IP承載網(wǎng)需求分析與建設(shè)方案設(shè)計(jì)

馬偉超 郭惠軍 張大偉

【摘要】? ? 本文所說(shuō)的IP承載網(wǎng)泛指城域網(wǎng)、CMNET骨干網(wǎng)和IP專用承載網(wǎng)，區(qū)別于傳送網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)。本文以某省為例，介紹如何根據(jù)業(yè)務(wù)需求，包括家庭寬帶、集團(tuán)專線、WLAN業(yè)務(wù)、2G/3G/4G/5G 業(yè)務(wù)、IDC、內(nèi)容分發(fā)等運(yùn)營(yíng)承載需求，優(yōu)化擴(kuò)容地市城域網(wǎng)出口至省網(wǎng)入口帶寬并為相關(guān)業(yè)務(wù)系統(tǒng)預(yù)留端口滿足接入互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)需求，包括CMNET網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)需求和建設(shè)規(guī)模之間的關(guān)系。

【關(guān)鍵詞】? ? 城域網(wǎng)? ? CMNET? ? 承載網(wǎng)

引言：

隨著生活水平的提高，家庭寬帶、4G、5G用戶規(guī)模的高速擴(kuò)張，原有的地市互聯(lián)網(wǎng)出口至省網(wǎng)入口之間帶寬不能滿足數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展需求。IP承載網(wǎng)是新一代業(yè)務(wù)核心承載平臺(tái)，與CMNET互相補(bǔ)充共同提供對(duì)運(yùn)營(yíng)商的業(yè)務(wù)承載。其中IP承載網(wǎng)定位于高價(jià)值高要求的電信業(yè)務(wù)，現(xiàn)階段主要承載話音、企業(yè)內(nèi)部通信以及VPN等高QoS要求業(yè)務(wù)。CMNET定位于互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)和中低要求的電信業(yè)務(wù)，作為開(kāi)放的公眾互聯(lián)網(wǎng)，承載互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù);兩網(wǎng)相互獨(dú)立，不在IP層面直接互通，必要時(shí)通過(guò)業(yè)務(wù)系統(tǒng)互通。

一、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃方案

1.1 現(xiàn)狀部分

重點(diǎn)分析現(xiàn)網(wǎng)部分設(shè)備配置、網(wǎng)絡(luò)連接、后期計(jì)劃的流量遷移及規(guī)劃等，如下：省網(wǎng)核心PB節(jié)點(diǎn)配置2套NE5000E2+6集群;各地市PC節(jié)點(diǎn)設(shè)備配置24臺(tái)NE5000E和4臺(tái)NE40E接入路由器，均為華為設(shè)備。

地市PC節(jié)點(diǎn)與省網(wǎng)PB節(jié)點(diǎn)采用100G鏈路的口字型組網(wǎng)。CMNET網(wǎng)絡(luò)共分2個(gè)平面，其中老平面由PB轉(zhuǎn)接至BC1/2，新平面由PC直接上聯(lián)為BC3/4。

1.2 流量分析

通過(guò)分析一年來(lái)某省網(wǎng)流量，確定流量的增速情況及流量來(lái)源，并且從流量的利用及網(wǎng)絡(luò)的安全性等方面分析擴(kuò)容互聯(lián)網(wǎng)出口的必要性。例如：

通過(guò)現(xiàn)網(wǎng)調(diào)研得知城域網(wǎng)流量入方向大于出方向;城域網(wǎng)外流量供給包括省內(nèi)IDC、CDN、三方出口、鐵通互聯(lián)，省網(wǎng)包括移動(dòng)網(wǎng)內(nèi)IDC和國(guó)內(nèi)/國(guó)際運(yùn)營(yíng)商間。全年省網(wǎng)流量，CMNET流量由1635G達(dá)到3159G，年增長(zhǎng)率94%，流量增速明顯。CMNET出省流量比例程下降趨勢(shì)，出省流量（含回源）占比35%。CMNET省網(wǎng)流量出省比例偏高，參照運(yùn)營(yíng)商要求，分為高（30～40%）、中（20%～30%）、低（10～20%）三類;CMNET網(wǎng)絡(luò)共分2個(gè)平面，其中老平面由PB轉(zhuǎn)接至BC1/2，新平面為BC3/4，后期新平面將承載主要出省流量，目前地市A、地市E、地市G、地市J已經(jīng)完成雙跨，后期根據(jù)要求全部完成雙跨。

調(diào)研各地市CMNET出口帶寬，統(tǒng)計(jì)各地市現(xiàn)網(wǎng)帶寬峰值利用率和規(guī)劃帶寬利用率、列出相應(yīng)表格。以某省為例，統(tǒng)計(jì)分析各地市出口流量及帶寬，得出平均現(xiàn)網(wǎng)帶寬峰值利用率為47.77%，規(guī)劃帶寬利用率為30.96%。

1.3 業(yè)務(wù)需求及業(yè)務(wù)模型

根據(jù)全省網(wǎng)絡(luò)用戶的發(fā)展和市場(chǎng)調(diào)研情況，制定年底家寬和互聯(lián)網(wǎng)專線規(guī)模，一般為運(yùn)營(yíng)商省公司根據(jù)各地市的發(fā)展情況制定的規(guī)模。根據(jù)現(xiàn)網(wǎng)網(wǎng)管家庭寬帶、互聯(lián)網(wǎng)專線、WLAN以及2/3/4G業(yè)務(wù)模型，計(jì)算出各業(yè)務(wù)忙時(shí)峰值帶寬或者用戶峰值流量[1]。

家庭寬帶業(yè)務(wù)模型為：現(xiàn)網(wǎng)忙時(shí)用戶戶均流量 =峰值總流量/總用戶數(shù)/忙時(shí)并發(fā)率，根據(jù)現(xiàn)網(wǎng)用戶流量計(jì)算出家寬用戶平均流量為1.2Mbps。

互聯(lián)網(wǎng)專線用戶模型：忙時(shí)用戶平均帶寬為6M bps，為網(wǎng)管統(tǒng)計(jì)數(shù)值。

WLAN模型：戶均帶寬=峰值流量/在線峰值用戶 經(jīng)計(jì)算為560Kbps，峰值流量及在線用戶數(shù)均為從網(wǎng)管提取

2/3/4G 業(yè)務(wù)模型：每用戶每用戶S1接口平均速率為50Kbps。

預(yù)測(cè)方法為：家庭寬帶流量=用戶數(shù)×忙時(shí)并發(fā)率×戶均帶寬=5620G;互聯(lián)網(wǎng)專線流量=專線條數(shù)×每客戶忙時(shí)戶均帶寬=528G;WLAN用戶流量=用戶數(shù)×忙時(shí)并發(fā)率×戶均帶寬=8G;2/3/4G流量=4G用戶數(shù)×每用戶S1接口平均速率 =1772G。

根據(jù)業(yè)務(wù)模型法對(duì)流量測(cè)算，預(yù)計(jì)XX年年底全省CMNET實(shí)際總流量達(dá)到8453Gbps。家寬、集客、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)用戶數(shù)是根據(jù)全省總用戶數(shù)，再根據(jù)DPI取的各地市的流量比例，將用戶數(shù)分?jǐn)偟礁鞯厥腥ァＨ绻捎靡粋€(gè)業(yè)務(wù)模型，只能用流量比例來(lái)分?jǐn)傆脩魯?shù)，實(shí)際地市的用戶數(shù)可能會(huì)不精確;如果各地市都能單獨(dú)采集數(shù)據(jù)以及提供用戶數(shù)據(jù)，可以采用每個(gè)地市不同流量模型會(huì)更精確。

1.4 建設(shè)方案

根據(jù)業(yè)務(wù)模型計(jì)算出每個(gè)地市的流量最終數(shù)值，結(jié)合現(xiàn)網(wǎng)帶寬，計(jì)算出每個(gè)地市流量增加后所需帶寬，計(jì)算出本次需要擴(kuò)容鏈路如表1。

根據(jù)每個(gè)地市增加的帶寬計(jì)算出擴(kuò)容現(xiàn)網(wǎng)PC/PB節(jié)點(diǎn)華為設(shè)備板卡數(shù)量，需要注意本次設(shè)計(jì)內(nèi)容為PB上/下行端口，PC上/下/橫穿端口，PC下行預(yù)留端口;PC-PB采用口字型，采用100GE端口，因此上行擴(kuò)容均為2的倍數(shù)。根據(jù)估算，本期工程共需要擴(kuò)容24塊400G母板、36塊2端口100G子板。

本工程建設(shè)完成可滿足全省3655萬(wàn)4G用戶、690萬(wàn)家寬用戶、9.7萬(wàn)條互聯(lián)網(wǎng)專線、5萬(wàn)wlan用戶及IDC、融合CDN等業(yè)務(wù)承載需求。省干鏈路在現(xiàn)網(wǎng)10800G基礎(chǔ)上新增2400G，達(dá)到13200G，擴(kuò)容省干節(jié)點(diǎn)下行鏈路，滿足EPC、CDN等相關(guān)業(yè)務(wù)需求，對(duì)沒(méi)有完成雙跨的地市節(jié)點(diǎn)進(jìn)行雙跨結(jié)構(gòu)調(diào)整，共新增1000G至國(guó)干BC。

二、未來(lái)技術(shù)發(fā)展

邊緣計(jì)算（MEC）：通過(guò)將計(jì)算存儲(chǔ)能力與業(yè)務(wù)服務(wù)能力向網(wǎng)絡(luò)邊緣遷移，使應(yīng)用、服務(wù)和內(nèi)容可以實(shí)現(xiàn)本地化、近距離、分布式部署，從而一定程度解決了5G eMBB、URLLC以及 mMTC等技術(shù)場(chǎng)景的業(yè)務(wù)需求。MEC同時(shí)支持移動(dòng)、固定多種接入，5G網(wǎng)絡(luò)可通過(guò)用戶面（UPF）下沉實(shí)現(xiàn);MEC根據(jù)不同的業(yè)務(wù)類型和需求，將其路由至不同網(wǎng)絡(luò)，緩解網(wǎng)絡(luò)回傳的壓力，提升用戶的業(yè)務(wù)體驗(yàn)。通過(guò)MEC支持多種網(wǎng)絡(luò)共享統(tǒng)一部署的邊緣CDN 資源，或利用固網(wǎng)已有的CDN 資源（中心CDN或邊緣CDN），提升多網(wǎng)絡(luò)用戶的業(yè)務(wù)體驗(yàn)， 并實(shí)現(xiàn)用戶在多個(gè)網(wǎng)絡(luò)間移動(dòng)切換時(shí)業(yè)務(wù)體驗(yàn)的一致性保障，實(shí)現(xiàn)面向固移融合的內(nèi)容智能分發(fā)。

區(qū)塊鏈的核心理念：集合分布式存儲(chǔ)、P2P網(wǎng)絡(luò)、共識(shí)、加密等的組合技術(shù)，通過(guò)集體共同維護(hù)一個(gè)分布式的核心數(shù)據(jù)/賬本，實(shí)現(xiàn)交易流程的去中心化，基于分布式數(shù)據(jù)庫(kù)識(shí)別、傳播和記載信息的智能化對(duì)等網(wǎng)絡(luò)。

物聯(lián)網(wǎng)（IOT：Internetof Things）是指通過(guò)信息傳感設(shè)備，按照約定的協(xié)議，把任何物品與信息網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)，進(jìn)行信息交換和通訊，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。

massive MTC，海量機(jī)器通信mMTC主要是人與物之間的信息交互，或通過(guò)NB-IoT演進(jìn)。

網(wǎng)絡(luò)DC化改造：未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)設(shè)計(jì)和組網(wǎng)布局將以DC為核心，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)重塑，引入邊緣DC、區(qū)域DC和中心DC的多級(jí)DC部署方案，利用SDN/NFV技術(shù)雙輪驅(qū)動(dòng)和跨域協(xié)同，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)DC化重構(gòu)。其中邊緣DC重點(diǎn)面向城域邊緣業(yè)務(wù)接入及本地化數(shù)據(jù)處理，實(shí)現(xiàn)固定和移動(dòng)的統(tǒng)一接入、承載和服務(wù)的邊緣數(shù)據(jù)中心，并兼顧面向政企屬地化業(yè)務(wù)和IDC托管等需求綜合承載[2]。

隨著各種新技術(shù)新應(yīng)用的出現(xiàn)，互聯(lián)網(wǎng)流量將會(huì)出現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)，互聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)鏈路帶寬也要相應(yīng)的擴(kuò)容。

三、結(jié)束語(yǔ)

隨著技術(shù)的發(fā)展，未來(lái)通信設(shè)備逐漸數(shù)據(jù)化，網(wǎng)絡(luò)層次扁平化，機(jī)房DC化改造，SDN、NFV、云計(jì)算等新技術(shù)推動(dòng)傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)智能化重構(gòu)，IP承載網(wǎng)建設(shè)必將成為一項(xiàng)重要內(nèi)容，既能滿足業(yè)務(wù)發(fā)展需求又能節(jié)約成本不浪費(fèi)，又快又好的建設(shè)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。

參? 考? 文? 獻(xiàn)

[1]中國(guó)移動(dòng)CMNET省網(wǎng)及城域網(wǎng)業(yè)務(wù)接入規(guī)范

[2] IP網(wǎng)絡(luò)DC化重構(gòu)解決方案[J] 潘永球.通信世界.2017，第003期