5G智能城域网的组网与设计思路

5G智能城域网的组网与设计思路

陈亮

身份证号码：511081198110245312

摘要：随着通信网络技术的演进，运营商通信承载网络一直在发生深刻的变化。固定网从数字电路到以太网电路，从交换型到路由型城域网，骨干网络架构基本形成。移动网也在不断演进，从3G发展到4G，再到目前已经规模化商用的5G。固、移业务接入带宽及服务要求逐渐趋同，伴随着技术的持续演进，SRV6、EVPN、切片等技术能够提供更加灵活、更具有保障的网络服务，在此背景下，固、移融合的网络架构成为运营商新的诉求。本文对5G智能城域网的组网与设计思路进行分析，以供参考。

关键词：5G智能城域网；组网；设计思路

引言

现阶段,互联网运营商正朝着简化网络结构、简化网络协议、简化网络设备、实现网络管理和网络智能化管理的方向发展。作为运营商互联网的重要组成部分,城市网络也正在从传统的城市网络发展到新型智能城市网络。新的智能城市网络将旨在实现云通信、移动服务、政府和企业客户接入以及固定宽带网络的综合服务,引入简化的网络设备,提高网络流量容量,构建以云通信数据中心为核心的智能城市网络。

1网络方案

简化网络架构的主要方式是以通信云数据中心为核心，建设网络原子能力资源池。通过将宽带接入服务器（BRAS）、路由器（Router）、防火墙（Firewalls）等传统网络设备虚拟化，以及对网络能力解耦，形成简易的、原子化的网络能力，通过对简化的原子能力进行统一编排，实现对基础业务的简化，同时构建了spine-leaf架构多业务多服务承载能力，为智能城域网提供精简的业务网元，建设以网络能力为基础的网络原子能力资源池，为业务发展提供保障，促进云网融合。网络原子能力资源池是智能城域网的重要组成部分，可以为智能城域网提供家庭宽带业务服务、互联网专线业务服务、IPTV业务服务、大客户专线业务服务、VoIP电话业务服务、防火墙业务服务、人工智能类业务服务和各种云服务等。

2技术发展

随着5G网络的发展，网络设备的数量逐渐增长，业务敏捷开通及运营智能化、互联网化等要求也被提出，因此需要新的技术来支撑实现这一目标，而协议堆栈的简单化、标准化、自动化是实现该目标的基础。SR（Segment-Routing）技术是实现上述目标的代表技术，其具有灵活编程、协议简化、超高可靠性、弹性扩展和平滑演进五大优势，同时，在源路由器上可通过携带多个标签，定义完整的路径信息，实现端到端开启业务能力。SR技术原生支持“网络拓扑无关”的保护倒换，支持50ms故障切换；能更好地实现SDN，达到网络分布式智能与集中式优化的平衡。在SR网络中核心设备的网络状态信息跟承载的应用业务无关，可以轻松实现百万级别的应用流量控制，同时SR技术具备网络协议简单化、SDN流量调度能力强、网络保护速度快等优点，网络设备通过SR协议的扩展，成为网络走向SDN化的最佳路径。

3智能城域网现状与特征

3.1 网络结构

智慧城市网路以5G的发展为契机,运用网路扣除法的设计理念,能力进一步向网路通讯协定和网路设备的简化、网路管理和网路智慧管理方向发展。智能城市网络通过DC资源池为网络的云元素提供支持,面向网络的云元素和用户,实现综合负载;使用内核+边界转发架构来简化网络架构;利用多种外围设备实现5G融合、家庭宽带接入、大客户端、通信云等服务;建立智能化、自动化、开放的网络管理系统,实现端到端自动化业务开放,支持智能化运营和互联网运营,提升用户体验。

3.2 网络的特点

(1)结构简单。简单、标准化的架构,简化了网络结构,便于维护和扩展;简化的协议有助于降低硬件要求和网络成本。智能城市网络可以提供家庭宽带接入、5G移动带宽、通信云和其他服务的融合。(2)自动有效。该网络提供基于SDN的自动化和可编程性,以快速启动业务并提供差异化服务。(3)网络分离。网络和业务是分开的,网络主要负责连接和托管,业务是基于SDN和云网络元素实现的,保证业务的快速发展和灵活性。

4联通智能城域网组网方案

智能城市网络采用简化的核心架构(MCR)+融合(MER)+接入(MAR),实现5G服务、专线服务、家庭客户服务以及4G和5G基站互操作的综合目标。其中,主设备(MCR)用于在网络中的各种聚合设备之间转发流量,并在其他网络之间转发流量;联合设备(MER)用于集成多服务承载接入,包括基站反馈服务,大型客户端服务,云通信服务和vBRAS服务,具有与MER相同位置的BBU或少量外围基站;接入装置 (MAR) 用于访问基站和集成访问某些节点的工作。MCR和169个网络CR连接在一起,以减轻vBRAS宽带业务流量和互联网专线流量;连接 MCR 和 CUII/B,便于访问 5GC 流量;MCR 和 UPF 配对以便于访问 UPF 流量。连接MCR和IPRAN,实现流量共享和接入4G核心网络流量;MCR和电信网络连接在一起以引导共享流量。

5智能城域网IGP协议部署

5.1 IGPCOST值设置原则

MAR-MER或MAR接入环之间的值设置为100,ISIS接入环进程的MER接入环之间的连接系数值大于闭环所有接入环系数值的总和设置为2000,以确保MAR之间的交互不通过MER。MCR基于双平面设计原理,MER和MER-MCR的收敛环之间的成本系数为100。同时,为了确保横向流量尽可能接近接入电平,在同一电平的连接节点链之间逐渐降低COST值,而MCR-MCR之间的COST值比Mer-Mer的COST值高150倍。

5.2智能城域网Segment-Routing配置

智能城域网开启SR功能,将loopback环回地址作前缀通告Node-SID,在ISIS协议下使能ISIS-Segment-Routing功能,使能ISIS的BFD,以及ISISTI-LFA,触发故障快速感知和重路由。SRGB域的空间大小设置原则为：大于SR网络（本地网）域内网元数量,同时要保证SRGB起始值加偏移值不大于SRGB的结束值。目前,每个本地网的SRGB范围为24000-43999,每个本地网中所有设备的SRGB范围及起始值均保持一致。单个本地网中每个网络节点的ISIS-prefix-sid-index值必须在SRGB之内,目前SRGB最大值和最小值之差为20000,那么ISIS-prefix-sid-index可用值是0-19999。MER设备的每个ISIS进程的SRGB范围必须一致。

结束语

结合SDN以及智能化应用的部署,更好地实现了云网协同、业务自动开通,促进了通信DC的云化演进,同时构建智能化、自动化、开放化的网络管控系统,开创了全新的业务开通模式,提升了网络配置的规范性、准确性、可靠性,支撑智能化运维和互联网化运营,大大降低了运维成本,迎接5G时代的挑战。

参考文献

[1]项朝君,刘倩,黄华峰,马淼娜,吕艳娜.智能城域网5G承载时钟同步部署研究[J].电子产品世界,2021,28(12):71-74.

[2]裴金栋,林庆忠,黄晓弟,郑秋凡.关于部署IP城域网出口组播专用通道的探讨[J].电信快报,2021(11):34-36.

[3]方妍,李文华,鲍彦泽.面向5G业务承载的新型智能城域网重构[J].计算机与网络,2021,47(20):43.

[4]朱武增,韩笑,李永楠等.面向5G业务承载的新型云化城域网探讨[C],2021:115-120.

[5]谈国斌,戴亚晶,居永承.浅析扬州广电网络骨干城域网升级改造[J].广播电视网络,2021,28(09):86-88+92.