袁维安
华信咨询设计研究院有限公司 广西南宁市 530000
摘要：随着智慧城市建设发展和大数据产业的发展，数据业务需求量越来越大，城域网面临着巨大的压力。为解决城域网骨干网、接入网存在的问题，提高网络效率，提升城域网设备使用效率，本文中国移动CMNET城域网建设及优化策略进行探析。
关键词：中国移动；CMNET城域网建设；优化策略
城域网是一种覆盖范围介于广域网与局域网之间，能够同时连接多个局域网，支持语音、视频及数据综合业务，并且实现高宽带传输的数据通信网络。现阶段城域网上智慧家庭、政企专线、VPN等业务的承载量不断提升，对城域网建设提出了更高要求。因此，如何有效推进中国移动城域网建设及优化策略是需要研究的问题。
一、CMNET城域网现状
CMNET城域网是CMNET在城域内的延伸，提供多种业务在城域内的互联。CMNET经过多期的建设发展，目前实现了固定宽带、集团专线、WLAN、IMS、地市自有业务、OTT TV、小基站网关等业务的接入和承载。当前中国移动各地市的CMNET城域网建设上主要采用“核心层+业务控制层+业务汇聚层”和“核心层+业务控制层”两种架构并行。
1、核心层。核心层由高端的核心路由器 (CR) 组成，核心路由器兼做城域网出口路由器，实现对业务控制层设备的汇接并提供城域网到省网出口。
2、业务控制层。业务控制层实现用户和业务的接入、控制。由双边缘设备 (宽带接入路由器BRAS和业务路由器SR) 和单边缘设备 (BNG) 组成,一般采用V字型与两台核心路由器连接组网。
3、业务汇聚层。业务汇聚层的主要功能是给业务接入节点提供用户业务数据的汇聚和分发处理,由高端的三层交换机组成，现网的汇聚层交换机主要有城域网汇聚交换机和WLAN汇聚交换机两大类,其中城域网汇聚交换机负责宽带接入网 (GPON) 的汇聚，WLAN汇聚交换机负责汇聚WLAN网络的网元AC (接入控制器)。
二、城域网的基本概念与关键技术分析
1、城域网基本概念
城域网是覆盖在50～100 km城市范围内，光纤传输速率在45～150 Mb/s，支持语音、视频、图形及数据等综合业务，实现高宽带传输的数据通信网络。
城域网的逻辑结构大体包含3个层级。一是核心层，能够同时与多个汇聚层连接、转发数据，为数据传输提供网络环境，并实现与主干网的连接，具有开放性、可扩展性特点；二是汇聚层，用于汇聚用户流量，并实现对接入层数据的汇聚、交换与转发；三是接入层，通常与终端用户相连，能够为用户提供收发数据、浏览网络信息等服务功能，满足用户的业务需求。
2、中国移动城域网建设中的关键技术
（1）多业务传送节点技术（MSTP)
MSTP技术以同步数字体系为基础，针对SDH设备进行改造，基于SDH帧格式完成多种协议的接入、汇聚与传输。它的业务接口的设计可满足图像、以太网、ATM等多种业务系统的接入需求，提供虚级联处理、连续级联等交叉连接功能，并依据业务需求的变化进行接口模块的调整与替换，依托匹配的宽带链路，在以太网、ATM业务系统间建立交换、传输通道，满足数据交换与传输需求。同时，MSTP技术可提供统计复用、流量控制、汇聚等功能，依托一定的保护机制实现灵活组网，更好地实现智能化网络管理，具备良好的可操作性与兼容性。
（2）波分复用技术（WDM)
第一点，CWDM技术。该技术将系统的波长间隔控制在10～20 nm，可提供4波、8波，波长数量控制在16波之内，应用于城域网建设中能够最大限度提升光纤基础设施的应用性能，有效节约建设成本。同时，CWDM技术在SDH接口上设置了ATM over SDH网路和IP/Ethernet over SDH网路形式，可有效满足多种业务需求，并且依托光纤直连接口为路由器与ATM交换机的运行创设保障，有效达成ATM over Optical、IP/Ethernet over Optical的效果。
第二点，OADM技术。该技术基于开放式系统结构，由波长转换器、合波器、分波器等单元组成系统结构，涵盖串行、并行以及串并行结合3种结构方式。其中，串行结构基于节点进行上下路波长的处理，串并行结合结构在子波带滤波、合波器处理后进行直通。将OADM环网结构应用于城域网建设，通常其环长不超过100 km。每个OADM环网上包含4～6个节点，需参考节点总数、各节点的上下波长数目、环网保护以及系统中光通路数量等信息完成具体参数的设计，并完成城域网承载业务类型的规划设计。
（3）无源光网络技术（GPON)
GPON技术采用单光纤接入方式，具有高带宽、高传输速率、覆盖范围广以及接口数量多等特点，适用于接入网业务改造。将GPON技术应用于城域网建设，能够有效提升资金利用率，节约成本投入，满足多种宽带业务的发展需求。
三、中国移动CMNET城域网建设中的具体应用
城域数据网是CMNET骨干网、省网在城域范围内的延伸，向下可与宽带接入网、城域传送网建立连接关系，接入用户终端，并实现组网的传输承载。以中国移动公司的城域数据网为例，它承载的业务类型主要包含以下3种：互联网接入业务，包括宽带、WLAN以及IDC等接入业务；虚拟专线业务，主要面向政企等客户群体，为其提供虚拟专线互联业务，强化业务的安全保密性；语音、多媒体接入业务，涵盖Vo IP、IPTV以及多媒体会议等。
在城域数据网的组网结构设计上，城域数据网主要分为核心层、业务接入控制层和汇聚层3个层级。其中，核心层由核心路由器组成，可与省网汇接路由器实现直接连接；业务接入控制层由BRAS、SR以及BEAS/SR设备组成，设备布设在核心节点机房内，实现对用户的接入认证控制、Qo S策略控制以及计费统计等，满足业务承载需求，提高设备利用率；汇聚层由多个以太汇聚交换机组成，主要将交换机布设在OLT所处机房中。为解决以太网广播泛滥问题，需加强对级数的调节，将汇聚交换机、接入交换机级数控制在两级以内，且交换机数量不小于BRAS、SR设备数量，借此削弱单点设备故障的影响，保障设备运行的可靠性。在城域数据网与PON设备的连接标准设计上，应选用WDM技术进行不同机房的连接。在符合双上联条件的情况下，应将OLT双上联至成对汇聚交换机处。
四、中国移动CMNET城域网建设及优化策略
1、总体策略
（1）统一规划，分步实施。CMNET城域网按照“核心层+业务控制层”的扁平化发展目标架构，在初期宜先将原有的业务控制层和业务汇聚层逐步进行合并，同时完成新的核心层、业务控制层网络主体结构的搭建，提供丰富的业务接入能力;后续根据业务需求逐步扩大网络容量，并结合新的传输技术提高网络可靠性。（2）采用先进技术构建网络，实现网络平滑演进。核心层、业务控制层在设备选型上宜一步到位，避免出现重复替换建设。核心层应选用具备集群能力的高端路由器，业务控制层应选用高性能、大容量的路由器。（3）充分考虑网络安全，优化网络架构。根据本地CMNET城域网的网络发展的特点，选择合适的设备组网模型，不断优化网络架构，原则上要确保网元及链路资源的有效冗余备份。
2、核心层建设策略
CMNET城域网核心层应选用具体集群能力的高端路由器组网，从而实现城域网内提供数据的高速转发，同时实现与CMNET省网BR互联，为城域网提供高速的数据出口。CMNET城域网核心层统一独立设置核心层路由器，每地市建议设置2个核心节点，引入具备集群能力的路由器，通过10GE或100G链路，采用“口”字型结构上联CMNET省网BR。城域网出口链路的峰值带宽利用率超过50%时需要进行扩容，当同一局向10G扩容数量超过6×10G，建议采用1*100G端口。
3、业务控制层建设策略
业务控制层由宽带接入服务器BRAS、业务路由器SR、单边缘设备BNG (BRAS、S) 功能合设)业务接入控制设备组成，用于完成对用户业务的接入认证。业务发展初期应适当控制业务控制层的设备数量，根据实际需求进行设置。（1）BNG建设策略。BNG设备应当部署在具备波分资源的传输骨干汇聚机房，采用配对设置组网，采用V字型分别与2台城域网核心路由器进行连接。BNG上联城域出口路由器单方向链路捆绑超过6条10GE时，应调整为1条100GE。链路的忙时平均峰值利用率超过50%时，考虑扩容。（2）BRAS建设策略。BRAS采用分区域管辖的方式，BRAS成对设置，并考虑双节点冗余备份。采用V字型分别与2台城域网核心路由器进行连接。BRAS的设置应综合考虑WLAN热点、家庭宽带及WLAN延伸等多种业务接入需求，单台BRAS的承载业务容量按2万并发用户数估算。（3）SR建设策略。CMNET城域网引入BNG后，普通集团客户通过BNG接入，但重要的集团客户仍应通过SR接入。SR采用分区域管辖的方式，SR成对设置，并考虑双节点冗余备份。采用V字型分别与2台城域网核心路由器进行连接。
五、结论
信息技术的发展开启了网络重构进程，我们需要积极的研究和探索CMNET城域网建设与优化，提升智能化网络的开放性和便捷化水平。
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