面向业务，打造可持续发展的IP城域承载网

内外因驱动运营商IP城域承载网的发展

    运营环境正经历固移融合、三网融合、全业务运营等变化，随着竞争态势加剧，中国已经形成中国移动、中国电信、中国联通、广电系统的激烈竞争局面。另外，运营商网络服务的用户业务和内容服务商（SP）正随着业务的不断创新而蓬勃发展，汲取了产业链的大部分利润，而管道运营模式下的运营商未能随业务的发展而盈利，反而受到业务保障、带宽等方面的压力，运营模式亟需改变。

　　新兴业务对承载网提出了新的要求，比如视频及多媒体为主的综合业务对承载网的演进提出带宽、QoS等方面更高的要求；移动互联网数据业务给移动网络的带宽带来新的压力；云计算的高扩展性、高可靠性、资源透明化、虚拟化、按需服务等特点将对承载网络的架构产生影响；物联网无处不在的传输网络和智能化的后台数据的特征，对运营网络提出诸如海量IP地址、无线网络覆盖、智能化等方面的要求。

IPTV视频业务对承载网络提出高要求
   
    IPTV业务承载的需求主要有以下几个方面：

    ●　高网络质量需求。IPTV作为高价值业务，给运营商带来高价值的同时，也对网络质量提出更高的要求，丢错包、抖动和时延是影响用户体验的关键因素，也是IPTV业务对于网络的关键要求。

    ●　安全性需求。IPTV业务需要一个高安全性的智能网络，包括：在网络终端侧，保证IPTV业务与其他业务的安全隔离，限制非法用户的接入；在业务接入层限制二层网络中组播泛滥；在业务层，保证合法组播源的安全，限制非法组播源等。

    ●　大量IP地址。各类IP化的视频终端越来越普及，IPv4地址消耗巨大。三屏融合的互通终端对IP地址的需求更多。如果没有可分配的IP地址，就无法拓展新业务和新用户

移动业务单元内核IP化、向LTE演进

　　移动流媒体业务的增长迅速，电信业务的IP化已成为发展趋势，同时3G向LTE演进已成为运营商的共识，传送网的分组化也势在必行。

　　传统的SDH/MSTP设备由于维护复杂、接口汇聚比低、统计复用效率低、扩容能力受限等原因，不能很好地支撑未来业务发展。

　　传送网的分组化在兼容传统E1/STM-N接口的同时，还要支持各种容量的分组化接口，如FE/GE/10GE，以及今后的40GE/100GE。内核采用分组化设计，比起传统SDH/MSTP的电路交叉内核，能够高效利用带宽资源，支持各种分组化特性。

IPv4地址匮乏制约网络发展

　　随着Internet的持续发展，IPv4逐渐成为网络发展瓶颈，主要表现在：IPv4地址匮乏和NAT的局限性。IP化终端对IP地址的需求是海量的，IPv4已经逐渐不适应网络的发展，必须采取新的措施。

IP城域网改造

　　为满足IPTV、IP RAN、NGN、政企VPN等高质量业务的承载需求，建议建设城域网二平面，根据业务特性进行分类，不同类的业务在不同的网络平面承载。公众平面以承载互联网业务为主，主要包括互联网专线业务、公众上网业务；城域二平面以承载封闭业务为主，包括IPTV、移动业务、政企VPN、NGN等电信级业务。后续运营商可在传送层面将波分网络下沉至城域边缘层，对海量带宽及大颗粒IP化业务进行接入和智能调度，IP精品接入和骨干二平面进行40G/100G提速。总体业务承载如图1所示。

城域骨干二平面建设（IPTV承载）

　　为满足IPTV业务的规模部署，建议在城域网骨干构建二平面，即新建业务控制层和核心路由器设备，城域网骨干网的核心路由器采用集群系统设备，提升城域网的带宽能力和可靠性。城域网的业务控制层采用大容量融合设备，提供Session级IPoE、组播VPN、视频cache、 IPv6等功能，提升用户精确管理、组播内容分发、用户提升保障能力以及IPv4/IPv6平滑演进能力。

　　IPTV业务的开展通过公众接入平面接入，在汇聚层设备交换机/OLT上进行业务区分，将IPTV业务上送到城域网骨干二平面，进行IPTV业务申请和服务。而原有的宽带上网业务经汇聚交换机/OLT分流后，由原城域网骨干承载（BRAS设备）。这种新建城域骨干二平面思路，为IPTV业务开展提供了高效率、高安全、高体验、精管理、可演进的网络保障。

接入网二平面建设（移动业务承载）

　　在城域接入层构建综合接入网以承载移动业务。综合接入网应具备分组化、提供高带宽能力；具有良好的QoS能力，对业务进行区分，实施差异化服务，优先保证语音和视频类业务；具备高可靠性；具备精准的时间/时钟同步能力，满足移动回传承载的要求；具备完善的网管系统和OAM特性，提升端到端的管理维护能力；为了实现端到端的管理和业务开通，综合接入网设备应和城域骨干网的业务控制点设备实现无缝对接和互通。

关键技术
IPv6技术的发展

　　目前IPv6网络演进的主要技术有双栈、DS-lite和6RD，其中双栈、6RD不能根本解决IPv4地址短缺，要求运营商预留公有IPv4地址再次进行转换。DS-lite是以接入网IPv6为基础，可以加速和推进IPv6网络的部署。
　　城域网演进需遵循：分步演进、投资保护和共存互通原则。

视频业务用户接入管理方式的变革技术IPoE

　　IPTV的用户接入方式有PPPoE和IPoE两种。

　 　PPPoE协议成熟，兼容现有网络和BMSG/Radius设备，在IPTV发展初期应用较多，可管理性强，计费准确。但PPPoE报文只能终结到BMSG上，不能被二层设备识别，不能进行组播复制点的下移，不利于IPTV业务的规模部署。

　　IPoE方式采用DHCP协议获取地址，在接入层设备开启DHCP Option82和DHCP Snooping功能保证网络安全性。同时客户端能够对DHCP OFFER包中插入认证信息（option125）进行鉴权，以辨别该OFFER包是否来自运营商认可的DHCP服务器。

　　IPoE方式具有灵活的组播能力，可高效实现组播复制，同时可实现组播复制点下移，减轻网络压力，所以IPoE方式是IPTV业务理想的认证方式。

　　IPoE认证方式又分为非Session IPoE和Session IPoE。城域网二平面部署初期，由于只承载IPTV业务，可采用非Session级IPoE，后期为实现多业务承载和业务精细化运营，需要部署基于Session的IPoE对用户进行管理。建议在城域网二平面部署时，选择支持Session级IPoE的网络设备，避免发生二次升级改造的问题。

业务控制层热备技术

　　在网络结构中，业务控制层是整个网络的重点，承担着承上启下的功能，上接核心网，实现三层路由功能，下接汇聚层，终结用户二层报文，实现用户接入功能。集中的业务控制层一旦发生故障，影响巨大。

　　目前BMSG业务可靠性备份方案大致分为冷（温）备方案和热备方案。两种方案的关键差别在于用户业务信息在主备BRAS设备之间的备份手段：冷备为用户基本信息手工事前配置，热备为即时用户业务信息的自动备份。业务控制层热备技术实现故障时用户业务的无感知切换，用户永远在线，用户满意度高，同时降低设备运维难度，降低了OPEX。

综合接入平面保护技术

　　为实现综合接入平面的高可靠性部署，可根据需要选择保护技术。客户端，根据接入段的资源、接入线路类型可采用LAG、IMA、ML-PPP进行保护；接入汇聚层，可采用端到端的PW/LSP主备保护、TE FRR保护、LSP 1+1、LSP 1:1保护等；核心层，可采用VRRP、VPN FRR、TE FRR等保护方式。

　　运营商对IP城域承载网的建设有三个主要要求：低TCO、高效益、可持续发展。为了满足这三个方面的需求，IP城域承载网建设应当区分业务，针对固网业务和移动业务、公众业务和大客户专线业务等采用不同平面承载。同时选择关键技术核心层部署集群设备/40G/100G接口提供大容量带宽；业务控制点部署BMSG热备保证业务高可靠性；部署视频缓存技术提高IPTV业务质量；部署DPI技术实现网络智能精细化运营；加强设备支持IPv6，使网络具有平滑演进能力，这样有助于解决运营商解决所面临的内外部的变化压力，满足IP城域承载网络支撑未来全业务运营和新业务发展。

[关键词] 承载网