唐海東

（中國聯(lián)合網(wǎng)絡通信有限公司大同市分公司 山西省大同市 037000）

5G 時代的到來，使得傳統(tǒng)電信業(yè)務和云服務，逐漸推動軟件定義網(wǎng)絡，使得流量不斷集中在通信云中，并在業(yè)務發(fā)展過程中，形成以通信云為中心的發(fā)展趨勢。傳統(tǒng)承載下的城域網(wǎng)，存在著多網(wǎng)并存的特征，在業(yè)務開通處理方面存在不足，網(wǎng)絡靈活性和云網(wǎng)協(xié)同效果相對較差，難以滿足5G 時代下業(yè)務發(fā)展需求?；诖耍紤]到未來運營商網(wǎng)絡的通信云為中心的系統(tǒng)模式，在城域網(wǎng)中構建網(wǎng)絡結構簡化、網(wǎng)絡設備簡化、網(wǎng)絡協(xié)議簡化且網(wǎng)絡控制管理智能化的智能城域網(wǎng)，并使其可以面向5G 業(yè)務發(fā)揮高效處理效果，實現(xiàn)移動業(yè)務、通信云、固網(wǎng)寬帶、政企客戶接入等相關業(yè)務的綜合和統(tǒng)一承載。

1 傳統(tǒng)承載的城域網(wǎng)構建問題

1.1 業(yè)務布置方法復雜

傳統(tǒng)承載的城域網(wǎng)業(yè)務布置方法較為復雜，需要技術人員的長期部署，且需消耗較多成本。在搭建傳統(tǒng)承載的城域網(wǎng)設備時，需要在連通ISIS、LDP、BGP 各層級網(wǎng)絡協(xié)議基礎上，在網(wǎng)絡登錄的接口處設置運營維修信號，才能夠對所搭建的設備進行全方位追蹤和維修運營問題等。由于傳統(tǒng)的城域網(wǎng)之間的部署關系，若在網(wǎng)絡運營期間需要重新布置業(yè)務，就只能由已登錄口令的技術人員更改系統(tǒng)程序，但這一過程需要在網(wǎng)絡移動基站的基礎上進行，才能高效回傳業(yè)務，操作過程較為復雜。在新時期下，網(wǎng)絡的構建更加注重智能化，而繁雜的業(yè)務布置，其流程和方法都會更加復雜，增大工作量，城域網(wǎng)架構重組難度大。

1.2 設備跳數(shù)多易引發(fā)故障點

傳統(tǒng)的城域網(wǎng)構建中，設備跳數(shù)相對較多，這就造成了在網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸共享的過程中，需要消耗更多的時間，且當網(wǎng)絡承載壓力較大時，在同一時間段很容易出現(xiàn)多個故障點問題。IPRAN 在運行期間，還需利用二干承載網(wǎng)功能，利用接口傳輸?shù)奖镜氐某休d網(wǎng)絡核心，這一過程雖然能夠在一定程度上提高網(wǎng)絡運營效率，但也會在轉發(fā)期間出現(xiàn)延時問題，故障點數(shù)量也會隨之不斷增加。傳統(tǒng)承載的城域網(wǎng)，無法實現(xiàn)以DC 為中心的關鍵技術演變過程，無法為5G 網(wǎng)絡業(yè)務提供有效支持，且在5G 核心網(wǎng)建設運行過程中，傳統(tǒng)承載的后才能欲望需結合5G 網(wǎng)絡業(yè)務需求進行及時更新調整，但在此網(wǎng)絡構架下，難以實現(xiàn)演變過程的高效調整，只能依靠數(shù)據(jù)流量進行轉變。所以，傳統(tǒng)承載的城域網(wǎng)往往會出現(xiàn)設備跳數(shù)多而引發(fā)故障點的問題。

1.3 無法滿足運營維護需求

傳統(tǒng)承載的城域網(wǎng)構建過程中，解決移動端問題和利用網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的對接共享，提升網(wǎng)絡連通效果，是其核心網(wǎng)絡業(yè)務。但隨著網(wǎng)絡業(yè)務的不斷推進，現(xiàn)代虛擬技術不斷發(fā)展，城域網(wǎng)構建結構升級，結構與業(yè)務間的關聯(lián)愈發(fā)密切。要想更新網(wǎng)絡結構，就需要在云業(yè)務的基礎上，轉化流量模型，并進一步深入挖掘用戶的網(wǎng)絡業(yè)務需求，基于這一點，傳統(tǒng)承載的城域網(wǎng)在運營維護方面，就難以滿足用戶的需求。并且，傳統(tǒng)承載的城域網(wǎng)在運營期間，其在本地業(yè)務中的連接設備和承載的網(wǎng)絡層級相對較多，對于網(wǎng)絡架構的擴容和維護維修較為不利，成本消耗較高。在不同類型的本地網(wǎng)絡中，如IPRAN、IP 城域網(wǎng)等，要強化網(wǎng)絡架構層的運營支持，就需要在不同層級網(wǎng)絡設置對應的輔助設備，而輔助設備的使用，大量消耗擴容資源和能量，使得運營維護過程消耗更多的人力、物力資源，不利于持續(xù)發(fā)展的實現(xiàn)。

2 基于5G業(yè)務的智能城域網(wǎng)構建

2.1 智能城域網(wǎng)構建目標

在5G 網(wǎng)絡的大規(guī)模建設下，通信系統(tǒng)逐漸向虛擬化發(fā)展，且網(wǎng)絡系統(tǒng)面臨著大范圍的設備更換更新，為城域網(wǎng)的構建重組提供基本的條件?；?G 業(yè)務下，智能城域網(wǎng)構建的主要目標，包括以下幾方面：

（1）統(tǒng)一承載。構建的網(wǎng)絡需實現(xiàn)5G 移動承載、家庭寬帶、互聯(lián)網(wǎng)專線業(yè)務等的統(tǒng)一融合承載效果，避免多網(wǎng)絡并存帶來不良問題。

（2）架構簡潔。對現(xiàn)有的城域網(wǎng)架構進行簡化，使其架構更趨于標準化和簡潔化，為后續(xù)的擴展和維護打下基礎，同時降低建網(wǎng)的成本和對設備的要求。

（3）網(wǎng)業(yè)分離。分離網(wǎng)絡與業(yè)務能力，使得二者分別負責不同內容。網(wǎng)絡主要負責承載和連接，業(yè)務則主要在SDN 的基礎上，提高業(yè)務開發(fā)的靈活性和高效性。

（4）自動高效。構建的網(wǎng)絡具有編程能力和基于SDN 下的自動化效果，能夠快速開通業(yè)務并為其提供差異化、多元化的服務保障。

2.2 智能城域網(wǎng)構建方案

基于5G 業(yè)務的智能城域網(wǎng)構建，核心在于將通信云作為中心的資源池提供云化網(wǎng)元支持，融合處理核心設備，進而統(tǒng)一架構。將多種設備匯集，在分段路由和以太網(wǎng)虛擬專用網(wǎng)的簡化協(xié)議下，實現(xiàn)5G 網(wǎng)、大客戶、通信云網(wǎng)元和家庭管代相互結合和統(tǒng)一承載效果。

SR 是一種源路由機制原理下的技術架構，利用將順序分段類別插入到源節(jié)點的數(shù)據(jù)包報頭中，進而只是對這些數(shù)據(jù)包發(fā)揮接收作用的節(jié)點，處理轉發(fā)數(shù)據(jù)包，以此有效控制路徑SR。在此過程中，不需再利用流量工程下所拓展的標簽分發(fā)、資源預留等協(xié)議，而是僅利用內部網(wǎng)關協(xié)議或控制器，對分發(fā)標簽和計算路徑集中控制，對控制平面簡化處理，基本將標簽分發(fā)與內部網(wǎng)關協(xié)議間不同步等相應問題排除，且其中僅會存在需求下數(shù)量的隧道，不具有過多的信令協(xié)議，也因此不會影響到設備的性能和功能，有效提升了網(wǎng)絡擴展的能力。

EVPN 技術旨在提高二層網(wǎng)絡的交換性，它利用拓撲結構來拓寬邊緣網(wǎng)關的范圍，并且提供一種統(tǒng)一的EVPN 路徑，使得二層網(wǎng)絡之間的連接變得更加容易，從而實現(xiàn)從傳統(tǒng)的數(shù)字模式到模擬的模擬模式的跨層交換。與傳統(tǒng)的MAN 或虛擬專用LAN 的方式相比，EVPN 更加高效地使用了邊界網(wǎng)關協(xié)議，它通過使用路由反射器來實現(xiàn)信息的反饋，并且不必在兩個設備之間重新構建完整的網(wǎng)絡，從而大大降低了網(wǎng)絡的成本。通過EVPN 的應用，可以將大部分的虛擬專用LAN 的網(wǎng)絡連接轉移到一個共享的網(wǎng)絡上，從而減輕虛擬專用LAN 的網(wǎng)絡連接所承受的流量和服務的壓力。

根據(jù)圖1，我們可以構建一個智能MAN 模型，它包括一對核心設備，用于處理和傳輸來自不同匯聚設備的流量，并與其他網(wǎng)絡進行交互，從而實現(xiàn)流量的有效傳輸，一般設置異局址。

圖1： 智能城域網(wǎng)構建模型

根據(jù)實際需求，建立智能城域網(wǎng)匯聚設備，通過這種方式，我們可以促進基站主設備的直接連接，為大客戶提供服務，并使用通信云節(jié)點和家庭寬帶來實現(xiàn)業(yè)務的整合。這種方法還可以用于支持動態(tài)隨機存取存儲器模式的基站連接。智能城域網(wǎng)的核心設備不僅可以連接本地城域網(wǎng)、產業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，還可以作為邊界出口網(wǎng)絡，實現(xiàn)跨地域、跨行業(yè)的高效連接。

2.3 智能城域網(wǎng)構建策略

2.3.1 設立統(tǒng)一構建目標

為了進一步改善城域網(wǎng)建設中業(yè)務布置方法復雜的問題，應在智能城域網(wǎng)構建的過程中，設立統(tǒng)一的構建目標，并優(yōu)化業(yè)務承載技術?；?G 業(yè)務的智能城域網(wǎng)構建工作中，統(tǒng)一構建目標的實現(xiàn)，可以通過三個模塊進行：

（1）統(tǒng)一承載。為避免智能城域網(wǎng)中存在多張網(wǎng)絡，可建立統(tǒng)一承載下的具有高擴容性能的網(wǎng)絡，以實現(xiàn)在一張網(wǎng)絡中，統(tǒng)一處理互聯(lián)網(wǎng)專線、固網(wǎng)寬帶、移動基站回傳等業(yè)務，保證業(yè)務處理的便捷性和高效性。下圖2 所示為業(yè)務控制層結構。

（2）可統(tǒng)一簡化網(wǎng)絡協(xié)議。在5G 業(yè)務下的智能城域網(wǎng)構建中，應進一步優(yōu)化升級業(yè)務承載技術，在保證路由協(xié)議及相關各項分配標簽系數(shù)合理的前提下，利用SR-EVPN 技術，簡化智能城域網(wǎng)系統(tǒng)，簡化其中的MPLS 控制平面。

（3）統(tǒng)一實現(xiàn)新時期互聯(lián)網(wǎng)化轉型。在構建轉型過程中，結合SDN 技術和NFV 技術，并選擇合適的新型網(wǎng)絡資源，實現(xiàn)對智能城域網(wǎng)的統(tǒng)一調度，加強網(wǎng)絡技術和云技術一體化建設。在此過程中，基于5G 業(yè)務的智能城域網(wǎng)構建中，還需結合用戶需求，建立業(yè)務編排系統(tǒng)，重點對系統(tǒng)中的自動服務功能加以開發(fā)，以為用戶提供更為便利的業(yè)務選擇和開通服務。

2.3.2 創(chuàng)新運維管理方案

基于5G 業(yè)務的智能城域網(wǎng)構建過程中，創(chuàng)新運維管理方案起到重要作用，可通過網(wǎng)絡智能運維和業(yè)務智能部署兩方面進行。智能城域網(wǎng)中的智能化業(yè)務部署系統(tǒng)，能夠為用戶提供多元化業(yè)務信息，滿足其用網(wǎng)需求，并且，在用戶業(yè)務查詢數(shù)據(jù)信息的基礎上，還能夠結合用戶的實際業(yè)務需求，進行業(yè)務職能部署，科學設計業(yè)務方案，制定合理的實施方案，通過參數(shù)調整后自動下發(fā)，以此實現(xiàn)智能化城域網(wǎng)中，跨層業(yè)務在系統(tǒng)配置下的高效便捷處理效果。對于智能城域網(wǎng)的運維管理而言，技術人員可以利用Machine Learning 等大數(shù)據(jù)技術，深度融合5G 業(yè)務下的智能城域網(wǎng)，并聯(lián)合使用先進的智能分析技術，將其作為系統(tǒng)管理的重要工具，使得智能城域網(wǎng)的運維管理工作能夠逐漸轉被動為主動，提高運維管理工作的整體效率。在此條件下，就能夠有效簡化智能城域網(wǎng)運維管理過程，減少運維管理期間的資源投入，減少工作量。并且，還能夠利用Telemetry 可視化手段，補充運維管理工具，提高網(wǎng)絡運行數(shù)據(jù)的采集質量與效率。技術人員還可針對運維管理需求，建立預測分析模型，完善風險預警機制，將采集到的數(shù)據(jù)信息通過分析模型，進行數(shù)據(jù)對比過程，以此預測網(wǎng)絡運行情況，預測用戶網(wǎng)絡資源和網(wǎng)絡業(yè)務等，通過預測分析后，由信息城域網(wǎng)系統(tǒng)處理后臺生成相適用的方案，為5G業(yè)務下的智能城域網(wǎng)建設發(fā)展創(chuàng)造良好環(huán)境，并為其網(wǎng)絡擴容提供便利條件和依據(jù)。

2.3.3 搭建新型智能城域網(wǎng)

憑借現(xiàn)代網(wǎng)絡技術的發(fā)展優(yōu)勢和科技發(fā)展趨勢，搭建新型智能城域網(wǎng)勢在必行，是控制設備跳數(shù)，降低故障點發(fā)生的概率的重要途徑。基于5G 業(yè)務，搭建新型智能城域網(wǎng)，不僅要完成以上運維管理工作改善和網(wǎng)絡協(xié)議簡化外，還需要智能化升級新型智能城域網(wǎng)中的各類相關結構。首先，利用Segment Routing 將組網(wǎng)架構中的原有網(wǎng)絡控制協(xié)議加以替換，對網(wǎng)絡布置加以優(yōu)化，并通過SD 控制，對網(wǎng)絡業(yè)務實現(xiàn)更優(yōu)化保護效果。其次，將5G 功能融入到leaf 節(jié)點當中，提高業(yè)務回傳能力。建立寬帶保障，以優(yōu)化網(wǎng)絡業(yè)務資源配置和延時工作，構建城域網(wǎng)5G 高速通道，提高網(wǎng)絡承載力。此外，還應當在業(yè)務回傳協(xié)議的基礎上，更新添加5G下leaf節(jié)點，并將無線通信業(yè)務和L3EVPN 技術相融合，以捆綁的形式在DC 端口內封裝。這樣的處理下，不僅能夠有效提高通信業(yè)務資源池的整體性能，還能夠有效聯(lián)通5G 智能城域網(wǎng)和核心網(wǎng)絡，實現(xiàn)二者互訪，并對5G 下的新型智能城域網(wǎng)網(wǎng)絡架構流量模型加以升級，優(yōu)化完善智能城域網(wǎng)結構和功能。

2.4 智能城域網(wǎng)演進計劃

智能城域網(wǎng)的構建，旨在實現(xiàn)城市之間的互聯(lián)互通，并將5G 和云計算技術應用于城市網(wǎng)絡。隨著虛擬化寬帶和遠程接入服務器技術的發(fā)展，城市網(wǎng)絡的需求也日益增長，這些技術將被納入智能城域網(wǎng)的建設之中。在智能城域網(wǎng)演進計劃中，構建新型智能城域網(wǎng)，并不意味著完全推翻重新建設，而是要根據(jù)現(xiàn)存問題、現(xiàn)存網(wǎng)絡情況和各技術研發(fā)升級情況等，循序漸進，按照網(wǎng)絡建設節(jié)奏加以演進。

（1）啟動期。對全區(qū)內多個城市構建新型的智能城域網(wǎng)核心設備，在此基礎上，結合IPRAN 核心設備，將原IPRAN核心設備的板卡利舊應用到匯聚設備層中，以實現(xiàn)對其中峰值寬帶利用率相對較高的IPRAN 接入層環(huán)路，根據(jù)實際需求，規(guī)劃設計新型智能城域網(wǎng)，并更換接入層設備。

（2）優(yōu)化期。針對不同的城域，我們需要重點改造IPMAN，以實現(xiàn)更高效的網(wǎng)絡連接。我們需要對原有的IPMAN 進行改造，使它們只負責提供基礎網(wǎng)絡服務，而不再提供高頻服務。我們還需要對MAN 的拓撲結構和網(wǎng)絡連接方式進行調整，以便更好的支持不同的城域。另外，將現(xiàn)有的邊緣設備和用戶網(wǎng)絡，僅作為傳統(tǒng)城域網(wǎng)的核心網(wǎng)元業(yè)務承載功能，由基于5G 業(yè)務的新建智能城域網(wǎng)作為承載內外業(yè)務的主要途徑，不替換、新建或擴容現(xiàn)有的CE 網(wǎng)絡。

（3）成熟期。首先，將新增的智能城域網(wǎng)接入層設備大規(guī)模替換為IPRAN 接入層設備，在智能城域網(wǎng)設備的基礎上，將現(xiàn)有的基站全部回傳到核心網(wǎng)。其次，逐漸將IP 城域網(wǎng)與智能城域網(wǎng)相融合，利用智能城域網(wǎng)將匯聚設備回傳至通信云資源池。另外，融合CE 網(wǎng)和智能城域網(wǎng)，并在智能城域網(wǎng)的作用下將通信云資源池承載，實現(xiàn)統(tǒng)一綜合承載功能。

2.5 智能城域網(wǎng)構建效果

相比較于傳統(tǒng)承載下的城域網(wǎng)，智能城域網(wǎng)在構建完成后，將具有更多的優(yōu)勢，產生更優(yōu)質的效果。

（1）利用統(tǒng)一化SR 和EVPN 技術，對原始網(wǎng)絡協(xié)議簡化處理，進而避免出現(xiàn)網(wǎng)絡中同時存在多套管理系統(tǒng)的問題，防止多段網(wǎng)絡拼接、多種技術混雜等問題，使得業(yè)務部署更快速、業(yè)務開通更便利。

（2）智能城域網(wǎng)的構建下，其中的葉節(jié)點作為只提供業(yè)務傳送服務的專用通道，其傳送過程更快速，且不需處理業(yè)務，能夠有效實現(xiàn)高效、快速的業(yè)務連接，且其密度更高、容量更大，為業(yè)務連接提供良好通道。并且，充分發(fā)揮分段路由器價值，對智能城域網(wǎng)分段路由器進一步加工優(yōu)化，實現(xiàn)更有的工程效果，提升流量調度水平。此外，分布式部署業(yè)務平臺資源，能夠有效促進業(yè)務本地化、扁平化，滿足5G 業(yè)務和視頻業(yè)務等發(fā)展需求。

（3）相較于原有的IPRAN，智能城域網(wǎng)更加呈現(xiàn)扁平化而非環(huán)形，可有效降低移動業(yè)務的路徑跳數(shù)，為用戶帶來更優(yōu)質體驗。

3 結論

綜上所述，為了進一步優(yōu)化傳統(tǒng)承載下的城域網(wǎng)絡，優(yōu)化其業(yè)務開通和辦理效率，滿足用戶多元化需求，為其帶來更優(yōu)質的體驗，構建基于5G 業(yè)務的智能城域網(wǎng)勢在必行。從網(wǎng)絡架構和業(yè)務承載方面來看，智能城域網(wǎng)能夠實現(xiàn)5G 業(yè)務、公眾互聯(lián)網(wǎng)、政企大客戶等多元化用網(wǎng)需求，使得業(yè)務開通更快速、業(yè)務辦理更便利，促進業(yè)務扁平化、本地化的實現(xiàn)，有效滿足新時代下業(yè)務發(fā)展需求。運營商將數(shù)據(jù)中心作為核心，共同打造大網(wǎng)絡下的大融合、大連接模式智能城域網(wǎng)架構，在此期間，根據(jù)其實施效果，靈活調整和優(yōu)化，不斷反思總結更加完善的方案，以促進演進計劃的合理實施推進，保證構建質量和實施效果。