《电信网技术》2010年 6月第 6期
1 引言
当前,接入网已经成为全网宽带化的最后瓶颈,接
入网的宽带化已成为接入网发展的主要趋势。 随着通
信技术的发展, 中国的电信运营商正在不断进行着宽
带接入网络的大力建设 , 宽带接入网络中 IP 内核
DSLAM设备已经大规模使用,ADSL2+和 EPON 等技
术也已经开始在部分地区使用。 在这样的背景下,运营
商也在进行着相应的宽带接入网络建设来满足日益膨
胀的宽带业务需求。 对于宽带接入网络,主导电信运营
商会首先要求这个网络能够承载现有的宽带业务,其
中既有传统的公众和企业互联网业务, 也有新兴的
IPTV和 VoIP可视电话等业务。 其次,根据对未来网络
发展的分析, 还有可能需要同时承载 NGN语音业务。
以上业务需要通过宽带接入网络进行业务流的业务判
断、控制转发以及业务保障,这就要求宽带接入网络的
建设既要考虑网络安全性能的同时, 还要更多地关注
宽带接入网络如何将多种业务承载在一张接入网络
上,宽带接入汇聚网络的概念由此被提出。
2 现状
电信运营商业务现状
中国的电信运营商于 2000 年左右开始进行
ADSL 宽带接入网建设工程,近 10 年来,随着各种宽
带业务的迅猛发展,各地的主导运营商基本建成了以
ADSL 接入为主,LAN 和 EPON 等业务作为补充的宽
带接入网络。 同时,宽带接入业务本身也在不断发展,
目前已经在原有上、下行带宽都是 512kbit/s 的基础上
开展了下行 1Mbit/s,2Mbit/s,4Mbit/s 以及更高速率的
宽带接入业务。
与宽带接入速率的提升相对应, 宽带增值业务,
如 IPTV 和 VoIP 可视电话等新业务的发展也非常迅
速。除传统 PSTN 固定电话网络外,有的运营商已经推
出承载在宽带城域网上的 VoIP 可视电话业务。 此业
务以宽带城域网为接入和承载网络, 以 NGN 软交换
为控制平面,使用该业务的两个用户之间可以进行点
对点视频通话。 另外,有的运营商也已经或计划推出
IPTV 试验业务,为用户提供组播和 VOD 点播的视频
业务,为用户提供包括高清频道在内的上百个直播频
道,另外还将为用户提供 VOD 点播功能,用户可以自
行点播其希望浏览的视频节目。
宽带接入业务和宽带增值业务已经成为电信运
营商收入的主要增长点。 因此,为满足 IPTV 和 VoIP
等新业务的发展需求,运营商将会大规模开展网络升
级,结合家庭网关设备的部署,规模化发展更高接入
速率的宽带接入业务。
电信运营商宽带网络现状
电信运营商宽带城域网主要由 IP 核心网和宽带
接入网两大部分组成。
电信运营商宽带接入汇聚网络规划
步 旸 中国联合网络通信有限公司北京市分公司工程师
陈有珍 中国联合网络通信有限公司北京市分公司工程师
胡 泊 工业和信息化部电信研究院通信标准研究所工程师
摘 要 宽带接入业务和宽带增值业务的发展对电信运营商现有的宽带接入网络提出了新
的要求。 本文通过对运营商宽带接入网络的现状和宽带业务的发展进行分析研究,提出了在电信
运营的宽带接入网络中建设以 VPLS 为关键技术的 3 层宽带接入汇聚网络的方案,并对宽带接入
汇聚网络进行了具体的规划。
关键词 接入网 规划 VPLS 宽带接入汇聚网
发 展 策 略
45· ·
□TELECOMMUNICATIONS NETWORK TECHNOLOGY
一般在运营商的 IP 核心网内,除了相对独立的
NGN IP 承载网自成系统外,均使用宽带接入服务器
(BRAS)设备以及业务路由器 (SR)实现业务控制 。
其中 ,SR 设备是运营商为了满足大客户专线以及
IPTV 等新型宽带增值业务的承载需要而在全网进
行部署的。
宽带接入网络分为接入汇聚网络和接入层。 目
前, 运营商宽带接入网络中接入层部分形式以 xDSL
方式为主体 ,LAN 和 EPON 接入方式为补充 , 使用
DSLAM, 以太网交换机以及 OLT 设备作为接入用户
的局端设备。由于技术的进一步发展,随着新型 BRAS
设备的引入,BRAS设备的处理能力进一步增强,为了
充分利用现有 BRAS 设备的能力,扩展 BRAS 设备的
端口, 降低设备造价, 在 BRAS 下面增加了 2 层或 3
层交换机作为接入汇聚设备,构成了宽带接入网中的
接入汇聚网络的初始架构。 宽带接入汇聚网络将用于
实现电信运营商多业务综合接入承载,实现业务流量
的区分并根据业务属性转发至 BRAS和 SR 设备。
3 宽带接入汇聚网络的建设需求
目前,电信运营商的接入汇聚网络呈现出以光纤
直驱,2 层或 3 层汇聚交换机等多种方式并存的局面。
随着宽带增值业务的开展,目前的接入汇聚网络逐渐
暴露出一些与业务发展无法适应的问题,主要包括目
前的接入汇聚网络不能很好地完成业务汇聚、业务区
分、链路保护等功能。 虽然接入汇聚网络的形式较多,
但均存在一定的问题。
首先光纤直驱形式, 对于采用单 GE/FE 上联的
DSLAM 设备上行链路缺少保护,对光缆资源消耗大。
其次对于 2 层 /3 层交换机的接入汇聚方式,交换
机设备仅扩展了 BRAS 设备端口,节约了投资,但目
前使用的接入汇聚交换机的性能和功能均不能很好
满足不同业务分流的需要,不能实现多业务综合承载
的需求。 同时,现有 2 层 /3 层交换机设备上联方式的
形式多样,网络设备上联结构的不统一,不利于网络
的管理与维护。
随着电信运营商高带宽升速工程的推进,以及宽
带增值业务的发展需求, 在现有接入汇聚网络现状
下, 宽带接入网络中 DSLAM/EPON 等接入设备需要
上联至 SR 设备,存在上联困难、对光纤资源的占用非
常巨大的问题,成为了电信运营商业务发展的瓶颈。
运营商现有宽带接入网在业务感知与分流,QoS
保证,网络安全,接入带宽保证等方面还存在一定不
足。 随着宽带接入业务和宽带增值业务的发展,对电
信运营商的宽带接入网络的建设提出了新的要求。 电
信运营商宽带接入汇聚网络的建设目标应为满足运
营商 xDSL/EPON 接入需求, 满足具备新的宽带接入
业务发展需求,同时为其它宽带增值业务以及 VIP 专
线等业务提供接入和业务承载。 总之,宽带接入汇聚
网应具备多业务综合接入、业务识别与分发等功能。
电信运营商的宽带接入汇聚网应可提供多业务
接入能力,可承载数据、视频、语音、专线等类业务,同
时应可实现多业务流量的识别与分发。
4 宽带接入汇聚网络的技术应用
宽带城域网中,IP 核心网的业务控制节点(BRAS
和 SR 设备)都是基于 IP 的 3 层网络。 而目前接入网
中,无论是以太网端口上联的 IP 内核 DSLAM(以太
网内核 DSLAM)还是 EPON,LAN 交换机设备已经基
本统一在以太网的标准上。 因此,在宽带城域网整体
部署中,对于 IP网与接入网的衔接设备――宽带接入
汇聚设备采用何种技术、3 层网络与 2 层网络相互如
何承载、3 层网络应部署到整个宽带城域网的什么层
面和什么位置等问题,一直存在着争议。
宽带城域网中 3 种主要的模式为传统以太网增
强方式,VPLS方式,3 层到边缘方式。
(1) 传统以太网增强方式
业务控制节点(BRAS 和 SR)集中部署,所有业务
通过 2 层以太网汇聚到业务节点接入 3 层网络,网络
保护通过生成树协议 STP/RSTP收敛实现。
这种方式的优点是部署简单,价格便宜。
以太接入网主要以星型和环型组网为主,星型组
网由于没有保护路径,可靠性较差;以太环网技术是
一种通用的组网技术,主要以生成树协议(STP)技术为
基础, 能够很好地解决备份路径和保护倒换的问题,
但其主要问题依然存在,体现在可靠性差,可管理性
和可维护性差,安全性差,QoS 机制缺乏,基于 STP 的
环网技术没有考虑时延和时延抖动的规避措施。 通过
DEVELOPING STRATEGY
46· ·
《电信网技术》2010年 6月第 6期
以太网增强, 包括以太网环路保护协议 / 链路聚合等
技术,可以提升接入汇聚网络的可靠性。 但是,以太网
增强方式在组建大型网络时依然存在扩展性问题。
(2) VPLS方式
MPLSVPLS 技术是将运营商网络模拟成一个大
的 2 层桥来连接多个节点,各个节点都好像连接在一
个独立的交换机上,各个节点间通过 3 层的 MPLSVC
连接起来,具有与 CE 设备仅通过 2 层进行连接,实现
起来非常方便、简单,能够透传任何 3 层协议(不仅限
于 IP) 数据包等特点。 在此方式下, 业务控制节点
(BRAS 和 SR)集中部署,所有业务通过 VPLS 传送网
汇聚到业务控制节点接入 3 层网络, 采用 MPLSLDP
作为 VPLS 业务承载隧道,利用 MPLSTE 为 VPLS 业
务在传输时提供更好的服务质量保证和故障恢复能
力。 这种方式的优点是网络可靠性高,但对网络设备
要求较高。
(3) 3 层到边缘方式
业务控制节点分布式部署,MPLS 推进到城域以
太网络边缘,业务的部署尽量靠近用户,网络保护通过
IGP/LDP快速收敛以及 TEFRR等技术实现,这种方式
可以通过 IP 网和接入汇聚网采用统一的 IP/MPLS 技
术实现,并且通过可管理的 3 层转发(各种路由协议以
及可靠性机制)防止了 2 层网络不可控制的缺点;网络
技术都为标准技术,互通性 /扩展性好,而且管理简单,
部署方便。 但是,将 3 层业务控制点大量分布部署,从
运营商的投资成本上考虑是不够现实的。
根据以上分析,考虑到电信运营商宽带城域网的
发展, 可以采用 VPLS方式作为宽带接入汇聚网络的
部署方案。
5 宽带接入汇聚网业务承载方案
业务承载
在电信运营商的宽带接入汇聚网上开放 VPLS功
能将重点采用单对多的模式, 应用在 DSLAM,EPON
以及 LAN 交换机上联数据的分发方面 , 即将一架
DSLAM 或 EPON 设备的上联端口与 BRAS 下联端口
和 SR 下联端口流量放入同一个 VPLS 内, 再根据用
户业务类型对用户不同业务进行 VLANID 标识,使用
户业务数据流量可以在一个 VPLS 内根据 VLAN ID
标识被调度到不同的业务控制设备(BRAS 或 SR)上,
实现宽带业务分发。
针对目前运营商宽带网络承载的多种业务,按照
其在网络中的地位和特点可以分为 3 类,这些业务在
宽带接入汇聚网络上承载的方案如下:
(1) 终结于 BRAS的业务
这些业务主要是 PPPoE 拨号宽带上网业务以及
可视电话, 这些业务以 2 层方式通过汇聚网络透传,
最后终结于 BRAS。在 3 层到边缘组网中,使用 VPLS,
VLL,Q-in-Q(Stacking VLAN)等技术 ,对 PPPoE 业务
通过 VPLS 隧道透传到 BRAS 3 层终结 。 另外 ,
DSLAM 和 EPON 等网络设备的网管数据可以通过
VLL隧道透传到 BRAS3 层终结。
(2) 终结于 SR 的业务
这些业务主要是 IPTV 点播业务、 大客户专线接
入业务,由于网关在 SR,因此需要通过接入汇聚网络
实现业务的透传到 SR 终结。
(3) 终结于接入汇聚网络节点的业务
这些业务主要是部分大客户专线接入业务和
IPTV 组播业务。 由于接入汇聚网络运行 3 层,因此可
以将组播等业务通过 3 层引入到接近用户的位置,提
高组播的可靠性,降低对带宽的占用。
VLAN 规划
为了实现不同业务的安全隔离和保证 QoS,建议
对个人用户接入采用每个用户、 每种业务使用一个
VLAN ID(PUPSPV)的规划方式,即同一宽带用户的 3
种业务(数据、语音、视频)可以通过不同的 3 个用户
VLANID(CVLAN)来区分。 VLAN 规划的原则如下:
(1) 能够区分业务类型和用户,为了后续的扩展,
建议采用 StackingVLAN 方式。
(2) 内层 VLAN 以接入层(xDSL/EPON)设备为单
位规划, 标识用户信息与用户业务信息, 实现 PUP-
SPV。
(3) 外层 VLAN 要以单台宽带接入汇聚设备为单
位规划,标识业务信息。 每个宽带接入汇聚层设备中
或未来每个接入汇聚环中的外层 VLAN 不允许重复。
(4) 规划组播、网管 VLAN 等特殊应用的 VLAN,
并采用单层 VLAN 或 Q-in-QVLAN 方式。
(5) VIP专线接入用户可采用单层 VLAN 方式。
(6) 保留部分 VLAN 资源, 用于未来网络业务的
发 展 策 略
47· ·
□TELECOMMUNICATIONS NETWORK TECHNOLOGY DEVELOPING STRATEGY
发展。
QoS 规划
由于电信运营商的宽带接入汇聚网络上同时承
载了高速上网,IPTV(广播、组播),VoIP,大客户专线
等多种业务, 而对不同业务类型的 SLA 保证是不同
的,所以有必要对该网络部署 QoS。 QoS 部署主要有
两个关键:
(1) 分层 QoS 保障 , 网络的不同层次分别基于
,EXP和 DSCP进行 QoS保障。
(2) ,EXP和 DSCP之间的映射。
电信运营商整体的 QoS 规划, 各种业务在 Diff-
Serv下对应各自的 QoS标识。
各种宽带业务所对应的 QoS标识参见表 1。
6 宽带接入汇聚网络设备要求
在确定电信运营商宽带接入汇聚网络所使用的
技术和组网方式后,依据网络设计方案及各类业务需
求,可以归纳出宽带接入汇聚设备应符合的各项技术
指标要求,具体如下:
(1) 设备基本性能要求
●设备必须支持 VLAN 堆叠(Q-in-Q)。
●设备必须支持 Selective Q-in-Q (S-Q-in-Q),并
必须实现同时支持 Q-in-Q 和单层 VLAN,应能根据不
同的内层 VLAN 标签标记不同的外层 VLAN 标签或
者不进行标记。
●设备必须支持基于内层 VLAN 标签的数据流
转发。
●必须支持内、外层 VLAN 标签的灵活转换等。
●设备应支持 IEEE 链路聚合 , 应支持
10GE,GE,FE 端口的链路聚合。
(2) 设备路由及 VPN 功能要求
●设备宜支持目前主要的路由协议,包括 IPv4 静
态 路 由 , 策 略 路 由 PBR,RIP,OSPF,IS-IS,
BGP/MP-BGP路由协议。
●设备应支持 MPLS协议, 支持标准 LDP 协议,
MPLS 基于源, 目的的负载均衡以及 LDP 的认证,应
支 持 MPLS L2/L3 VPN,MPLS TE,EoMPLS,
VPLS/H-VPLS。
●设备应支持 MPLSL2/L3VPN 业务的部署。
(3) 设备组播功能要求
●设备应具备完善的组播流转发机制,必须支持
线速转发单播和组播的混合流量。
●设备必须支持跨 VLAN 组播。
7 宽带接入汇聚网
建设规划
电信运营商宽带接入汇聚
设备构成网络的方式推荐采用
宽带接入汇聚设备通过 10GE
链路组成环网, 其中一台宽带
接入汇聚设备连接 BRAS 和
SR,作为中心节点 ,分别通过
多条 GE 捆绑链路上行到 IP 核心网 BRAS,另有多条
GE 捆绑链路上行到 IP核心网 SR;环网上其它节点的
宽带接入汇聚设备通过 DSLAM,LAN,EPON 等多种
接入方式接入个人客户和大客户的各种业务。
运营商在宽带接入网络建设的初期,可以考虑在
业务需求较大的节点设置宽带接入汇聚设备,每台新
增的宽带接入汇聚网设备单独上联至 BRAS 及 SR 设
备, 以多 GE 捆绑方式实现对 BRAS/SR 设备的上联,
网络结构简单,对设备性能的要求较低 ,且易于接入
汇聚网络后期的扩展,同时投资较小。
考虑到电信运营商部分接入节点位置分散、地域
覆盖广、接入距离远、光缆资源占用大等特点,可以根
据网络业务发展的情况,同时结合宽带接入汇聚网设
备的能力,后期逐步进行宽带接入汇聚网络拓扑的衍
生, 即在网络建设初期业务端局集中部署的基础上,
逐渐向用户接入段纵深部署,可以采用对光缆资源需
求较小的环型拓扑结构,设备间以 10GE 链路互联,网
48· ·
《电信网技术》2010年 6月第 6期
络容量能满足较长时间内大业务量发展的需求,同时
根据业务发展的要求进行业务流量均衡、链路保护机
制等策略的部署。
电信运营商在建设宽带接入汇聚网络后,将逐步
由目前的多种接入汇聚方式向统一的接入汇聚方式
进行过渡,由宽带接入汇聚网络承载多种业务,完成
组播分发、宽带流量汇聚、业务的分流、链路保护等功
能,并进一步提供不同类型业务的 QoS 保证。 运营商
对用户业务的感知能力进一步向用户端推进,构建起
可扩展、高可靠性、多重业务播放、网络业务精细化运
营、可管可控的宽带接入汇聚网络。
8 结束语
随着通信技术的发展,电信运营商将在不远的未
来推出更多的宽带增值业务,宽带城域网将有可能承
载包括 3G 和 IMS在内的更多、更新型的业务,现有部
分宽带业务将可能在实现方式方面进行调整,运营商
宽带城域网中业务控制点 BRAS 和 SR 设备的具体定
位和功用将会进一步明确。 随之而来的,将会是包括
宽带接入汇聚设备在内的整个宽带接入网络的调整,
未来宽带接入汇聚网络将如何演进和发展还有待时
日才能真正明确。
参考文献
1 韦乐平 .面向未来业务实施全面转型 .人民邮电报. 2005, 9
Planningof CarrierBroadbandAccessAggregationNetwork
Abstract The development of broadband access services and broadband value-added services has challenged the telecom
operators ‘existing broadband access network. Base on the analysis of operators’ broadband access network status and the
development of broadband services, a suggestion that operators should construct a Layer 3 broadband access aggregation
network which takes VPLS as the key technology in broadband access network has been proposed, and a specific planning of
broadband access aggregation network has beenmade.
Keywords access network, planning, VPLS, broadband access aggregation network
(收稿日期:2010-05-20)
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
发 展 策 略
中兴通讯在中国移动 CM-IMS项目中
打通全部承建省份电话
中国移动 CM-IMS 核心网集采项目工程交付中,继 5 月
15 日在重庆打通第一个电话, 中兴通讯 6 月 1 日下午再次
拔得头筹 , 成为本次集采项目第一个打通全部承建省份
IMS 电话的厂商, 为后续的业务开通和商用实施开启了一
个良好的开端。
中兴通讯承建省份工程进展的快速推进,得益于中国移
动和中兴通讯的良好合作。 4 月上旬,移动集团宣布集采结
果后, 中国移动各省公司与中兴通讯在第一时间召开项目
启动会,共同完成配置确认、工程勘察,确定配套资源需求,
各省公司迅速落实,中兴通讯按照合同要求完成设备到货,
一切井然有序。
中兴通讯率先完成 TD-LTES1/X2接口
一致性测试
近日,中兴通讯与工业和信息化部完成了 S1/X2 接口一
致性的正式测试,该项测试是工业和信息化部 TD-LTE 研究
开发技术试验测试的重要组成部分。
中兴通讯一直以来积极参与工业和信息化部、中国移动
组织的各项 TD-LTE 测试, 创造了多项业界第一的测试记
录:2009 年 11 月, 率先实现并演示了 TD-LTE 理论最大下
载速率;2009 年 12 月, 第一家通过工业和信息化部 MTNet
实验室进行的 TD-LTE 工作组单系统基本集测试,成为首家
进入外场测试的厂家;2010 年 1 月,率先完成工业和信息化
部 TD-LTE 外场测试,并且首家提交 LSTI 报告;随后又与中
国移动携手合作在北京完成了 TD-LTE 室内 MIMO 组网性
能测试。
49· ·