新型城域网建设思路

刘志琴

（安徽电信规划设计有限责任公司网络通信规划设计院，安徽 合肥 230031）

0 引 言

国家“十四五”新基建规划中指出，要大力推进“双千兆”能力建设和数据中心高质量发展，建设高速泛在、天地一体、云网融合、智能敏捷、绿色低碳以及安全可控的智能化综合性数字信息基础设施[1]。“双千兆”接入和边缘云布局的协同发展将推动2C/2B/2H（个人/企业/家庭）的创新业务向大带宽、低时延以及优质体验的云网融合新业务升级转型。在人工智能（Artificial Intelligence，AI）、大数据以及物联网等新技术的支持下，加快数字化转型，推动融合数据技术（Data Technology，DT）云、大数据技术、信息技术（Information Technology，IT）以及通信技术（Communications Technology，CT）的新DICT 业务生态发展。运营商要全面推进网络重构，打造云网融合的新型基础设施，助力国家数字经济发展[2]。

1 新型城域网建设背景

1.1 城域网发展现状

现有城域网（Metropolitan Area Network，MAN）内业务承载包含互联网协议（Internet Protocol，IP）传统城域网与IP 无线接入网/智能传送网（IP Radio Access Network/Smart Transport Network，IP RAN/STN），具备网络独立、设备分立、业务分离以及管理分散等特点。

IP 城域网主要承载光纤宽带、互联网电视（Internet Protocol Television，IPTV）以及软交换业务。IP RAN/STN 网络主要承载移动基站回传业务。根据不同的接入方式，政企专线业务分别由IP 城域网和STN 承载。

IP 城域网大部分以本地网为单位建设，由核心层与业务控制层组成，适应南北流量。核心层设置单机或背靠背的核心路由器（Core Router，CR）设备作为地市网络出口，主要采用100 GE 链路交叉上联至163 网、中国电信下一代承载网（China Net Next Carrying Network，CN2）。业务接入层设备采用带宽远程接入服务器/多业务边缘路由器（Broadband Remote Access Server/Multimedia Session Engine，BRAS/MSE）通过10 GE/100 GE 链路交叉上联至CR，下联接入网光线路终端（Optical Line Terminal，OLT）承载家庭宽带用户、视频用户以及下挂政企客户。

IP RAN/STN 网络以省为单位统一建设，由核心层、汇聚层以及接入层组成，覆盖范围广。核心层主要由省核心层和地市核心层构成。省核心层主要用于部署省级边缘路由器（Edge Router，ER）、核心分组网演进用户边缘设备（Evolved Packet Core Customer Edge，EPC CE）以及5G 核心网用户边缘设备（5G Core Customer Edge，5GC CE）。地市核心层部署城域ER，可汇接IP RAN/STN 区域流量。5GC CE、EPC CE 设备主要用于跟随移动核心网同步建设。汇聚层采用STN/IP RAN-B 设备，实现成对部署。B 设备与城域ER 之间采用口字型或交叉组网。接入层由STN/IPRAN-A 设备组成，主要承载基站、政企专线业务。环网主要采用50 GE 或10 GE 链路。

1.2 业务发展需求

近年来，随着基础业务规模的不断扩大和宽带用户数的高速发展，云网融合新业务不断涌现，应用场景也更加丰富，这对网络的带宽、时延以及自动化能力提出更高的要求。

1.2.1 2H 传统业务

2H 传统业务主要包括3 类。一是公众互联网业务，主要为家庭用户提供宽带拨号接入业务；二是天翼高清业务，主要为用户提供直播和点播服务，如4K/8K、增强现实/虚拟现实（Augmented Reality/Virtual Reality，AR/VR）等要求大带宽、低时延的业务；三是云网超宽带业务，通过在城域网内部署边缘云，提供AR/VR、云游戏等大带宽、低时延业务，要求端、管、云以及边层面灵活监测、调度，满足高质量服务需求。

1.2.2 2C 移动互联网业务

随着5G 的发展，4G/5G 网络将长期共存。5G独立组网阶段，各设备端口间均存在灵活的连接需求，承载网需具备灵活组网和灵活调度、业务快速开通、业务安全隔离以及服务等级协议（Service-Level Agreement，SLA）可承诺等能力。

1.2.3 2B 政企组网业务

2B 政企组网业务中，云专线、云专网等云网融合业务要求云网无缝对接，业务弹性部署、灵活加载。对于工业互联网、车联网等业务，要求低时延、高可靠组网，算力进一步下移。

2 新型城域网建设总体思路

2.1 网络架构

新型城域网结合IP 传统城域网与IP RAN/STN，以数据中心为中心进行组网，按最小交付单元（Point Of Delivery，POD）建设落地。采用“积木式”架构，实现架构弹性扩展、云网标准化对接，构建固移融合、云网融合、绿色低碳以及安全可靠的新型城域网[3]。新型城域网架构如图1 所示。

图1 新型城域网架构

2.1.1 城域网POD

城域网POD 采用Spine-Leaf 架构进行组网，实现区域内全业务融合承载，高效疏导边缘云下沉的东西向流量。Spine 实现Leaf 汇聚与流量转发，Leaf-Leaf 之间通过SRv6+EVPN 实现入云、云间等流量快速转发。Leaf 分 为A-Leaf、S-Leaf、DC-Leaf 以 及B-Leaf。A-Leaf 主要提供固定和移动用户的接入，固定业务通过OLT 双归到一对A-Leaf，并在OLT 侧绑定trunk。A-Leaf 之间部署标准的EVPN VPLS over SRv6，并采用E-tree 模型，形成双活状态。B-Leaf主要作为出口对接CN2 网络，承载高质量的虚拟专用网络（Virtual Private Network，VPN）专线业务、自营业务以及互联网业务。

2.1.2 云网POP

S-Leaf、DC-Leaf 提供云业务的就近接入。S-Leaf可采用STN-ER 或STN-B 设备与vBRAS-pUP 池同步、同节点建设，完成vBRAS-pUP 池的接入。S-Leaf 组网结构如图2 所示。

图2 S-leaf 组网结构

城域中心云资源池设置在核心数据中心，具备部署多种设备的能力。DC-Leaf 建设与中心云建设同步，每个中心云部署2台DC-Leaf，交叉上联至Spine设备。边缘云资源池同址部署1 对DC-Leaf，通过边缘云接入城域POD。DC-Leaf 可与A-Leaf 同局站合一设置。

2.1.3 POD 出口功能区

根据宽带用户数设置POD 数量，单POD 出口在核心节点设置Spine 设备，多POD 设置Super-Spine设备，出口至骨干网ChinaNet、CN2 以及5GC 网。国内互联网业务通过Spine 直连骨干，Super-Spine 只转发多POD 间互联流量。

2.2 新技术的引入

新技术的引入主要包括3 方面内容。一是转控分离vBRAS 技术。转控分离vBRAS 由控制面云化、转发面池化组成，承载宽带等固网业务[4]。二是按需部署DCI-BOX。引入DCI-BOX 设备承载设备间链路，其集成度高，可以减少机房占用空间，节省传输网络投资。三是引入SRv6+EVPN+FlexE 融合承载技术[5]。新型城域网引入SRv6+EVPN+FlexE 融合承载技术，可以提供高带宽、高安全、低时延以及低丢包的确定性SLA 联接服务，满足计算能力下沉的需求。

3 结 论

新型城域网充分利用现有STN 网设备，构建Spine-Leaf 架构的城域POD，以满足算力下沉带来的东西向流量疏导需求。新型局域网可简化网元要求，统一接入固网、移动网以及云网，实现业务融合承载，提升资源利用率，具有较好的应用前景。