1、592023.02互联网0 引言随着通信网络技术的演进，运营商通信承载网络一直在发生深刻的变化。固定网从数字电路到以太网电路，从交换型到路由型城域网，骨干网络架构基本形成。移动网也在不断演进，从3G发展到4G，再到目前已经规模化商用的5G。固、移业务接入带宽及服务要求逐渐趋同，伴随着技术的持续演进，SRV6、EVPN、切片等技术能够提供更加灵活、更具有保障的网络服务，在此背景下，固、移融合的网络架构成为运营商新的诉求。1 固移融合的诉求目前运营商的宽带 IP 城域网和移动承载网通常是独立建设的，分别设有互联网出口。随着互联网的快速发展，在城域层面逐渐出现固移融合的需求，业务和应用的融合、一致性
2、业务体验要求和网络技术驱动纷纷推动城域网向固移融合演进。（1）业务和应用的融合2013 年“宽带中国”战略中提出：到 2020 年，50%的城市家庭用户达到 100Mbps，发达城市部分家庭用户可达1000Mbps。“宽带中国”战略提出后，各运营商都加快了宽带提速的部署进程，百兆及千兆宽带进一步加速普及。2019年 5G 在中国正式发牌，标志着中国 5G 时代的到来，用户速率将从 4G 时代的 50Mbps 提升到 100M/1000Mbps。移动网和固定宽带网均可通过 1000Mbps 接入，接入速率趋于相同让业务融合成为可能，接入带宽不再是瓶颈，城域网内大容量设备和 100GE 带宽为网络
3、融合打好了基础。5G时代核心网会逐步下沉，UPF（用户面功能）/MEC（移动边缘计算）核心网元将部署到城域网内，下沉的 UPF/MEC所处理的 5G 业务数据流量在本城域网内终结。MEC 不仅负责移动边缘计算，还可以承担固网边缘计算，随着业务场景复杂化，接入 MEC 应采用固移融合的网络通道。（2）一致性业务体验要求当固定和移动接入速率趋同，在某些特定业务场景（如实时直播）用户会要求同时在不同终端进行流量的上传和下发，并且业务体验无差异，只有固移融合的网络进行端到端的业务管理和调度，才能保障特定业务体验。（3）网络技术驱动5G 要求承载网支持网络切片，SDN（软件定义网络）/NFV（网络功能虚
4、拟化）强调用软件对业务进行灵活编排和调度，未来的网络技术正在共同推进网络的转发层面和控制层面分离，目标是网络转发层面保持简洁、高效，并进行深度融合。固移融合可改变现有“烟囱式”的网络架构，推进网络互联网化转型。固移融合的网络建设，推动了 SDN/NFV 技术在城域网的部署，增强了网络的开放性和敏捷性，支持新业务的快速开通；同时运用云计算技术减少了城域网内转发层设置的节点数量，综合降低网络建设成本。2 固移承载网的现状目前运营商通常独立设置宽带 IP 城域网和 4G/5G 移动承载网，两张专用承载网络之间并不互通。IP 城域骨干网一般设置核心层和业务控制层，接入网通IP 城域网融合建设发展思路探
5、讨丁晓燕中国电信股份有限公司江苏分公司摘要：随着互联网的快速发展，IP 城域网逐渐出现固移融合的需求。为适应宽带提速、5G 应用等业务承载要求，城域网应由分离承载的模式向固移融合进行演进。分析了宽带 IP 城域网和移动承载网的网络现状，提出向固移融合演进的策略，并从局点规划、网络设计、带宽设计、成本比较四个方面，重点探讨了固移融合的IP 城域网建设方案。关键词：固移融合；局点规划；网络设计；带宽设计602023.02互联网过 OLT（光线路终端）或交换机上联两台业务控制层设备，业务控制层同时上联两台核心设备。业务控制层设备成对设置，设备容量覆盖所有下挂 OLT 或交换机接入用户，同时配置容灾功
6、能，当其中一台设备宕机时，业务将由另一台设备负责接管。核心层设备一般设置两套，主流采用集群路由器，设备转发能力已达到256T。宽带城域骨干网络结构如图1所示。移动承载网一般设置接入层、汇聚层和核心层（汇聚层和核心层属于城域层面）。因为无线接入带宽较低，接入层通常环形组网，有利于节省上联带宽和互联光纤资源；汇聚层设备成对设置，一对汇聚层可以下挂多个接入环；核心层设备一般设置两套，采用大容量路由器，由于汇聚层设备层级较低，当汇聚层与核心层之间光缆资源不足时，可适当设置二级汇聚核心，以减轻汇聚层上联的传输压力。移动承载网络结构如图 2 所示。宽带 IP 城域网和移动承载网均通过传输系统传送业务，同局
7、址的网络设备共享传输系统，传输系统建设通常覆盖到IP 城域网的业务控制层、移动承载网的汇聚层，业务控制层下联和移动承载汇聚层下联网络以裸光纤为主。城域波分系统覆盖如图 3 所示。3 固移融合的演进策略（1）国内运营商承载网演进策略国内主要运营商包括移动、联通、电信，在城域网演进方向所关注的侧重点不同，因此三家的演进策略也有所不同。为了适应未来 5G 业务带来的大容量、低时延、高可靠等技术要求，各大运营商均已规划在 5G 承载网引入 FlexE（灵活以太网）、SR（分段路由）协议，以改善网络的传输时延和可靠性问题。移动在 4G 承载主要采用 PTN 技术，5G 承载网采用SPN 技术，结合 Fl
8、exE 技术可以实现业务隔离和网络分片。联通在现有 IP 城域网、基站回传网、本地承载网基础上，构建统一承载网络，简化路由协议控制面，引入 SDN/NFV 技术支撑云网一体化和资源统一调度。电信 4G 承载主要采用 IPRAN 技术，5G 承载网采用 STN 技术，基于 STN 网络建设一张固移融合、网业分离的城域网，引入SRv6（IPv6 分段路由）、FlexE（灵活以太网）技术，实施网络设备的转控分离，为运营支撑系统注入智能，云网深度融合。国内主要运营商固移融合的演进策略如表1 所示。（2）支持固移融合的城域网演进策略固移融合的城域网建设，应支持SRv6（IPv6 分段路由）、FlexE（
9、灵活以太网）网络协议，支持网络切片和能力开放，以满足未来 5G 和固移融合的承载需求。由于5G 将出现大量 ToB（面向企业）业务需求，应用呈现分布式、贴近用户部署特点，承载 ToB 业务流量的 UPF/MEC需逐步下沉到城域网内。因此固移融合城域网骨干节点的选取，应覆盖移动承载网的汇聚层以及宽带网的业务控制层，充分利用现有传输、光缆、机房等基础设施资源，有利于下沉的UPF/MEC就近接入城域网。图 1 宽带城域骨干网络结构示意图图 2 移动承载网络结构示意图612023.02互联网表 1 固移融合演进策略对比分析表运营商演进关注点技术演进方向移动适应 5G 需求，在原有承载网上迭代更新，保持
10、宽带和移动业务分离承载SPN+PTN，网络切片，信道硬隔离，VPN 下沉联通宽带与移动统一承载，云网一体化，简化运维流程Spine-leaf 架构，SR-EVPN 协议，网络切片，云网协同电信建设固移融合承载网，业务敏捷开通，提升运营效率，云网深度融合Spine-leaf 架构，SRv6 协议，网络切片，转控分离固移融合需适应城域网向 DC（数据中心）化演进要求，将业务管理功能从网络层面剥离出来，将路由协议的控制层进行分离集中管控，以 SDN/NFV 模式集中建设控制器和编排器，对用户业务和数据流向进行统一管理。SDN/NVF 的引入将改变现有网络运维管理的复杂性，增加业务开通的敏捷灵活，促进
11、流量优化的统一调度。宽带和移动接入层的网络上联方案将打破现有网络格局，接入层不再分别上联 IP 城域网和移动承载网，而是就近接入共同的固移融合的骨干节点，并在固移融合骨干节点启用网络切片和 QoS（服务质量），固网业务和移动业务区隔于不同的逻辑通道内，分别采用不同 VPN（虚拟局域网）协议进行业务传送和业务保障。固移融合后按照城域网内承载的业务类型，网络核心出口将分别上联不同的外部网络。宽带业务上联互联网出口，移动业务上联5G核心网，专线业务上联运营商的专线承载通道，云网融合业务上联云资源池网关。通常需设置域内的ASBR（自治系统边界路由器）设备，负责与外部网络的跨域互通。固移融合城域网的架构
12、如图 4 所示。4 固移融合组网方案探讨固移融合组网规划的难点在于 5G 业务的不确定性和接入网的改造。固移融合组网方案的首要重点是局点规划，其次是网络设计、带宽设计、成本比较等。（1）局点规划5G 业务的不确定，对如何设置固移融合城域网的局点增加了难度，初期链路带宽也较难规划。建议应以现有宽带城域网、移动承载网的局点为基础，综合传输光缆资源，将符合 5G 承载、基础设施条件较好的局点全部纳入固移融合范围内。对固移融合的骨干节点，链路带宽规划应从长远出发，适度进行超前建设。例如某运营商现有业务控制层 30 个局点，移动汇聚层 50个局点，移动汇聚层基本包括所有业务控制层局点，那么固移融合的节点
13、应按移动汇聚层的 50 个来设置；现有业务控制层上联带宽以 10GE 为主，少数部署 100GE，移动汇聚层上联带宽主要为 10GE，考虑固移融合后流量将统一加载到这 50 个局点，因此固移融合节点的上联带宽应以 100GE 为主部署，同时为减轻端口投资压力，部分流量较小的节点可以部署10GE。（2）网络设计宽带城域网逐步引入 vBRAS（虚拟 BRAS）、vCPE（虚拟客户端）等技术，城域网内出现部署DC（数据中心）的需求。图 3 城域波分系统覆盖示意图622023.02互联网随着 5G 应用推进，运营商网内将部署更多分布式的云网络，网络功能将更多以软件的形式来定义和实现。因此，未来将是一个
14、云网融合、虚实共存的网络场景，网络功能和承载分离，承载网不再依赖于路由器设备，而将演进为一张高速转发网络以及基于转发网络的业务云网络（如vBRAS、vCDN、MEC等）。固移融合的城域骨干网，建议参照数据中心 Spine-Leaf（脊叶网络）网络架构，设置核心节点 Spine（脊）和业务节点 Leaf（叶），业务节点 Leaf 即开启 SRv6、FlexE 等重要协议的网络节点。Spine 或 Leaf 节点采用大容量转发设备，单槽转发能力达到Tbps以上。一般城域网内设置2-4个Spine节点，Leaf节点按需设置，Spine和Leaf都应设置在固移融合的局点。根据城域网用户规模大小，Lea
15、f 节点可选择一级或两级结构：如果城域网用户规模较大，Leaf 所属固移融合局点距离 Spine 局点较远，Leaf 与 Spine 之间没有直达光缆，可以在Leaf 和 Spine 中间加设一层 Leaf 节点，解决 Leaf 上联 Spine的传输问题。如果城域网用户规模较小，Leaf 所属固移融合局点距离 Spine 局点较近，Leaf 与 Spine 之间有直达光缆，Leaf 可直接上联 Spine 节点。业务云网络（vBRAS、vCDN、MEC）按需设置，一般设置于 Spine 节点内，当业务云网络需处理大量数据流量时，建议将业务云网络下沉到 Leaf 节点，以节省上层网络的带宽。固
16、移融合的组网设计方案如图 5 所示。（3）网络带宽Leaf 节点带宽主要由下挂宽带用户、5G 用户和用户在线流量确定，预计 5G 用户在线流量增幅远超过宽带用户，带宽设计需充分考虑预留。Spine 节点带宽主要对所有 Leaf 节点流量进行汇聚转发，同时结合城域内 CDN（内容分发）或 MEC（边缘计算）下沉流量，计算 Spine 出口带宽。例如某运营商的网络带宽设计如下：Leaf 节点收敛比（上联带宽/下联带宽）0.9，Spine 节点收敛比 0.8；带宽利用率不超过 70%；Leaf 下联带宽=（宽带用户数 宽带用户在线流量 宽带用户并发比+5G 用户数 5G 用户在线流量 5G 用户并发比）/70%；Leaf 上联带宽=Leaf 上联带宽 0.9；Spine下联带宽=Leaf下联带宽+云业务网络下联带宽；Spine 上联带宽=Spine 下联带宽 0.8；（4）成本比较建设固移融合网络，特别是在设计接入网改造方案时，需测算新增数据端口和传输光缆的综合投资，选择综合投资成本最低的方案作为最优方案。例如某运营商宽带城域网现有交换机对 OLT 进行汇聚后上联业务控制层。如何改造交换机上
