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台州联通5G智能城域网建设实践分享
发布时间:2021-03-03  作者:中国联通台州市分公司 林军辉,屠云刚  阅读量:

随着网络技术和业务需求的不断演进和发展,传统软硬件一体化的网络设备给网络运营带来了一系列的挑战,如利用率低、成本高、业务开通周期长等,这些弊端严重制约了网络服务能力。为了解决多张承载网络并存、网络复杂、建设成本高、业务转发效率低、扩展性差和创新业务支撑不足等问题,同时满足5G时代超高速率、超低时延、网络切片、智能管控与协同等功能需求,中国联通提出了以DC(数据中心)为中心,面向5G时代的固移融合、云网一体、SDN(软件定义网络)化、物理+虚拟的智能城域网架构。

对于城域网落地方案的选择将直接影响运营商的投资成本和建设效率。本文以台州联通城域网建设为例,分享智能城域网建设中核心、汇聚和接入方案的选择。

 

核心汇聚方案

 

因为不涉及通信云,此次台州联通城域网按照图1所示的架构进行组网。

        图1  台州联通城域网组网拓扑

本次工程核心层采用2套ZXCTN 9000-8EA设备,用于网内不同汇聚设备间流量转发以及与其他网络间的流量转发。核心设备采用100GE互联,并通过100GE链路和区县汇聚层设备互联,采用口字型组网的方式。

本次工程汇聚层采用2套ZXCTN 9000-8E、ZXCTN 3EA、ZXCTN 2EA作为汇聚,用于多业务综合承载接入,包括基站回传业务、大客户业务、通信云业务以及家庭宽带业务等。汇聚层设备之间采用100GE链路互联,汇聚层和接入层之间采用100GE/50GE链路互联。

 

BBU集中部署

 

5G BBU(室内基带处理单元)集中部署,可以减少机房数量,实现配套资源共享(GPS、电源、蓄电池、传输、空调等),减少能耗和排放,降低建设成本和运营成本。同时集中设置更容易实现站间协作,实现更高频谱效率,提高容量,集中式基带池灵活可扩展,实现弹性容量,可以更好地体现5G的网络优势。

 

前传方案选择

 

5G前传网络目前主要有光纤直驱、无源WDM( 波分复用)、半有源WDM、有源OTN(光传送网)等解决方案。在5G前传解决方案中,使用WDM技术是必然趋势。前传网络WDM技术的最终选择与产业链、系统成本、波长数量匹配、传输和运维能力等关键因素直接相关。

 

光纤直驱方案

前传光纤直驱方案是4G前传现网最主要部署方案,该方案架构简单、易于工程部署,无需波长规划,不需要额外供电,适用于光纤资源丰富、C-RAN小规模集中场景。

当前传距离较短,光纤资源具备时,光纤直驱性价比高。当传输距离较远时,光纤直驱方案会消耗有限的主干光缆资源,导致解决方案成本受制于主干光缆资源,成本也会线性上升甚至无法实施。此外,光纤直驱方案无法实施保护。

 

无源WDM方案

无源WDM方案基于波分复用技术,采用一芯光纤实现多个AAU到DU之间的连接,节约光纤资源。

无源方案主要优点是低成本,相较于有源OTN方案和半有源WDM方案,无需使用客户侧模块及相关业务单板,CAPEX成本低;无需租用铁塔资源,没有电力消耗,OPEX成本也很低。

但无源WDM方案面临着以下问题:维护界面不清晰,存在链路和故障定界问题;缺少管理手段,网络可靠性无法保障;无法实现网络保护;标准化程度低,关键指标不统一。

 

有源OTN方案

基于有源OTN方案的5G前传方案需要在AAU侧和DU侧各配备一个有源传输设备,有源传输设备的客户侧与无线设备采用25G白光模块对接,有源OTN设备的线路侧采用彩光模块或高速率白光模块对接,线路侧光模块间通过单纤双向连接。

相比光纤直驱和无源WDM方案,有源OTN方案存在几大问题:成本相对较高;Opex成本相对较高;远端需规划电源等资源,部署受限。

 

半有源WDM方案

半有源WDM方案采用新架构和新技术,整合无源WDM方案和有源OTN方案优点,兼具有源OTN方案可管可控优势和无源WDM方案远端灵活性及低成本优势,满足前传网络核心需求。

在成本方面, AAU侧CAPEX成本与无源WDM方案CAPEX成本相当,有源侧比无源方案成本要高。

 

方案选择

浙江地理特点属于七山一水两分田,且原3G/4G的承载网络是按环路架构的,由于历史区域内符合5G网络要求的机房资源较少,接入站点与综合接入点平均距离超过3.5km,全部采用光纤直驱的方案将会浪费大量的纤芯资源。

根据各种前传方案的价格测算,采用光纤直驱方案单站开通所需成本4500元,采用无源波分方案单站开通成本为2400元,采用半有缘源波分方案单站开通成本为4350元,采用有源波分方案单站开通成本为6300元。

在当前半有源和有源波分成本居高不下的情况下,台州联通针对当年的投资情况,最终选择了光纤直驱结合无源波分的前传方案,当年5G建设节约光缆建设成本400多万元。

 

接入解耦方案选择

 

中国联通集团公司在2020年的智能城域网建设中,对传输网络设备偏向于接入层设备和核心汇聚层设备进行解耦,浙江省公司遵循集团的指导意见,在省内也进行了现网各厂家间的解耦测试。

台州联通智能城域网异厂家对接测试与验证,主要涉及协议对接、业务开通等内容。测试方案包含接口对接、IP地址测试、ISIS对接测试、BGP对接测试、VPN路由学习测试、SR对接测试等。中兴ZXCTN 9000-8EA设备参加了测试,整体测试结果达到预期结果,对ping测试无丢包、协议正常、路由学习正常、5G基站正常上线,业务无故障。

接入层设备与核心汇聚层设备解耦带来以下优点:

-从安全方面考虑,同厂家设备是同平台的,同时出现软件故障的可能性大;而异厂家设备是不同平台的,同时出现软件故障的可能性相对较小;

-异厂家配置以及设备性能存在差异,在部署业务时需要考虑异厂家核心设备的性能以及配置的差异,可以按照最优化的核心设备来考虑网络规划。

-能够引入竞争,降低建网成本。

同时,接入层设备与核心汇聚层设备不解耦也有优点:

-网络中核心和汇聚间的BFD(双向转发)检测、保护倒换策略更容易部署;

-设备的管理控制,以及通过管控下发业务相对异厂家核心更为容易;

-可以做前期新技术的验证, 比如Fl ex E 、SRv6、SR-TE以及一些复杂的检测业务,比如一些bfd检测,目前暂不支持互通;

-接入层设备与核心汇聚层设备采用同厂家部署,还可以避免当前省内解耦测试中存在的问题。

综上所述,对于城市热点区域、工业园区、BBU集中点等需要大容量、高可靠的场景,建议采用同厂家核心汇聚及接入设备部署,采用大容量、低功耗的设备;对于边缘郊区非BBU集中点等非重点价值区域,在大规模解耦且带业务无故障后,可采用异厂家设备进行部署,充分引入竞争,降低建网成本。

 

通过对比各种前传方案的优缺点,结合浙江联通的实际情况,台州联通城域网建设选择无源波分结合光纤直驱作为前传方案。在设备解耦方面,在城区的热点、重要区域建议设备解耦,而郊区、乡镇等非热点区域,业务场景单一,一般只有大带宽的需求,可以选择解耦,践行集团公司解耦策略,测试各种新技术以及异厂家对接,也可以节省成本。

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