電信運營商寬帶接入匯聚網絡規劃.docx

論文編號年信息通信網絡技術委員會年會征文

2009

電信運營商寬帶接入匯聚網絡規劃

步場

（中國0合網絡通信冇限公司北京市分公司?北京

100045）

? 寬帶斐入業務和寬帶增值業務的發展對電信運行両現有的霓帶接人河絡提岀『新的妥求。通過對運口檎 覓帶接入

網絡的現伏和寬帶業務的發展進行分析研究.提出了在電信運營的寬帶接人網絡中恵設以為關權技術 的三層寛帯接

入匯網絡的方第.并對寛帶接入匯聚網絡進行了具體的規劃。

JK

關?惻*接入刈規劃寬帯接入匯聚網

VPLS

VPL5

THE PLANNING OF TELECOM OPERATORS BROADBAND

ACCESS AGGREGATION NETWORK

BU Yang

(China United Network Telecoaununications Corporalion Beijing Branch Company. Beijing 100045)

ABSTRACT The development of broadband access rvices and broadhand value -added rvices has challenged the telecom

：

operators* existing broadband access network Ba on the analysis of operators* broadband access network status and the development

?

of broadband rvices, a suggestion that operators should construct a Layer 3 broadband access aggregation network which take? VPLS as

the key technology in broadband access network has been propewed, and a specific planning of broadband access aggregation network han

been made.

KEY WORDS acceu network, plannings VPLS, broadband acceM aggregation network

：

1 ?背景

當前，接入網已經成為全網寬帶化的最后瓶頸.接入網的寬帶化已成為?AM發展的主要越勢。 隨著

通信技術的發展，中國的電信運營商正在不斷進行著寬帶接入網絡的大力建設，寬帶接入網絡 中IP內

核DSLAM設備已經大規模使用.ADSI2+、EPON等技術也已經開始在部分地區使用。在這 樣的背景下，

運營商也在進行著相應的寬帶接入網絡建設來滿足日益發脹的寬帶業務需求。對于寬 帶接入網絡.主導

電信運營商會首先要求這個網絡能夠承載現有的寬帶業務■其中既冇傳統的公眾 和企業互聯網業務.也

有新興的IPTV、VOIP可視電話等業務。其次根據對未來網絡發展的分析, 還有可能需要同時承載NGN

語音業務。以上業務需要通過寬帶接入網絡進行業務流的業務判斷、控 制轉發以及業務保障，這就要求

寬帶接入網絡的建設既要考慮網絡安全性能的同時.還要更多胞關 注寬帶接入網絡如何將多種業務承載

在一張接入網絡上?寬帶接入匯聚網絡的旣念由此被提岀。

2.現狀

2.1電信運營商業務現狀

中國的電信運肯商于2000年左右開始進行ADSL寬帶接入網建設工程■近十年以來，隨著各種 寬

帶業務的迅猛發展，各地的主導運營商基本建成了以ADSL接入為主.LAN和EPON等業務作為 補充的

寬帶接入網絡。同時.寬帶接入業務本身也在不斷發展.目前已經在原有上、下行帶寬都是 512kbit/s的基

礎上開展了下行IM、2M、4Mbit/?以及更高速率的寬帶接入業務。

與寬帶接入速率的提升相對應.寬帶增值業務.如1PTV、VO1P可視電話等新業務的發展也非 常迅

速。除傳統PSTN固定電話網絡以外，有的運營商已經推出承載在寬帶城域網上的VOIP可視電 話業務。

此業務以寬帯城域網為按入和承載網絡.以NGN軟交換為控制平面，使用該業務的兩個用 戶之間可以進

行點對點視頻通話。另外.冇的運營商也已經或計劃推出1PTV試驗業務，為用戶提 供組播和VOD點播

的視頻業務，為用戶提供包括爲清頻道在內的上百個直播頻道，另外還將為用戶 提供VOD點播功能，

用戶可以自行點播其希望瀏覽的視頻節目。

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寬帶接入業務和寬帶增值業務已經成為電倍運營商收入的主要增長點。因此，為滿足IPTV、 VOIP

等新業務的發展需求，運營商將會大規模開展網絡升速，結合家庭網關設備的部署.規?；l 展更高接

入速率的寬帶接入業務。

22電信運營商寬帶網絡現狀

電信運營商寬帶城域網主要由IP核心網和寬帶接入網兩大祁分組成。

一般在運膏商的IP核心網內，除了相對獨立的NGNTP承載網自成系統外，均使用寬帶接入服 務

器(BRAS)設備以及業務路由器(SR)實現業務控制，其中.SR設備是運營商為了滿足大客戶 專線以及

IPTV等新型寬帶增值業務的承載需要而在全網進行部署的。

寬帶接入網絡分為接入匯聚網絡和接入層。目冊，運營商寬帶接入網絡中接入層部分形式以 xDSL

方式為主體、LAN和EPON接入方式為補充，使用DSLAM、以太網交換機以及OLT設備作為 接入用

戶的局端設備。由于技術的進一步發展，隨著新型BRAS設備的引入，BRAS設備的處理能 力進一步增

強■為了充分利用現冇BRAS設備的能力.擴展BRAS設備的端口，降低設備造價，在 BRAS下面增加

了二層或三層交換機作為接入匯聚設備.構成了寬帶接入網中的接入匯聚網絡的初 始架構。寬帶接入匯

聚網絡將用于實現電信運營商多業務綜合接入承載，實現業務流量的區分并根 據業務屬性轉發至BRAS

和5R設備。

3 ?寬帶接入匯聚網絡的建設需求

目前，電信運營商的接入匯聚網絡呈現岀以光纖直驅、二層或三層匯聚交換機等多種方式并存 的局

面。隨著寬帶增值業務的開展.目前的接入匯聚網絡逐漸暴禽岀一些與業務發展無法適應的問 題.主要包

括目前的接入匯聚網絡不能很好的完成業務匯聚.業務區分、鏈路保護等功能。雖然接 入匯聚網絡的形

式較多，但均存在一定的問題。

首先光纖直驅形式，對于采用單GE/FE上聯的DSLAM設備上行鏈路缺少保護，對光纜資源消 耗

大。

其次對于二層/三層交換機的接入匯聚方式.交換機設備僅擴展了 BRAS設備端口，節約了投 資，

但目前便莊的接入匯聚交換機的性能和功能均不能很好滿足不同業務分流的需要.不能實現多 業務綜合

承載的需求。同時.現有二層/三層交換機設備上聯方式的形式多樣，網絡設備上聯結構的 不統一?不利

于網絡的管理與維護。

另外，隨著電信運營商高帶寬升速工程的推進，以及寬帶增值業務的發展需求，在現有接入匯 聚網

絡現狀下，寬帶接入網絡中DSLAM/EPON等接人設備需要上聯至SR設備，存在上聯困難、對 光纖資

源的占用非常巨大的問題.成為了電侑運營商業務發展的瓶頸。

運營商現有寬帶接入網在業務感知與分流、QoS保證.網絡安全.接入帶寬保證等方面還存在 一定

不足。同時，隨著寬帶接入業務和寬帶增值業務的發展.對電信運營克的寬帶接入網絡的建設 提出了新

的要求。電信運營商寬帶接入匯聚網絡的建設目標應為滿足運營商xDSI/EPON接入需求. 滿足具備新的

寬帶接入業務發展需求，同時為其它寬帶增值業務以及VIP專線等業務提供接入和業 務承載。一句話，

寬帶接入匯聚網應具備多業務綜合接入.業務識別與分發尋功能。

電信運營商的寬帶接入匯聚網應可提供多業務接入能力，可承載數據、視頻、語音、專線等類 業務，

同時應可實現多業務流量的識別與分發。

4 ?寬帶接入匯聚網絡的技術應用

寬帶城域網中，IP核心網的業務控制節點(BRAS和SR設備)，都是基于IP的三層網絡。而目 前接

入網中.無論是以太網端口上聯的IP內核DSLAM (準確講應該稱為以太網內核DSLAM)還是 EPON.

LAN交換機設備已經基本統一在以太網的標準上。因此.在寬帶城域網整體部署中.對于 IP網與接入網

的銜接設備一一寬帶接入匯聚設備釆用何種技術，三層網絡與二層網絡相互如何承 載，三層網絡應部署

到整個寬帶城域網的什么層面、什么位遨，這些問題一直存在著爭議。

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寬帶城域用中三種主要的模式為：傳統以太網增強方式、VPLS方式.三層到邊緣方式。

1） 傳統以太網增強方式

業務控制節點BRAS、SR）集中部署，所有業務通過二層以太網匯寰到業務節點接入三層網 絡.

（

網絡保護適過生成樹協議STP/RSTP收斂實現。

這種方式的優點是部署簡單，價格便宜。

以太接入網主要以星型和環型組網為主，星型組網由于沒有保護路徑，可靠性差，以太環網技 術是

一種通用的組網技術.主要以生成樹協議（STP）技術為基礎，能夠很好的解決備份路徑和保護 倒換的問

題，但其主要問題依然存在.體現在可靠性差、可管理性和可維護性差、安全性差、QoS 機制缺乏、基于

STP的環網技術沒有考慮時延和時延抖動的規避措施。通過以太網增強.包括以太 網環路保護協議/鏈路

聚合等技術，可以提升接入匯聚網絡的可靠性。但是以太網增強方式在組建大 型網絡時依然存在擴展性

問題。

2） VPLS方式

MPLS VPU技術是是將運營商網絡模擬成一個大的二層橋來連接多個節點■各個節點都好像連 接

在一個獨立的交換機上一樣，各個節點間通過三層的MPLS VC連接起來，具有與CE設備僅通過 二層

進行連接，實現起來非常方便簡單，能夠透傳任何三層協議（不僅限于IP）數據包等待點。在 此方式下，

業務控制節點（BRAS. SR）集中部署，所有業務通過VPLS傳送網匯聚到業務控制節點 接入三層網絡，

采用MPLS LDP作為VPLS業務承載隧道.利用MPLSTE為VPLS業務在傳輸時提 供更好的服務質址

保證和故障恢復施力。這種方式的優點是網絡可靠性高，但對網絡設備要求較高。

3） 三層到邊緣方式

業務控制節點分布式部署，MPG推進到城域以太網絡邊緣，業務的部署盡址靠近用戶.網絡 保護通

過IGP/LDP快速收斂以及TE FRR等技術實現.這種方式可以IP網和接入匯聚網采用統一的 IP/MPLS

技術實現.并且通過可管理的三層轉發（各種路由協議以及可靠性機制）防止了二層網絡 不可控制的缺

點，并且網絡技術都為標準技術，互通性/擴展性好.而且管理簡單.部署方便。但 是.將三層業務控制點

大最分布部署，從運營商的投資成本上考慮是不夠現實的。

4） 結論

根據以上分析，考慮到電信運營商寬帶城域網的發展，可以采用VPLS方式作為寬帶接入匯聚 網絡

的部署方案。

5 ?寛帶接入匯豪網業務承載方案

5.1業務承栽

在電信運菅商的寬帶接入匯聚網上開放VPLS功能將重點采用單對多的模式，應用在DSLAM、

EPON以及LAN交換機上聯數據的分發方面。即將一架DSLAM或EPON設備的上聯端口與BRAS 下

聯端口、SR下聯端口流予放入同一個VPLS內，再根據用戶業務類墩對用戶不同業務進行VLAN ID標

識，使用戶業務數據流量可以在一個VPLS內根據VLAN ID標識被調度到不同的業務控制設備 （BRAS

或SR）上，實現寬帶業務分發。

針對目前運營商寬帶網絡承載的多種業務，按照其在網絡中的地位和待點可以分為三類.這些 業務

在寬帶接人匯聚網絡上承載的方案如下。

拿終結于BRAS的業務：這些業務主要是PPPOE撥號寬帶上網業務以及可視電話.這些業務以 二

層方式通過匯聚網絡透傳.最后終結于BRAS。在三層到邊緣組網中，使用VPLS、VLL. Qi叫 （stacking

VLAN）等技術，對PPPOE業務通過VPLS隧道透傳到BRAS三層終結。另外，DSLAM和 EPON等

網絡設備的網育數據可以通過VLL隧道透傳到BRAS三層中介。

拿終結于SR的業務，這些業務主要filPTV點播業務.大客戶專線接人業務?由于網關在SR. 因此.

需要通過接入匯聚網絡實現業務的透傳到SR終結。

?終結于接人匯聚網絡節點的業務：這些業務主要是部分大客戶專線接入業務和IPTV組播業 務。

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由于接入匯聚網絡運行三層，因此可以將組播等業務通過三層引入到接近用戶的位置，提高組 播的可靠

性，降低對帶寬的占用。

52 VLAN規劃

為了實現不同業務的安全隔離和保證QoS,建議對于個人用戶接人采用每個用戶每種業務使用 一個

VLAN ID (PUPSPV)的規劃方式，即同一寬帶用戶的三種業務(數據■語音、視頻)可以通 過不同的三個

用戶VLAN ID (CVLAN)來區分。VLAN規劃的原則如下：

?能夠區分業務類型和用戶，為了后續的擴展，建議采用stacking VLAN方式；

拿內層VLAN以接入層(xDSITEPON)設備為單位規劃.標識用戶信息與用戶業務信息.實現

PUPSPV

；

拿外層VLAN要以單臺寬帶接入匯聚設備為單位規劃.標識業務信息。毎個寬帶接入匯聚層設 備中

或未來每個接入匯聚環中的外層VLAN不允許重復；

拿規劃組播、網管VLAN等待殊應用的VLAN.并采用單層VLAN或QinQ VLAN方式；

? V1P專線接人用戶可采用單層VLAN方式；

，保留部分VLAN資源，用于未來網絡業務的發展。

5.3 QoS ? 劃

由于電信運營商的寬帶接入匯聚網絡上同時承載了高速上網.IPTV (廣播、組播)、VoIP、大 客戶專

線等多種業務■而對不同業務類型的SLA保證是不同的，所以因此有必要對該網絡部署QoS。 QoS部

署主要有如下兩個關鍵：

?分層QoS保障，網絡的不同層次分別基于802lp. EXP和DSCP進行QoS保障。

?

? 802.1p. EXP和DSCP之間的映射。

電信運營商整體的QoS規劃，各種業務在DiffServ下對應各F1的QoS標識。

各種寬帶業務所對應的QoS標識如表4-1所示。

衷5-1各業務與QoS標1R映射關累

業務類型 業務說明

8011p EXP

預留 目前未有業務對應

網絡控制 所有網絡控制和管理流量

7 7

6 6

5 5

4 4

3 MPLS/VPN、公網地址大客戶金牌業務 金牌業務 3

2 2

1、0 1. 0

VOIP語音流最 實時業務

流媒體、1PTV (點播、組播)等視頻業務

普通大客戶業務，城域網VIP業務 銀牌業務

普通寬帶用戶流雖，考慮P2P流址，預留一個級別

標識

mv

盡力而為

6 ?寬帶接入匯楽網絡設備要求

在確定電信運營商寬帶接人匯聚網絡所使用的技術和組網方式后，依據網絡設計方案及各類業 務需

求，可以歸納出寬帶接入匯聚設備應符合的各項技術指標要求，具體如下：

1)設備基本性能要求

設備必須支持VLAN堆賽(QinQ)o

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設備必須支持Selective QinQ (S-QinQ).并必須實現同時支持QinQ和單層VLAN,應能根據不 同的

內層VLAN標簽標記不同的外層VLAN標簽或者不進行標記。

設備必須支持基于內層VLAN標簽的數據流轉發。

必須支持內外層VLAN標簽的靈活轉換等。

設備應支持IEEE802.3ad鏈路聚合，應支持10GE、GE、FE端口的鏈路聚合。

2) 設備路由及VPN功能要求

設備宜支存目朋主要的路由協議，包括IPv4靜態路由、策略路由PBR、RIP、OSPF、IS-IS、 BGP/MP-

BGP路由協議。

設備應支持MP—協議，應支持標準LDP協議、MPLS基于源、目的的負載均衡以及LDP的認 證，

應支持 MPLS L2/L3 VPN. MPLS TE. EoMPLS. VPHVPLS。

⑸?

設備應支持MPLS L2/L3 VPN業務的部署。

3) 設備組播功能要求

設備應具備完髀的組播流轉發機制，必須支持線速轉發單播和組播的混合流:&。

設備必須支持跨VLAN組播。

7.寬帶接入匯聚網建設規劃

電信運營商寬帶接入匯聚設備構成網絡的方式推薦采用寬帶接入匯聚設備通過10GE鏈路組成 環

網，其中一臺寬帶接入匯聚設備連接BRAS和SR.作為中心節點，分別通過多條GE捆綁鏈路上 行到IP

核心網BRAS,另有多條GE捆綁鏈路上行到IP核心網SR環網上其它節點的寬帶接入匯 聚設備通過

；

DSLAM、LAN、EPON等多種接入方式接入個人客戶和大客戶的各種業務。

運營商在寬帶接入網絡建設的初期，可以考慮在業務需求較大的節點設登寬帶接人匯聚設備. 每臺

新堆的寬帝接人匯聚網設備單獨上聯至BRAS及SR設備，以多GE捆綁方式實現對BRAS/SR 設備的上

聯，網絡結構簡單、對設備性能的耍求較低、且易于接入匯聚網絡后期的擴展.同時投資 較小。

考慮到電宿運營商部分接入節點位置分散、地域覆蓋廣.接入距離遠、光纜資源占用大等特點， 可

以根據網絡業務發展的情況，同時結合寬帶接入匯聚網設備的能力，后期中逐步進行寬帶接入匯 聚網絡

拓撲的衍生：即在網絡建設初期業務端局集中部署的基礎上，逐漸向用戶接入段縱深部署. 可以采用對

光維資源需求較小的環型拓撲結構，設備間以10GE鏈路互聯.網絡容雖能満足較長時 間內大業務量發

展的需求，同時根據業務發展的要求進行業務流就均衡、鏈路保護機制等策略的部 署。

電信運營商在建設寬帶接入匯聚網絡后，將逐步由冃前的多種接入匯聚方式向統一的接人匯聚 方式

進行過渡.由寬帶接入匯聚網絡承載多種業務，完成組播分發、寬帶流駅匯聚、業務的分流、 鏈路保護等

功能，并進一步提供不同類型業務的QoS保證。運營商對用戶業務的感知能力進一步向 用戶端推進，構

建起可擴展.高可靠性、多重業務播放、網絡業務將細化運營、可管可控的寬帶接 入匯聚網絡。

8 ?展望

隨著通侑技術的發展，電信運營商將在不遠的未來推出更多的寬帶增備業務，寬帶城域網將有 可能

承載包括3G. IMS在內的更多更新型的業務，現有部分寬帶業務將可能在實現方式方面進行調 整.運膏

商寬帶城域網中業務控制點BRAS和SR設備的具體定位和功用將會進一步明確，隨之而 來的將會遇包

括寬帶接入匯聚設備在內的整個寬帶接入網絡的調整，未來寬帶接入匯聚網絡將如何 演進和發展還冇待

時日才能真正明確。

參考文款

[1]200598

韋樂平《面向未來業務實施全面轉型-書樂平談網絡轉或五大方向》《人民郵電》年月日六版

作者介紹

步晞勇.遼寧省盤饑市，工程碩士.中國聯合網絡通信有限公司北京市分公司，工程師.年畢 業于南京郵電

(1978-),2001

大學.年獲得北京郵電大學工程碩七學位.年至今一直從事寬帶接入網絡的維護和優化、? 帶業務的開發和寬帶網

20092002

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絡技術的研究工作。

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