“從市場層面來看，家庭寬帶光纖到戶的滲透率已經趨近飽和，業(yè)務收入進入穩(wěn)定期。 同時，提速降費和4K高清視頻的普及，對于家寬業(yè)務的帶寬提出了更高的要求。

城域網(wǎng)業(yè)務的演進與挑戰(zhàn)

城域網(wǎng)承載的業(yè)務，有了新的變化。

從市場層面來看，家庭寬帶光纖到戶的滲透率已經趨近飽和，業(yè)務收入進入穩(wěn)定期。 同時，提速降費和4K高清視頻的普及，對于家寬業(yè)務的帶寬提出了更高的要求。

大量政企客戶啟動了上云和移動優(yōu)先的戰(zhàn)略，企業(yè)ICT云化服務不斷涌現(xiàn)（如混合云、云聯(lián)網(wǎng)、SDWAN、云安全等），這些對運營商ICT業(yè)務開通的敏捷性，以及企業(yè)到云端的體驗和業(yè)務服務質量，都提出了更高的要求。

4G移網(wǎng)業(yè)務也已經趨近飽和，ARPU值已接近甚至低于家寬業(yè)務的收入。

從國家戰(zhàn)略層面看，5G是未來幾年驅動經濟發(fā)展的新動力，運營商需要把5G承載作為新的戰(zhàn)略研究方向。

但隨著各運營商不限量流量套餐的普及，傳統(tǒng)3G/4G時代的流量經營模式已不再適用，因此全球運營商基本確立了5G新贏利模式即政企行業(yè)應用、差異化體驗（如超低延時）和云化即需即供。

5G時代的新商業(yè)模式，對承載網(wǎng)提出了更多新的需求：

5G架構特性與需求

和4G網(wǎng)絡相比，大帶寬、云網(wǎng)融合、網(wǎng)絡SDN能力是5G承載的關鍵。

5G承載網(wǎng)絡架構

新型城域網(wǎng)架構的探討

現(xiàn)有城域層面存在多張網(wǎng)，每張網(wǎng)承載的業(yè)務也不同：

現(xiàn)有城域網(wǎng)絡架構圖

IP城域網(wǎng)： 互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務的承載網(wǎng)絡，主要承載業(yè)務包括家庭寬帶、互聯(lián)網(wǎng)專線等。

IPRAN： 承載移動網(wǎng)基站回傳流量的網(wǎng)絡，也用于承載大客戶數(shù)據(jù)專線接入業(yè)務。

CE網(wǎng)絡： 主要用于核心網(wǎng)等專業(yè)的業(yè)務網(wǎng)元間業(yè)務承載、流量疏通。

由上可見，現(xiàn)有的城域網(wǎng)絡架構在承載5G大帶寬、云化、云網(wǎng)融合、SDN業(yè)務時面臨許多挑戰(zhàn)，如成本高、業(yè)務編排復雜、難以實現(xiàn)云網(wǎng)融合承載等。

為解決以上挑戰(zhàn)，中國聯(lián)通提出了面向5G時代的 固移融合 、 云網(wǎng)一體 、 物理+虛擬 的新型城域網(wǎng)架構。

新架構的設計思路，是在城域層面構建一張 “網(wǎng)絡結構簡化、網(wǎng)絡協(xié)議簡化、網(wǎng)絡設備簡化、網(wǎng)絡控制和網(wǎng)絡管理智能化” 的面向5G業(yè)務的融合承載的新型智能城域網(wǎng)絡。

網(wǎng)絡的特點：a）簡化的網(wǎng)絡協(xié)議： 采用SR/EVPN協(xié)議，簡化設備技術要求。b）簡化的網(wǎng)絡設備： 引入通用芯片的SR轉發(fā)設備，大幅降低建設成本，提供網(wǎng)絡流量疏通能力，同時減少對局房資源的需求。c）簡化的網(wǎng)絡結構： 采用類似 Spine-Leaf（葉脊網(wǎng)絡）的架構，降低網(wǎng)絡復雜度。d）智能化的網(wǎng)絡管控： 構建智能化、自動化、開放化的網(wǎng)絡管控系統(tǒng)，實現(xiàn)端到端的業(yè)務自動開通，支撐智能化運維和互聯(lián)網(wǎng)化運營，提升用戶體驗。

新型城域網(wǎng)架構，將打破獨立 煙囪式 的網(wǎng)絡架構，建設融合承載網(wǎng)絡平臺。

融合承載，具有綜合成本低、便于實現(xiàn)云網(wǎng)融合和云網(wǎng)協(xié)同、業(yè)務開通速度快和業(yè)務維護復雜度低等優(yōu)點。

新型智能城域網(wǎng)以運營商數(shù)據(jù)中心（DC）為核心模塊，通過引入城域Fabric，將多個DC構建成一個三級Spine/Leaf（葉脊網(wǎng)絡）架構的綜合業(yè)務承載超級數(shù)據(jù)中心。

新型城域網(wǎng)架構圖

移動、家寬和政企就近接入DC，從而實現(xiàn)家寬、政企、移動業(yè)務的融合承載。

新型智能城域網(wǎng)架構，具備以下 優(yōu)點 ：

a）完全滿足業(yè)務云化、DC化的承載要求。b）采用標準模塊DC架構，規(guī)劃簡單、上線速度快。c）架構可以根據(jù)業(yè)務發(fā)展按需分裂擴容。d）靈活南北向（橙色鏈路）、東西向流量（綠色鏈路）規(guī)劃和擴容。e）靈活的業(yè)務布放： 業(yè)務可以布放到任意DC。f）邊緣計算就緒： 邊緣云DC和本地云DC融合管理、可與MANO平臺集成編排；g）向自動化運維演進： 標準化DC模塊架構便于實現(xiàn)維護自動化。

城域網(wǎng)業(yè)務初期 （到2020年底），5G還未大規(guī)模商用，邊緣云的業(yè)務場景還不明確，城域網(wǎng)業(yè)務主要在本地DC中完成終結。

所以，智能城域網(wǎng)初期主要建設重點，在以本地DC為核心的城域Fabric系統(tǒng)。 邊緣DC位置主要部署流量匯聚設備，將固網(wǎng)、移網(wǎng)業(yè)務流量接入本地DC模塊。 本地DC模塊數(shù)量根據(jù)城域網(wǎng)規(guī)模相應建設，大型城域網(wǎng)4~8個，小型城域網(wǎng)2個即可。

2021年以后，隨著5G的大規(guī)模商用，智能城域網(wǎng)將實現(xiàn)業(yè)務的融合承載，形成如下圖所示的智能城域網(wǎng)架構：

智能城域網(wǎng)目標架構

MER：Metro Edge Router，城域網(wǎng)邊緣路由器

MCR：Metro Core Router，城域網(wǎng)核心路由器

融合網(wǎng)絡可以體現(xiàn)在固移網(wǎng)絡的融合和統(tǒng)一，管控和調度的融合和統(tǒng)一，運維服務的融合和統(tǒng)一，業(yè)務的融合和統(tǒng)一以及數(shù)據(jù)信令和協(xié)議的融合和統(tǒng)一幾個方面。

融合網(wǎng)絡的優(yōu)勢：

a）降低建網(wǎng)成本： 融合網(wǎng)絡減少了不同割裂網(wǎng)絡間的背靠背設備和鏈路，增加東西流量減少南北流量，降低核心路由器CR端口的利用率，減少CR投資。

b）提升網(wǎng)絡運營能力： 融合網(wǎng)絡使用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)信令和協(xié)議，開通業(yè)務不需要進行多協(xié)議拼接和信令轉換，使跨域和端到端調度不再成為開通業(yè)務的難題。

c）提升網(wǎng)絡開放能力： 融合網(wǎng)絡將網(wǎng)絡打造成統(tǒng)一平臺、統(tǒng)一信令、統(tǒng)一拓撲的模式，為部署統(tǒng)一的SDN控制器和編排器提供了網(wǎng)絡基礎。

智能城域網(wǎng)新技術

智能城域網(wǎng)在大帶寬低成本承載的情況下，為了滿足SDN的控制需求，引入了新的底層傳送技術SR、業(yè)務承載技術EVPN和網(wǎng)絡SDN控制器。

SR分段路由

分段路由（SR，Segment Routing）是一種新型路由技術，具有網(wǎng)絡協(xié)議簡化、SDN流量調度能力強、網(wǎng)絡保護速度快等優(yōu)點（見圖6），已經得到眾多運營商和設備廠商的支持。

2018年SR技術在中國聯(lián)通產業(yè)互聯(lián)網(wǎng)（CUII）商用。

作為開放多廠商混合組網(wǎng)的核心技術，SR能夠為中國聯(lián)通帶來差異化即需即供的云聯(lián)網(wǎng)服務。 企業(yè)通過自服務門戶按需實現(xiàn)不同帶寬、時延的云聯(lián)網(wǎng)業(yè)務訂購服務，即時生效，廣受客戶好評。 城域網(wǎng)引入SR技術風險小，同時可以滿足綜合業(yè)務SDN網(wǎng)絡的要求。

業(yè)務綜合承載EVPN

傳統(tǒng)數(shù)據(jù)業(yè)務分為二層專線、二層多點VPN和三層VPN等多種形態(tài)，每種業(yè)務都采用不同的承載技術方案實現(xiàn)。 二層專線（VPWS）、二層VPN（VPLS）和三層VPN（MPLS L3VPN）的業(yè)務部署及維護都很復雜。

近幾年發(fā)展起來的EVPN，可以實現(xiàn)3種業(yè)務的統(tǒng)一承載，可大幅降低網(wǎng)絡協(xié)議的復雜度，加快業(yè)務的發(fā)展。

同時，EVPN技術還帶來一些額外的創(chuàng)新業(yè)務，如二、三層混合VPN，二層VPN多活接入能力等。

網(wǎng)絡控制器

新型城域網(wǎng)如果要實現(xiàn)快速的業(yè)務編排，控制器起關鍵作用。

控制器可以把上層業(yè)務的需求轉換為抽象化的業(yè)務模型（基于YANG模型），并通過南向接口將業(yè)務需求轉化為設備配置下發(fā)到多廠家的物理或虛擬化網(wǎng)元。

中國聯(lián)通產業(yè)互聯(lián)網(wǎng)2018年完成了自研網(wǎng)絡控制器的商用，已經可以實現(xiàn)異廠家控制器控制多廠家設備，即控制器和SDN網(wǎng)絡設備雙解耦、雙備份。 通過在城域網(wǎng)引入控制器配合骨干網(wǎng)控制器和跨域的業(yè)務編排器就可以實現(xiàn)城域網(wǎng)內部、城域網(wǎng)之間的業(yè)務統(tǒng)一編排。

網(wǎng)絡控制器通過北向接口為政企、移動等業(yè)務的切片提供能力開放和自動化編排。

業(yè)務的承載

以5G行業(yè)應用業(yè)務編排為例。

傳統(tǒng)城域網(wǎng)需要將接入、邊緣云、城域網(wǎng)、本地云、骨干IP承載網(wǎng)、區(qū)域云等多個由不同技術實現(xiàn)的網(wǎng)絡進行拼接，業(yè)務編排和業(yè)務維護均非常復雜。

新型城域網(wǎng)架構， 傳送層面采用端到端SR技術，業(yè)務層面采用端到端的L3VPN/EVPN技術 ， 對于二、三層業(yè)務的承載不需要像傳統(tǒng)城域網(wǎng)那樣進行多段不同技術的拼接 ，所有業(yè)務終結點之間均可以直接到達，業(yè)務開通和維護會方便很多。

5G政企業(yè)務承載示意圖

試點開展情況

為了驗證新型智能城域網(wǎng)對現(xiàn)網(wǎng)業(yè)務的承載效果，中國聯(lián)通總部聯(lián)合廣東、北京、山東、江蘇、重慶等省公司開展了智能城域網(wǎng)的外場試點工程，驗證了智能城域網(wǎng)對5G、家寬、政企業(yè)務綜合承載的可行性，為未來制定城域網(wǎng)架構的演進策略積累了實踐經驗。

深圳智能城域網(wǎng)試點方案

深圳智能城域網(wǎng)融合承載方案

深圳智能城域網(wǎng)的試點采用了獨立組網(wǎng)與混合組網(wǎng)的兩種組網(wǎng)模式，上圖中除標注的中興設備外均為思科設備。

青島智能城域網(wǎng)試點方案

青島智能城域網(wǎng)試點方案

青島智能城域網(wǎng)的試點采用了匯聚直掛BBU和匯聚接入異廠家混合組網(wǎng)的2種組網(wǎng)模式。

結束語

中國聯(lián)通智能城域網(wǎng)的外場試驗，展現(xiàn)出諸多優(yōu)勢：a）新型智能城域網(wǎng)架構可以很好地實現(xiàn)5G、政企、家寬業(yè)務的融合承載。b）新型城域網(wǎng)具有容量大、架構先進的優(yōu)勢。c）新型城域網(wǎng)通過融合承載可以節(jié)省大量機架空間，減少電力消耗。d）新型城域網(wǎng)可對云業(yè)務提供更好的集成承載能力。e）控制器的引入大大加快了業(yè)務開通速度，通過控制器實現(xiàn)SDN差異化業(yè)務部署。

5G和云時代的到來，正在或已經顛覆很多傳統(tǒng)技術體系架構和商業(yè)模式。 本文所探討的創(chuàng)新型智能城域網(wǎng)架構，為5G時代城域網(wǎng)架構的演進開拓了思路，積累了經驗。
編輯：lyn