中国移动城域数据网汇聚层建设思路探讨

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中国移动城域数据网汇聚层建设思路探讨
文彬
(中国移动通信集团设计院有限公司新疆分公司，乌鲁木齐83001 1)
摘要本文介绍了移动城域数据网新的定位和网络架构，从而提出城域网汇聚层建设的一些思路，对目前城域网汇
聚层如何建设进行了探讨。
关键词 城域数据网；cMNET城域网；网络定位
随着电信体制改革的不断深化，电信业已形成三家
全业务运营商的竞争格局，中国移动面临新的挑战。根
据全业务发展策略，中国移动的全业务网络策略为：“发
挥无线优势，延伸基站光缆，以IP技术为基础，通过
CM—IMS提供多媒体信息服务”，即“无线+基站光缆
延伸+IP+IMS”。在全业务竞争和ALL IP的大环境下，
城域数据网建设和发展Ft益重要。
1 城域数据网网络定位
中国移动城域数据网是城域内由路由器、宽带接入
服务器和交换机等数据设备组成的网络，介于CMNET
骨干网／省网与城域接入网之间，提供多种业务在城域
内的互联及接人，并且保证各种业务的安全性和服务质
量。现阶段，城域数据网一般不为专用IP承载网提供
城域内接入。
1．1移动城域数据网网络定位
城域数据网向上连接CMNET省网，向下通过宽带
接入网和城域传送网接入用户。同时，城域数据网还利
用城域传送网实现组网的传输承载。
1。2与CMNET及IP专用承载网关系
最初将二三层网络分别划分为IP城域网(包含核
心路由器、BRAS、SR)和城域数据网汇聚层(包含
汇聚交换机)。目前，为了体现三层网络与CMNET省
网／骨干网的关系，将IP城域网修改为CMNET城
域网。
早期与CMNET及IP专用承载网关系的思路是：
IP城域网是网络IP化的重要承载网，覆盖IP RAN的
同时，满足移动网络IP化持续发展的要求，城域网定
位为综合业务接入网、制定了建设一张IP城域网发展
思路。目前思路是：城域数据网与IP专用承载网不进
行连接。IP专用承载网的业务主要通过CE(Customer
Edge，客户侧设备)实现接人，一般不通过城域数据网
实现接人。
1．3与城域传送网关系
早期，城域数据网建设和城域传送网建设思路为：核
心层二者分离建设，在城域汇聚／接入层，应建设融合数
据和传送能力的一、二层网络。但融合组网存在如下问题：
(1)融合后网络同时承载互联网业务和基站等重要
业务，存在网络安全风险。
(2)互联网业务和基站等重要业务对网络规划、保
护能力等均有不同的要求，增加融合后网络的复杂性。
(3)为保证安全性，需要增加与CMNET互联处的
安全设备投资，其他设备投资成本相当。总体上而言，
融合组网比不融合组网投资大。
不融合组网在安全、网络规划和运维、设备投资等
方面存在综合优势，宜采用“不融合组网”方案，即城
域数据网和城域传送网分网建设。城域网网络架构如图
1所示。
2 城域数据网网络架构
城域数据网包括CMNET城域网和城域数据网汇聚
层。CMNET城域网是城域内业务接入控制点(业务路
由器SR和宽带接入服务器BRAS)及其之上由三层设
备组成的三层路由网络，是CMNET省网在城域内的延
伸。CMNET城域网在网络层次上包括核心层和业务接
人控制层。城域数据网汇聚层是由业务接入控制层以下
的汇聚交换机组成。 其网络架构如图2所示。
城域核心路由器与CMNET省网汇接路由器之间通
过矩形连接实现。业务接入控制设备与核心路由器之间
通过双星型连接实现。汇聚层交换机以U型方式连接到
业务接入控制设备。同时，CMNET城域网定位为三层
网络，不包括城域数据网中的汇聚交换机。
2．1 CMNET城域网核心层
CMNET城域网核心层建议采用路由器组网，其作用是把多个业务接入控制点连接起来，为其提供数据的
高速转发，同时实现与CMNET骨干网／省网的互联，
提供城市的高速IP数据出口。核心层网络结构重点考
虑可靠性、可扩展性和开放性。
为减少网络跳数，初期城域核心路由器与CMNET
省网接人路由器合设。为减少CMNET城域网的物理和
逻辑级联级数，核心层应采取大容量、少节点的方式进
行建设。原则上核心／出口路由器设置两台。对于部分
业务规模大的直辖市及部分大型城域网，核心／出口路
由器可以设置多台。
2．2 CMNET城域网业务控制层
CMNET城域网业务接入控制层由BRAS和SR组
成，用于完成对用户业务的接人认证控制、QoS策略控
制和计费统计等功能。SR (业务路由器)，主要作为集
团用户专线接入互联网网关、MPLS VPN PE、多播网
关；BRAS(宽带接人服务器)，主要作为家庭宽带接入
互联网网关、多播网关，也可实现MPLS VPN PE。
BRAS和SR的布放以综合成本最低为原则，综合
考虑光纤、传输资源条件和用户数量。为提高网络可靠
性，BRAS、SR应尽量成对设置，成对的BRAS或SR
之间互为冗余备份，可同机房或不同机房设置。
BRAS、SR的分设和合设的原则如下：在考虑
BRAS、SR设备冗余的因素后，若采用分设方式的
BRAS、SR设备总数与合设方式下设备总数相当，建议
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采用BRAS、SR分设方式；否则，
建议采用合设方式。
2．3汇聚层
城域数据网汇聚层主要由以
太汇聚交换机组成。汇聚交换机工
作在二层模式，为提高业务性能并
避免以太网广播泛滥等问题，汇聚
交换机仅设置一级。在接入网采用
LAN方式时，汇聚交换机和接入
交换机总级数建议不超过两级。
当BRAS、SR成对设置时，
汇聚交换机应成对设置，上行同时连接成对的BRAS和
SR。每台汇聚交换机单上联至BRAS和SR，同一对汇
聚交换机之间互联提供备份路径。
3 城域数据网汇聚层建设思路
城域数据网汇聚层从网络结构看，处于接人设备和
业务控制层之问。采用汇聚交换机的方式建设汇聚层，
主要用于对接人设备的上行端口和流量进行汇聚，以节
省传输资源和提高BRAS／SR的端13利用率，可以实现
业务的快速接人，扩大覆盖范围，在城域数据网建设初
期具有重要意义。除此之外，汇聚层建设还需要其他技
术作为补充，主要建设思路探讨如下。
3．1汇聚层与接入层连接方式
3．1．1汇聚交换机与LAN设备连接
为提高业务性能并避免以太网广播泛滥等问题，汇
聚交换机仅设置一级。在接入网采用LAN方式时，
汇聚交换机和接入交换机总级数建议不超过两级。
LAN组网在成本方面占有优势，但其仍然采用MAC
地址学习、生成树等无连接的技术，存在广播风暴等
安全风险，且对于线路系统的性能监控和故障管理能力
不足。
3．1．2汇聚交换机与MSTP设备连接
在接入网采用MSTP方式时，汇聚交换机和MSTP连接为FE／GE等IP接口。MSTP可靠性较高，具备多
种完善的保护机制，OAM和管理能力强，为所有业务
提供刚性管道，保证QoS、但无法提供差分服务。
3．1．3汇聚交换机与PON设备连接
城域数据网与PON设备连接：OLT宜通过WDM
或光纤直连方式上联到汇聚交换机，经汇聚后连接
BRAS／SR。WDM与光纤两种传输方式中优先选择
WDM方式。
采用汇聚交换机建设汇聚层与连接层连接方式如图
3所示。
3．1．4 fI-聚层为OLI设备
当OLT流量增大至上行为多个GE口或10GE口时，
OLT可经过WDM或光纤与BRAS／SR直连。
3．1．5汇聚层为PTN设备
OLT上联经PTN汇聚后连接
BRAS／SR。由于PTN为高可靠性网
络而且本身已具备汇聚能力，PTN可
根据业务接入需求对流量进行汇聚后采
用较高速率端口(GE或10GE)直接
与BRAS／SR连接，且BRAS／SR所
在机房通常已有PTN设备，主要采用
光纤直连进行连接。
采用OLT和GPON设备建设汇聚
层与连接层连接方式如图4所示。
3．2汇聚层与接入层建设选择
根据上述描述，由于城域内接
人方式多样性，汇聚层与接入层建
设不应拘泥于其中某一种。各种方
式都有其应用场景，可以以城市规
模进行分类。
(1)大型城市。大型城市多为
省会城市、直辖市和人口众多的城
市。此类城市业务需求大，用户较
为密集，大型小区、写字楼和集团
客户数量较多。汇聚点建设较多，
适宜选择直接采用PTN和OLT汇聚方式。
因为大型城市的传输资源丰富，无论WDM或光纤
均能满足接入和汇聚需求，而由于OLT上行带宽较大，
可能为多条GE或10GE，同时，大城市的PTN建设较
为完善，PTN初具规模，OLT数量较多，部分OLT可
由PTN设备完成汇聚直接连接。
(2)中、小型城市。此类多为地州所在中心城市
和地级城市。整体业务需求一般。此类城市适宜于采用
PON方式为主。
因为中型城市的传输资源较为丰富，无论WDM或
光纤也能满足接入和汇聚需求，而PTN建设规模较小，
OLT数量较少。OLT没有必要再由PTN设备汇聚。
(3)县城。县城局部业务需求较大，而整体业务需求较小。此类城市适宜于采用PON方式和汇聚交换
机相结合的方式。在用户密集和业务需求较大的区域，
OLT直接经过WDM或光纤与BRAS／SR直连。而在
业务量相对较小区域则采用OLT上联经汇聚交换机后
连接BRAS／SR。
(4)乡镇及广大农村。此类区域，业务需求较小且
用户较为分散，且相对带宽需求较小。适宜采用汇聚交
换机与MSTP／LAN相结合的方式。一些局域网用户
LAN和一些用户就近接入2G／3G基站，由现有MSTP
提供传输通道至汇聚交换机。
综上，汇聚层与接入层建设应根据城市用户数量和
传输资源等充分考虑，已选择其中一种或几种的组合方
式来进行建设。
3．3汇聚层设备局址选择
核心层和初期的业务控制层建设都在城域中心城市
数据核心机房放置，而汇聚层设备放置将在城域各汇聚
节点，汇聚接入设备和业务。为了节省传输资源，城域
数据网设备应选择WDM／裸纤等传输资源较为充足的
局址，可选取部分WDM或OLT所在机房进行布放。
4 结束语
城域数据网早期定位于作为CMNET和IP专用承
载网的公共城域接入网络，目前调整为以互联网业务为
主要承载对象并作为CMNET在城域内的延伸网络。同
时，为了避免互联网业务对移动话音和数据业务的影响，
城域数据网与传送网采用不融合组网方式进行建设。这
样的网络定位调整对城域数据网建设产生重大影响，尤
其是和城域传送网结合最为紧密的汇聚层如何建设成为
城域数据网建设的关键。在城域数据网建设初期，如何
建设汇聚层，对扩大城域数据网规模和实现业务快速接
入有重要意义。