传输和IP技术相结合的全业务下综合承载网解决方案研究.doc
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1、传输和IP技术相结合的全业务下综合承载网解决方案研究中国移动通信集团研究院、广东有限公司完成日期:2009年11月目录1项目背景12课题研究范围和重点13承载网络现状和发展需求33.1城域网架构及现状33.2广东承载网现状43.2.1城域网43.2.2骨干及长途传输53.3全业务需求和发展趋势73.4全业务主要承载业务和特性分析83.5全业务对承载网的接入需求94承载网关键技术和问题分析104.1城域网传送网关键问题研究104.1.1城域传送网发展趋势104.1.2城域传送网关键技术比较114.1.3城域传送网关键问题研究124.2城域网数据网关键问题研究274.2.1IP骨干网发展重点274
2、.2.2IP城域网关键问题研究285国内外运营商承载网建设405.1国内运营商承载网现状405.2国内外运营商城域网建设思路415.2.1中国电信415.2.2国外主流运营商435.3国内外运营商IP RAN技术选择445.3.1中国电信445.3.2国外主流运营商446综合承载网整体部署方案研究466.1建模466.2大中型本地网模型分析476.2.1业务承载的技术方案选择476.2.2城域网部署方案486.3超大型网络模型分析636.4中小型网络模型分析677课题总结727.1技术选择总结727.2网络部署策略总结727.3业务系统接入及承载总结721 项目背景全业务运营环境下,公司城域范
3、围内的机房、管道、光缆、固定接入等基础网络资源短缺,劣势明显。为此,城域网(含城域传送网和城域数据网)的投资比例将大幅增加,其合理规划与否举足轻重。随着新技术的发展,传输和IP正在逐步相互融合。目前分别独立规划承载网的方式造成无法从全局层面对传输网和IP数据网的网络结构、节点设置、机房资源、安全性能等做出统一规划,出现了传输和数据网络发展相互制约,资源利用率低、整体投资成本高,网络的平滑演进无法得到保证等问题。本课题结合公司的全业务策略、传输与IP网络现状和新技术发展,发挥公司的后发优势,综合规划传输和IP数据网络,以达到合理利用现有资源、提升网络安全性、降低网络建设成本的目的;同时,能够增强
4、我公司的基础网络技术实力、更好的满足上层业务的承载需求。2 课题研究范围和重点城域接入城域汇聚WDM CoreIP化城域传送网OLTONUPON普通集团客户和家庭接入城域核心应用层RNC/BSCGGSN/SGSNCEIP专网Iub/AbisIu/A/GbMSC/MGWARIP城域网BRAS/SR城域核心路由器CMNET基站和大客户接入NodeB/BTSWDM Metro骨干层图表 1承载网分层结构目前综合承载网包含骨干和城域两个层面。其中骨干层包括CMNET和IP专用承载网两张骨干承载网。CMNET网络作为一张公共、开放的网络,目前主要承载的业务包括:省级数据业务(GPRS、DSMP、WAP、
5、短信、彩信、邮件系统、MDC等);地市级数据业务;固定互联网接入;VPN;WLAN等。IP专用承载网是中国移动新一代能够同时支持语音、视频、数据、企业互联等多种业务的核心承载平台,目前主要负责以下业务的承载和接入需求:2G 软交换网业务:2G GPRS核心网Gn接口、Gb接口;3G电路域(CS)核心网;3G分组域(PS)核心网;自有业务系统互联等自有业务的承载。城域层面分为城域核心、城域汇聚及城域接入三层,其中城域核心及汇聚层即简称为城域网。城域核心/汇聚层作为集团客户、2G/3G基站、营业服务点、家庭客户、WLAN、农村信息化等综合业务的承载。城域接入层:宽带接入网定位为综合业务接入,包括普
6、通集团客户接入、家庭客户接入、WLAN、农村信息化等宽带业务的接入;另外有基站和大客户的专线接入。本课题主要研究城域内核心/汇聚层的综合承载解决方案,根据业务的发展需求及新技术的发展应用,结合本省的网络实际情况和资源配备情况,对IP城域网、IP化城域传送网及PON网络做统一规划。重点研究的内容包括以下方面:(1)深层次的研究全业务下语音、宽带等业务对综合承载网的需求;(2)深层次的研究目前IP、传输新技术的发展及应用;对IP和传输网在网络部署建设中需要重点考虑的要点及问题进行深入研究并给出相应解决方案;(3)深层次的研究国内外其他运营商的全业务承载网建设的经验和遇到的问题;(4)从传输和IP的
7、新技术发展、网络安全、投资成本、网络资源现状等方面深层次的研究IP城域网、传输网、宽带接入网,形成全业务综合承载网的最佳解决方案。(5)探索在全业务综合承载网下IP数据网和传输网络融合的实施方案和建设原则。3 承载网络现状和发展需求3.1 城域网架构及现状目前城域网包含城域传送网及城域数据网(即IP城域网)。城域传送网:以多业务光传送网络为基础,采用多种接入技术,为多种业务和通信协议提供综合传送平台。向上与省内干线光传送网相连,向下负责综合业务引入,为移动交换局与基站提供电路、为数据网提供多种业务接口,同时为集团客户提供光纤、电路和以太网接口。城域数据网:是城域内由路由器、以太网交换机等设备组
8、成的网络。介于IP骨干网和用户驻地网或终端用户之间,提供多种业务的城域内互联,以及骨干网(CMNet和IP专网)接入,并且保证各种业务的安全性和服务质量,实施业务分流、感知和控制功能等。图表 2城域网网络现状目前城域核心层采用路由器WDM/SDH组网;GE及以上颗粒业务逐渐采用IP over WDM,小颗粒业务仍采用SDH环网;容量为10G/2.5G为主。城域汇聚/接入层(城域传送网)以MSTP/SDH环网为主,承载基站和少量集团客户业务。接口以E1为主,配备少量FE。城域汇聚/接入层(城域数据网)采用二三层交换机星型组网,承载少量集团客户业务。目前网络规模较小。城域网存在问题:目前两张城域网
9、的网络规划和建设相互独立,造成资源利用率低、无法保证网络的平滑演进;另外传送网IP化程度不高,不能很好的满足城域数据网的大颗粒传送需求。3.2 广东承载网现状3.2.1 城域网图表 3广东城域网网络现状截止至2009年底,广东IP城域网覆盖全省21地市。其中一、二类地市设置独立的核心出口路由器、三类地市核心出口路由器由SR兼做。城域传送网部分已建设城域WDM网络,21地市均已建设较为完善的MSTP传送网。目前传送网基本以小带宽的2G、3G基站回传业务为主,少量集团客户接入,基本无家庭用户至2009年底,宽带接入网(GPON)可具备一定业务能力。3.2.2 骨干及长途传输图表 4广东IP专网网络
10、现状广东移动IP承载网已经覆盖全省21个地市,全网按粤东、粤西分别以广州和深圳为中心构成2个互联的省级网络结构。图表 5广东CMNET网络现状广东CMNET 省内骨干网分为三层:省内核心层和汇聚层、接入层。广州、深圳为省内核心层节点,负责汇接省内的汇聚层节点;并作为广东CMNET 省网出口,实现与设在广州、深圳两地的国家CMNET 骨干网的互联。全省设置了45个省网汇聚层节点,覆盖全省21个地市。均按双节点形式建设。接入层由各节点设置的业务汇聚和业务接入交换机以及专线接入路由器构成,提供用户业务接入。 图表 6广东传输二干网络现状广东移动的省内传送网络覆盖了全省21个地市;目前,省内二干光缆总
11、长度达到7941皮长公里、管道长度达到3736管程公里。省内的长途传输网各地区均建有SDH和WDM网络,另外采用IP over WDM技术来承载IP承载网以及CMNET网络的大颗粒业务。3.3 全业务需求和发展趋势未来宽带业务类型需求将逐步走向宽带化、多样化、差异化。大众客户正呈现出多样化、个性化、即时化、娱乐化等特征。而企业、政府等商业客户,具有快速、安全、服务质量透明等需求特征,具体需求已由简单沟通转向了互动性强的信息交互、内部信息快速流动、信息安全备份等方面。这迫使电信运营商需要从提供基于普遍需求的大众化通信服务逐步向更多的基于客户细分后的个性化服务转型。要求宽带必须适应业务转型的需求,
12、能够在提供高网络带宽的同时,承载语音、视频、数据、互联网等业务,并能根据客户和应用需求,提供差异化服务。各类用户业务主要如下:序号客户业务需求1居民客户u 固定电话u 高速因特网接入u IPTV(高清/标清)u 视频监控/安防u 可频电话u 互动视频应用u 远程教育/医疗u 网络游戏2商业客户u 电话u 数据专线(E1、DDN、以太网)u 高速因特网接入u 视频会议& IPTVu 视频监控u 数据中心u 存储网络和容灾3移动个人客户u 3G无线业务u Wi-Fi局域接入u WiMAX接入u 高速移动数据传输u 高品质图片u 无线视频u 联机游戏在丰富的内容应用和激烈的市场竞争双重驱动下,高带宽
13、接入需求日益迫切。 3.4 全业务主要承载业务和特性分析根据公司目前承载网的业务承载情况,并根据工信部电管函【2009】8号文关于做好发放3G牌照后续工作的通知中许可中国移动通信集团公司经营电信业务种类的规定,将承载网上承载的业务归类如下: 序号业务分类带宽需求QoS保证对传输覆盖需求安全性1省级业务承载系统(彩铃、短信中心、网管系统)高高基本集中在核心机房,部署要求稳定高2省级业务平台( WAP、彩信、GPRS、主机托管IDC、UAP、MAS)3核心网IP化(IMS、Mc、Nc、Nb、Gn、Gb、Iu)4基站IP化(基站回传业务)一般,单点带宽需求稳定高节点多。扩展部署的范围广高5VPN业务
14、及高质量专线业务:政企大客户一般高数量不大,分布相对稳定。但要求传输覆盖全面高6互联网接入业务(固定宽带):家庭客户、集团客户高低广覆盖低7专线电路租用业务:集团客户租用端到端的直达电路一般-数量不大,分布相对稳定。但要求传输覆盖全面一般不同的业务对带宽的需求、QoS保证、对传输覆盖需求和安全性方面都有所差异,因此,在网络建设中,承载网需要根据不同的业务接入需求,采用合适的技术和组网结构。3.5 全业务对承载网的接入需求图表 7全业务对承载网的接入需求(1) 第1、3类业务,即移动自有业务承载系统及核心网业务,其通过电路专线(或CE)直接连接至IP专网进行承载。目前城域内重要流量全部通过IP专
15、网疏导,一方面导致城域内流量绕行至AR甚至BR,另一方面还存在IP专网故障影响面较大的风险。随业务承载需求增加和流量的进一步增大,IP专网规模的进一步扩展存在限制,建议城域内自有业务主要通过CE或汇聚路由器方式实现承载(部分通过IP专网实现),不通过IP城域网进行承载 ,减小IP专网规模需求。(2) 第2类业务(省级业务平台)的接入:通过直接连接CMNET进行疏通。(3) 第4类业务(通过基站疏通的语音及数据业务)的接入:基站接入到城域传送网,再送至核心网。(4) 第5类业务:大部分集团客户VPN业务通过IP城域网承载,少量高要求客户通过传输接入CMNET实现。(5) 第6类业务(互联网业务)
16、的接入:通过接入网(PON网络)或专线连接至CMNET进行承载。(6) 第7类业务(电路租用业务)的接入:通过设备电路直接接入城域传送网,一直送到省干传送网络。在承载网的建设中,需要根据不同业务的流量流向需求,合理的规划网络,做好局点覆盖和各层次网络的衔接。4 承载网关键技术和问题分析 4.1 城域网传送网关键问题研究4.1.1 城域传送网发展趋势图表 8城域传送网组网结构城域WDM网发展趋势:未来在业务需求下承载路由器疏导大流量、扁平化组网及良好的OAM;逐步引入OTN技术,应对带宽迅速膨胀压力,面向全业务运营提升可扩展特性;积极跟踪40G/100G WDM系统。分组传送网发展趋势:具备全业
17、务承载能力,提供电信级保证(可扩展性、可靠性、OAM和管理等);根据基站IP化进程,逐步引入分组特性;能支持TD基站空口时间同步要求。宽带接入网发展趋势:发展以FTTH固定带宽为主,TD和WLAN移动宽带为辅的多方式宽带接入技术;根据不同场景部署FTTxPON的网络;未来在技术成熟度、成本合理性后,逐步引入FTTH技术,提供差异化竞争。4.1.2 城域传送网关键技术比较OTN技术 SDH/MSTP技术PTN技术IP RAN技术GPON技术适用场景城域WDM网络应用,骨干汇聚层,主要面向大颗粒业务承载传统TDM网络,城域核心/汇聚/接入,主要面向较小颗粒的高品质业务TDM承载城域分组传送网络,骨
18、干/汇聚/接入,主要面向较小颗粒的高品质IP化业务承载城域分组传送网络应用,骨干/汇聚/接入,应用规模有限制宽带接入网络应用,接入层,主要面向宽带业务接入和末端大面积覆盖业务颗粒以GE/2.5G/10G/40业务为主,不适合小颗粒接入可以支持E1、155M、FE/GE、ATM等多种接口可以支持E1、155M、FE/GE、ATM等多种接口以FE/GE为主以FE/GE为主时钟同步后续可支持1588V2天然同步系统,可为2G/3G网络无成本提供同步方案,升级可支持1588V2提供同步以太、1588V2、TOP时钟提供同步以太网、CES ACR、1588v2等同步是同步系统,支持时钟同步,后续可支持1
19、588V2网络保护可以实现E-SNCP/MSP/ASON等多种保护,提供50ms电信级的保护支持PP/MSP/SNCP/ASON等多种保护技术,提供50ms电信级的保护提供11、1:1 LSP保护提供TE FRR、以太保护支持Type A/B/C类保护,但受接入层光纤限制及成本考虑,一般不采用。OAM(端到端故障定位、性能统计)丰富的开销,实现层层监控,具有强大的OAM能力。丰富的开销,实现层层监控,具有强大的OAM能力。支持以太网OAM、MPLS OAM、ATM OAM,OAM能力较强支持MPLS OAM,OAM能力较弱支持以太网OAM。 带宽扩展400G/800G以上的带宽,扩容波道即可增
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