分、更有效地利用网络资产, 是运营商在将来取得竞争优势的前提条件。全业务运 营的引入必然将推动运营商在业务、网络、组织和经营 方式上的加速转型。 全业务运营的要求是网络演进的内在驱动力。在 网络层面,全业务运营要求承载架构从业务和网络紧 要的位置。拥有一个可靠的、支持业务差异化的、可运 营、可管理的城域网是运营商能够进行全业务运营的 关键。 密耦合的冈0性TDM网络向业务和网络分离的弹性IP 网络转变。在业务层面,全业务运营要求业务控制架 构从控制和转发部件紧密耦合的刚性PSTN架构向分 布式组件的弹性IMS架构转变.其间,软交换架构作 为中间过渡步骤.可保持演进具有一定的连续性。无 宽带论坛(BBF)是国际上在城域网和接入网的技 术、架构和管理等方面进行标准化的主要组织,其前身 是DSL论坛,成员囊括国际上所有主流的运营商和设 备制造商,并与IETF、ITU—T、IEEE、3GPP等其他主要 的国际标准组织有协作关系。BBF及其前身DSL论坛 所发布的系列技术报告是国际上基于DSL接人的城 域网架构的基础。当前,BBF的工作范围已扩展到光接 论从网络层面还是从业务层面,演进目标都基于IP的 架构。从这个角度来说.所谓的全业务运营就是在全 IP基础上进行全业务融合。伴随的业务和网络的转型 过程就是IP转型过程。 入网络、家庭网络、城域网的架构、控制和管理等方面。 根据BBF最新的关于宽带多业务城域网的需求 现阶段,全业务运营体现为单一网络承载话音、视 频、数据等三重播放业务。随着3G/HSPA乃至4G移 动宽带业务的部署,全业务运营将体现为单一网络承 描述[1].支持全业务运营的新一代城域网必须满足以下 需求。 a)支持多种商业模型,支持多种计费模型。 40 : Q:DTPT Radio Communication 全业务运营的城域 蹇 ●___巨重墨匡盔|___ b)支持IPTv、VolP、游戏和移动回程等新型应 用.支持传统的TDM应用。 c)在单一的用户接入线路上支持多种应用和多 个目的地。 手段.其中最重要的是资源管理和策略控制组件。 对现有城域网的升级改造将随着精品业务的发展 而逐步推进。 当普通的宽带上网用户数逐渐饱和以后,将逐步 引入新的IPTV业务,这将推动城域网进行一次大的 架构升级.即在现有的IP城域网里再引入一个新的承 d)支持L2VPN和L3VPN。 e)支持批发型业务,支持L2连接,可按NSP、ASP 或不同流量方向进行流量聚合。 f)提供高速连接。支持高带宽应用。 g)支持动态的带宽按需分配。 h)支持IPv6,支持IPv6、IPv4的接入和业务以及 2种协议的互通。 i)支持QoS,提供双向的QoS差异化,支持QoS 的动态按需调整。 j)支持组播。 k)支持内容分发和缓存。 1)网络具备高度的可靠性和可用性。 m)支持用户的游牧性接人。 n)具备用户认证、授权和统计功能。 O)支持多种接人技术,包括PON、点到点光纤、各 种DSL技术、以太技术、无线接人技术等。 P)支持分层的业务部署、网络管理和业务管理模 型,支持与IMS和Web Services等业务部署架构,支持 基于策略的网络控制和端到端的业务控制。支持网络 管理接口和业务管理接口向第三方开放。网络和业务 部署模型基于面向服务的架构。 q)支持业务等级管理。 r)具备安全性。 从以上需求可以看出,下一代城域网将具备话音、 视频、数据和移动的四重播放能力,同时支持个人用户 和政企用户,并支持各种主流的业务和应用部署模型, 是面向多业务融合的IP承载网络。 3城域网存在的问题及升级改造的策略 现有的城域网主要是随着尽力而为的宽带上网业 务而发展起来的,对于新一代的IPTV、VolP、政企客户 专线专网、移动基站接人等所谓的精品业务.城域网在 可靠性、可用性、业务差异化、端到端QoS保证、运维 和管理等方面的能力都远远不足。 城域网的改造可从硬件和软件2个方面入手。在 硬件方面,要有步骤地引入新一代的网络设备。按照从 核心、到汇聚、再到接人的顺序,在业务发展的推动下 逐步推进。在软件方面,需要部署新的起协调、控制和 服务作用的中间件,以协调分布式的底层网络设备的 工作,为上层业务和应用提供QoS控制和业务控制的 载精品业务的第二平面。随着软交换逐步替换PSTN, 城域网第二平面也将为软交换接入网关提供接入。随 着一些高级的、具备VolP能力的用户家庭网关的部 署 城域网将为端到端的IP话音提供承载。此时,城域 网发展到了三重播放的阶段。 随着可靠性和服务质量的提高,城域网第二平面 将能为政企客户提供低成本、广覆盖、高可靠、业务分 等级的专线和VPN服务。据此,运营商将能够大规模 地为政企客户提供IT集成和外包服务。 随着3G业务的发展和HSPA的部署.移动业务 将逐步进入移动宽带时代,移动数据业务流量将大幅 超越话音流量。此时,移动基站的上行接口将逐步宽带 化和以太化,而城域网第二平面将为移动基站提供理 想的接人手段。此时,城域网发展到了话音、视频、数据 和移动的四重播放阶段。新一代的各类基站都将迁移 到城域网第二平面上,老一代的基站大多仍承载于传 统的SDH/PDH网络上。 在向全业务运营过渡的过程中,运营商在城域将 同时存在SDH和IP这2张承载网。而IP城域网将同 时存在2个平面。长远来看,SDH网和IP城域网第一 平面都将逐步退网,IP城域网第二平面将逐步扩大, 直至承载包括互联网业务在内的所有业务。在过渡时 期,不同的运营商可具有不同的演进策略。但制订城域 网第二平面的部署方案,明确城域网第二平面与第一 平面以及SDH网的相互关系和演进方式,是运营商向 全业务城域网平稳过渡的关键。 4全业务运营的城域网改造和建设方案 假定城域网改造的起点是传统的尽力而为的城域 网,仅承载宽带互联网业务。 图1是典型的BBF TR一059架构l引,通过单一的 BRAS(Broadband Remote Access Server)来终结和管理 用户的PPPoE会话,是典型的第一代城域网架构。 图2是典型的BBF TR一101架构[3]。在传统的 BRAS以外又引入了第二IP边缘节点SR(Service Router)。BRAS仍作为传统互联网业务的人口.而SR 作为新的精品业务的入口。这个架构是目前国内大多 数城域网的现状。 41 Radio Communication -l -ll_巨重翟匡警暑_ 鍪童錾运营的城域网建设 图1 仅承载尽力而为的互联网业务的城域网 图2城域网引入BRAS之外的第二IP边缘节点SR 按TR一101的术语.IP边缘节点统称为BNG (Broadband Network Gateway).BRAS和SR都属于 BNG的细分形式。这里为了叙述的简便,把上一代部 署的IP边缘节点称为BRAS(或称为第一代BNG)。而 把新一代部署的IP边缘节点称为SR(或称为第二代 BNG)。BRAS和SR在功能上并无本质不同,二者最主 要的差别是硬件平台的速度。是否支持PPPoE或 IPoE/DHCP接入方式。并不是BRAS和SR的本质区 别.原则上BRAS和SR应支持所有的用户接人方式。 不过.随着精品业务的发展,由于PPPoE接入方式在 业务支持能力方面的内在缺点(主要缺点是不支持组 播).将逐步被IPoE/DHCP接入方式所替代。 图3是BBF WT一145M的网络模型,从SR向下延 伸新的电信级以太网,形成城域网第二平面。至于电信 级以太网具体基于何种技术,可有多种选择。电信级以 太网可双上联到BRAS和SR,互联网业务被分流到 BRAS承载,精品业务被分流到SR承载。电信级以太 网也可单上联到SR.以SR来承载所有的互联网业务 和精品业务。如果以SR承载互联网业务,原则上应以 42 图3从SR向下延伸电信级以太网.形成城域网第二平面 IP会话[5]作为用户接入认证和管理的首选方式.而以 PPPoE会话作为备选方式。 图4是城域网第二平面扩大至全部汇聚层,IP边 缘层也全部升级成SR(BBF TR一101术语称为BNG)。 此时BNG和电信级以太网将承载包括互联网业务在 内的全部业务,主流的用户接入方式是IP会话接入。 为了满足少量剩余的PPPoE用户接入需求,可以集中 方式旁挂部署少量BRAS。 图4城域网第二平面扩大至全网,第一平面退网 随着IPTv等业务的引入。大量的高带宽业务竞 争有限的带宽资源将可能导致服务质量劣化,迫切需 要一些技术手段来统一管理网络资源,协调多个设备 的操作.这需要在城域网引入资源管理和策略管理系 统(见图5)。同时为了能够有效地控制互联网业务流 量,运营商也希望引入业务识别与控制系统,这也需要 统一的策略管理系统。城域网的资源管理和策略管理 系统的作用在某些部分类似于NGN资源接纳和控制 系统,将来随着NGN系统的部署,这2个资源管理系 统可望以某种方式互相协调或融合。 Radio Communication 全业务运营的城域 蹇 ●l__臣重量国暖l__l 网络进行多业务扩展的技术。除此以外,还可能存在上 述若干技术的混合方案,即汇聚网存在二层或以上的 层次,不同层次采用不同的电信级以太网技术。 总的来说.基于IP/MPLS架构的电信级以太网的 技术标准和设备最为成熟,控制平面技术成熟,管理手 段丰富,数据平面最为强大,业务最全面,是首选的电 信级以太网技术。如果城域的电信级以太网有二层或 以上的层次,并且不同层次选择了不同的技术,此时, 基于IP/MPLS的电信级以太网技术应部署在最高的 层次,与核心路由器层构成统一的IP/MPLS路由域 这样,相对于城域范围内数量有限的L3 POP(Point of 图5引入资源管理和策略管理平台,同时可部署DP1功能 Presence) 能够扩大L2 POP的覆盖范围 提高业务提 供能力,增强QoS管理的扩展性和弹性,使城域网能 当前,在城域网里如何部署电信级以太网是一个 够完全实现对每用户、每业务、每应用进行精细化的 热点话题,可选的技术方案主要有IP/MPLS方案、 QoS管理 Provider Ethernet方案、MPLS—TP(MPLS Transport Pro. 如果基于IP/MPLS的电信级以太网部署于最顶 ifle)方案等。IP/MPLS方案俗称三层方案,基于IP/ 层,那么这个层次的VPLS可部署PBB—VPLS.以实现 MPLS伪线和VPLS(Virtual Private LAN Service)技术 更好的MAC扩展性。更低层次的电信级以太网可有 构建电信级以太网。Provider Ethernet方案俗称二层方 IP/MPLS到边缘或IP/MPLS不到边缘的2类部署方案 案,基于IEEE PBB/PBB—TE(Provider Backbone Bridge (见图6)。如果采用IP/MPLS到边缘的方案,优点在于 with Tramc Engineering)技术构建电信级以太网。 技术成熟,业务功能强,动态控制平面能力强,多厂家 MPLS—TP方案俗称PTN(Packet Transport Network)方 互操作性好,可大幅度降低运维成本。如果较低层次的 案。另外还有MSTP方案,俗称一层方案,是基于SDH 汇聚网络采用PTN、PBB/PBB—TE、MSTP等非IP/MPLS 图6城域电信级以太网的部署示意图 43 Raclio Communication 张立新 全业务运营的城域网建设 技术,优点在于成本较低。但除了实现网络保护和业务 3 Broadband Forum TR一101 Migration to Etheruet-Based DSL Aggrega— tion 的可靠传送以外,一般缺少较强的业务能力,可作为高 可靠、低成本、广覆盖的接入网来部署。 参考文献 1 Broadband Forum TR一144 Broadband Multi—Service Architecture& Framework Requirements 4 Broadband Forum WT一145.Muhi—Service Broadband Network Func. tional Modules and Arehitecture 5 Broadband Forum WT一146.Subscriber Sessions 6 IETF drafl~baIus—I2 pn—vpls-802.1ah.VPLS Extensions for Provider Backbone Bridging 如 团一 一 2 Broadband Forum TR一059.DSL Evolution Architecture Requirements 毫 收稿日簸 (编辑 王坚); for the Suppo ̄of QoS—Enabled IP Services 中兴通讯信息 中兴拟用60亿建西安生产研发基地:日 亚有限公司同Megatec网络公司签署合 作协议,协助其建设CDMA 1X移动电话 网络。 率计,频谱分析仪,信号源,无线综测仪, 协议测试仪和频谱一致性测试系统。在 TD—SCDMA终端测试、WiMAX的MIM0 测试、HSPA+、802.11n和AGPS领域, 前,中兴通讯发布公告称,将在西安建研 发生产基地,总投资60亿元,除承担现有 移动通信系统、手机、3G等产品的生产研 Megatec网络公司是尼日利亚一家经 营区域性固定无线网络的私有电信运营 R&S也提供了新的测试解决方案。除此 商,其总部位于尼北部卡诺市。这次同中 之外.R&S新推出的矢量信号源 发外,未来重点将关注于3.5G、4G产品的 开发。 00A、业界最快最精确的中档信号 兴通讯合作拟投资1.02亿美元用于在卡 SMBV1分析仪F5V、超宽带信号的IO调制信号 电话网络。 (仁明) 中兴通讯近期与西安高新技术产业 诺周边地区建设基于CDMA技术的移动 开发区管理委员会签订投资协议,拟在西 安高新技术产业开发区投资兴建“中兴通 讯股份有限公司西安研发生产基地”,投 资总额约60亿元。 (刘中和) 源AFQIOOB都将悉数登场.给人耳目一 新的感觉。(展台号:北京新国展W1馆 164O) (马玲) 中兴备战中移动TD二期招标:近日,中 国移动TD—SCDMA第二期设备招标正式 向厂商发标。随着中国移动TD—SCDMA R&S挑战微波测试与测量极限:近日在 中兴手机销量累计将达1亿:近日从中兴 成功地服务奥运,产业链各方对TD有了 荷兰阿姆斯特丹举行的欧洲微波周上,罗 通讯获悉,中兴通讯2008年上半年手机 更新的认识,包括华为、爱立信等一期没 德与施瓦茨公司将展出可测试高达325销量继续保持了自2005年以来的大幅上 升趋势,半年销量近2 000万部,到2008 有参与竞标的企业都成了本次招标的有 力竞争者。 中兴通讯虽在一期招标中成为大赢 GHz的网络分析仪,可进行功率测量与分 析的信号源,以及针对MIMO、WiMAX和 年9月全球手机销量累计将达到1亿部。 3GPPLTE的许多创新。此外,测试与测量 级性能和功能。罗德与施瓦茨公司的 中兴通讯2008年手机年销量达到5 000 万部量级的目标不变,2010年希望能够 家,但面对这样的局面,他们仍没有丝毫 专家也将证明中档的预算也可获得的顶 懈怠,并已做好了准备,中兴通讯的 R&S FsV是新一代极快速和宽带的中档 信号分析家族里的首位成员。其扫描速度 可高达每秒1 000次,具备40 MHz的分 析带宽和极高的测试精度。这些强大的性 MX倍速(空分复用)技术将是他们 实现年销售l亿部手机的目标。 (仁明) HSPA 这项技术可以大幅 中兴在宁建研发中心:近日,中兴通讯南 此次竞标的强项之一。京研发中心3期项目奠基典礼在南京雨 提高TD—SCDMA频谱利用率和系统数据 HSPA的容量和频 花软件园隆重举行。该中心总建筑面积 吞吐量,可以解决TD 30万m ,建成后可容纳万名研发人员,将 谱利用率或可能成为数据业务发展的瓶 能为中档频谱仪设定了新的标杆。R&S 成为国内乃至亚洲最大的软件信息产业 颈的问题。除了HSPAMX技术之外,室外 FSV同时还具有极好的性价比和基于触 研发、生产基地。据介绍,目前奠基的3期 项目占地面积38万m ,计划总投资 型基站、大容量机柜型BBU以及紧凑型 BBU等系列化基站也是中兴通讯TD二 期招标的重点产品。二期的RRU也将由 小天线体积和重量的50%。 (仁明) 摸屏的创新操作理念。 (马玲) R&S通用矢量信号源性价比大大提升: 罗德与施瓦茨公司新推出的R&S l1.88亿元人民币,预计2009年完工。 据介绍,中兴通讯南京研发中心 2001年落户雨花,1期、2期项目总占地 14万m 。现已入驻近万名员工。3期项目 原来的4通道改为现在的8通道,能够减 SMBV100A矢量信号源不仅具有吸引人 的价格,更具备以往只有昂贵设备才具备 的性能。如提供高达6 GHz,+24 dBm典 建成后,将是中兴通讯重要的研发基地, 可承担IMS、3G核心网及相关的系列软 R&S信息 R&S将参加2008国际通信设备 展:R&S公司宣布将在2008国际通信设 测试解决方案及全新功能极具性价比的 测试设备 R&S还将展出TD—L1、E标准的 全新的完整测试解决方案.其产品包括功 型输出电平值和528 MHz的最大射频带 宽。而且无需借助电脑,使用仪器直观的 件、大型数字程控交换机系统及面向未来 据等产品的研发、转产和生产。 (仁明) 中兴获尼日利亚1亿美元订单:近日,据 用户界面就可直接配置产生数字标准信 号,比如WiMAX、3GPP FDD、HSPA和 的网络核心设备、TD手机、业务产品和数 备展上推出创新的多种移动通信标准的 LTE等。由于用户可以自己进行现场维 护。因而可将维护维修时间和花费减到最 小。 (马玲) 尼日利亚《抨击报》消息,中兴通讯尼EI利