烽火面向中国联通的全业务承载网解决方案

引言：随着光通信技术和3G、IPTV等新型电信业务的快速发展以及我国“三网融合”战略目标的提出，运营商的网络建设逐步向IP化、融合化方向发展，全业务运营成为当前各运营商的主流建网思路，网络的建设将面临重要的挑战：一方面是业务的多样化，同时带宽急剧增加承载网带宽的弹性调度，对不同业务提供不同服务质量的需求；另一方面业务IP化趋势明显，业务承载力求高效率和低成本，基于IP的承载网业务类型越来越多，这对IP网的扩展性、QoS、安全性以及可运营、可管理等方面提出了更高的要求。在3G产业方面，中国联通具备最成熟的WCDMA技术，为提升3G时代的竞争力奠定了基础，同时中国联通还拥有较好的固定宽带接入资源，固定和移动业务捆绑将是迈向融合的合理切入点，而端到端融合则是中国联通网络发展的必然趋势，大力发展3G网络，提升移动和固定宽带的接入能力，配合深度终端定制策略，树立家庭品牌和企业业务品牌，加强移动增值业务的多样化，将有力的提高中国联通的整体竞争能力。烽火通信致力于为中国联通的发展提供最佳承载网解决方案，高度契合于中国联通的网络现状和发展战略，满足3G、移动和固定宽带业务、三网合一发展的需求。在各类新型业务的高速发展中，一方面需要关注业务发展对于网络建设带来的新需求，例如3G、数据业务发展带来的带宽、QOS、网络弹性等特性，另一方面也需要考虑对现有网络资源的利用，例如现有MSTP网络的融合和定位，以及网络安全的提高等。3G承载网的要求3G网络的建设使得承载网的业务类型由以TDM为主向以IP分组为主发生转变，IPRAN从广义上讲，是运营商基于IP的无线接入网，为3G业务提供有效承载与覆盖，特别是当前基站接口IP化转型时期，业务类型剧增，对IPRAN建设在带宽和区别服务上提出了新的要求。IPRAN在承载网建设上首先要求具备广泛的覆盖能力和组织大型网络的能力；同时还需要提供多业务承载，并能够区别对待不同业务，提供不同服务质量；需要满足业务在带宽、时延、时延抖动、丢包率等方面的差异化要求以及频率同步、时间同步等功能特性（特别是针对3G技术体制）；需要强大的OAM能力，对业务端到端的管理和调度，简化网络运维管理；需要降低网络建设成本和整个产业链的共同成熟。具体到设备形态需求上，业务接口由E1向FE变化，业务粒度由2M向10M/100M发展。业务的全IP趋势发展对基站回传承载网络提出了更高的要求，IP化业务通常呈现出带宽突发性高、峰均值比高等特点，而传统的基于电路交换的MSTP传送网以刚性管道为特点，不能很好的满足IP化业务的承载需要，因此，如何构建一个能承载多种新旧业务、易于扩展、可靠、且低OPEX和CAPEX的承载网是中国联通面临的巨大挑战。现有网络资源的最大化利用从工信部获悉，截至2010年一季度末，全球宽带接入用户总数达到4.85亿，其中，中、美两国宽带接入用户在全球宽带市场的占比已达41.9%，移动宽带接入市场以3G技术为基石，在未来几年内将大幅拓展。固定和移动宽带各有特点，由于移动宽带终端受电池、屏幕、操作键盘和工作环境等限制，决定了移动网不适合开放业务质量高的宽带业务，一般开放的是小巧、灵活的宽带业务，而固定宽带业务的特性是接入带宽资源理论上是无限制的，并拥有舒适的工作条件，因此可以在固网中开展业务质量高宽带业务，但在窄带业务方面，移动取代固定是必然的，因为移动性符合人们个性化和随意性的特性，只要技术和经济支持许可，移动通信是用户的必然选择。通过全业务运营，运营商一方面为消费者提供捆绑业务，减少总成本，最大化便利程度，同时也提高用户对运营商的忠诚度，提高业务的使用量和运营商的竞争能力。中国联通把宽带升级提速作为与3G建设并重的重大工程，固定宽带接入将逐步过渡到以光纤接入技术为主，不断地缩短铜缆的长度，对于现有的铜缆覆盖区域，通过PON+ADSL扩大接入段带宽，选择重点区域积极推进FTTH，满足高宽带业务发展需求，同时积极推进三网融合，积极探索与广电企业的合作模式，发展IPTV等新兴业务。通过3G实现宽带接入的无缝覆盖，积极发展3G等无线宽带接入业务。无论是PON还是基于3G技术的无线宽带业务发展，对于承载网的带宽、QOS均提出了新的要求。LTE承载随着移动业务的不断发展，多媒体游戏、手机电视、视频通信、流媒体等新型业务迅速增长并将在未来逐渐趋于普及化。LTE(LongTermEvolution)作为移动网络演进的下一代主流版本，将引领移动通信进入真正的宽带时代。相比现有的2G/3G网络，LTE网络产生了一些新的需求，从而导致承载网解决方案也需要有相应的变化。LTE的无线接入网命名为演进型UMTS陆地无线接入网（E-UTRAN），核心网则为演进型分组核心网（EPC）。如上图所示，与2G/3G网络相比，LTE网络最显著的新变化主要有：网络结构全IP化。核心网取消了CS(电路域)，全IP的EPC支持3GPP、非3GPP各类技术统一接入，实现固网和移动融合（FMC），灵活支持VoIP及基于IMS的多媒体业务；网络架构扁平化。取消了之前定义的RNC，eNB（EvolvedNodeB）直接接入EPC,从而降低用户可感知的时延，大幅提升用户的移动通信体验。引入了两个新的接口。X2是相邻eNB间的分布式接口，主要用于用户移动性管理；S1Flex是从eNB到EPC的动态接口，主要用于提高网络冗余性以及实现负载均衡。由于EPC是实现了全IP化的核心网，因此各主要核心网元之间的需要采用大容量的IP化承载方案，E-UTRAN承载网（也被称为LTE回传网）主要是指城域传送/承载网（只有少部分流量需经过IP骨干网）。E-UTRAN承载网主要面临两种接口，一个是S1接口，用于基站和核心网网关之间的连接；另一个是X2接口，用于基站和基站之间的逻辑连接,这两种接口对承载网的容量、时间同步、低时延等方面提出了需求,因此其解决方案应满足高带宽、灵活的业务调度能力、组大网、多业务承载、高可靠性和QoS、低时延、时间同步等方面的要求。现有网络资源的最大化利用现有SDH/MSTP网络在设备稳定性、成熟度、组网架构方面无疑是最完善的传输网络，中国联通对MSTP网络也具备丰富的运维经验。经过2009年和2010年的大规模建设，中国联通各省公司对原有SDH/MSTP网络进行了大规模的升级，基本建成以10G容量为主的MSTP骨干汇聚系统，因此，如何更好的对现有投资进行保护也将是网络建设时需要考虑的重要问题。根据2009年中国联通集团对MSTP承载3G分组业务的测试结果来看，MSTP技术在带宽、业务接入、汇聚和收敛、QoS机制、业务隔离、网络安全、运行维护等方面完全可以满足3G初期的分组化业务承载。预测分析2009-2012年期间为3G网络的建设期，建设重点在于网络覆盖，传输接口为E1+FE，接入带宽为10～30Mbit/s，MSTP技术能够满足3G建设期和业务发展初期的需求。随着3G建设重点向HSPA+等网络升级转移，基站带宽将达到30～80Mbit/s，核心汇聚层MSTP带宽将难以满足3G业务需求，此时，将需要引入分组传送技术。针对现有的MSTP网络定位，一方面需要进行持续的网络优化，满足2G和3G初期业务承载的需求，建立网络优化的长效机制，形成“优化指导规划”、“规划指导建设”、“建设促进优化”的良性循环。例如进行网络安全性优化、网络容量优化、业务流向优化、旧设备替换等，通过这些网络优化手段来达到提高网络的安全性问题，提升现有网络容量为，优化网络中业务流向等目的。另一方面现有MSTP网络可以作为未来PTN网络的一种补充，在未来相当长一段时间内，MSTP和PTN将共存，并且在PTN网络建设的初期，MSTP网络的完善性要远高于PTN，那么在一些PTN暂时无法覆盖的地区则需要MSTP设备完成接入，同时MSTP设备也可作为相同站址PTN设备的备份，完成应急通信、故障抢修时的接入功能。业务的发展推动了技术的变革，现今大客户业务、移动基站回传、IPTV等业务都向IP化跃迁，解决IP业务的高效承载是光网络的发展方向，烽火通信全业务承载网解决方案以系列化的OTN和PTN、MSTP设备为承载平台，融合了ASON智能控制平面技术，可为中国联通构建具备全业务接入能力、易运营、高效率的光承载网络。解决方案包括了FONST1600、FONST3000、FONST4000、FONST5000等OTN产品；CiTRANS680、CiTRANS660、CiTRANS640、CiTRANS620等PTN产品；SmartWeaver智能控制平面及OTNPlanner网络规划工具，全面涵盖骨干、汇聚到接入各网络层面。核心层随着全业务运营的开展，承载着局间业务和基站调度业务的核心层面临着新的挑战。它所承载的业务颗粒由2M/155M发展为GE、2.5G、10G等接口，具备灵活的大颗粒业务（如GE/2.5G/10GE等）调度能力的OTN很好地迎合了这种业务发展的趋势。但OTN对业务的调度是透明的，带宽分配也是刚性的，不具备业务收敛及小颗粒业务调度的功能，严格来讲，OTN不参与业务层面的组网，其作用更侧重于传输层面上。可在核心机房之间组建PTN核心调度层，从基站来的业务经过接入、汇聚层，一直到核心调度层，建立端到端LSP，实现业务灵活调度和管理。作为PTN网络的最高点，核心调度层既可将来自各汇聚环的基站业务收敛到指定的RNC端口，起到节省带宽和端口的作用，同时还具备端到端业务调度的能力，方便基站业务在不同BSC/RNC之间的归属和灵活的业务调度，并提供传输和RNC之间LAG或MSP的保护机制。烽火通信采用FOSNT系列WDM/OTN设备实现灵活的组网，MSTP/PTN系统承载在WDM/OTN系统上，可实现大容量、高速率的业务传输。考虑到核心层在网络中的重要地位，建议网络结构尽可能实现环网保护，如果具备网状网光缆条件，则可以引入基于OTN的ASON技术进行组网。汇聚层对于汇聚层，由于主要是承载大量接入层站点汇聚业务，对网络的安全性和保护能力要求比较高，必须依托汇聚层光纤及机房资源，组成若干10GE环网，并具备带GE链的能力。汇聚层PTN网络应采用环形或者网状网结构，环路节点数量宜为5～8个。PTN网络收敛的TDM电路应在汇聚层或者核心层以STM-N方式与SDH汇聚层网络对接。烽火通信可采用CiTRANS系列PTN、MSTP设备组建汇聚层网络来实现对各类业务的疏导和汇聚。接入层接入层站点繁多，机房条件有限，可采用高集成度的小容量PTN设备，对设备安装方式和功耗等都有较高要求。接入层PTN的部署主要依托现网接入层光纤资源，组成多个GE接入环（单环节点控制在4～8个节点），局部辅以链状结构，在热点区域考虑到业务的高速发展允许部署10GE接入环（环路节点数一般为6～10个节点）。烽火通信CITRANS和IBAS系列PTN、MSTP设备能够实现灵活高效的组网，主要设备类型包括CITRANS680/660/640/620、CITRAN550、IBAS180等，可提供灵活的多业务作为行业领先的光通信设备供应商，可提供灵活的多业务带宽接入。站式IP化端到端解决方案作为行业领先的光通信设备供应商，烽火通信在中国联通的网络建设中发挥着积极的作用，很早就开始在OTN和PTN技术领域进行深入的研究和产品的开发，拥有深厚的技术储备和高品质的系列化产品。目前，烽火通信在OTN方面已经形成了完备的系列化产品，可提供从骨干到接入的端到端解决方案，全面覆盖网络的各个层面。烽火通信FONST产品系列OTN产品包括FONST5000、FONST4000、FONST3000、FONST2000/1000等，提供80G~5.12T的交叉容量，支持100G速率传输，满足未来海量的业务传输需求。烽火通信CiTRANS系列PTN产品是目前业界系列化程度最高的PTN产品系列，交换容量覆盖5G到T比特范围，完全能够满足运营商对城域传送网络不同应用场景的需求。其中，CiTRANS620为接入层小型设备，可以进行远端网络业务接入，灵活经济。CiTRANS640为小型汇聚型