中国移动数据城域网建设研究.doc

知识水坝（豆丁网pologoogle）为您倾心整理（下载后双击删除） 百度一下“知识水坝“ 科研专业项目成果报告科研专业项目成果报告 中国移动数据城域网建设研究 中国移动通信集团黑龙江有限公司中国移动通信集团黑龙江有限公司 二九年一月 1 中国移动数据城域网建设研究中国移动数据城域网建设研究 【摘 要】：针对目前中国移动向全业务运营方向发展，作为全业务运营的基 础网络-数据城域网建设还没有明确的组网方案、没有科学的流量预测模型及可 管理可运营的支撑系统等问题，结合黑龙江移动具体特点并兼顾其他省市，研 究了数据城域网的承载业务、流量模型、组网方案、ip 地址规划、路由规划等 相关问题，提出了适应特大、大、中、小城市规模的系列解决方案，满足了移 动通信集团适应未来全业务运营的需求。 【关键词】：数据城域网，全业务，流量模型 知识水坝（豆丁网pologoogle）为您倾心整理（下载后双击删除） 1 目目 录录 1绪论绪论 1 1.1 研究背景及意义 1 1.2 相关研究及其他运营商现状 1 1.3 中国移动数据城域网应用情况 2 1.4 中国移动数据城域网技术特点分析 2 1.5 黑龙江移动环境分析 3 2中国移动数据城域网业务预测及引入发展策略中国移动数据城域网业务预测及引入发展策略 4 2.1 承载的主要业务规划 4 2.2 业务发展策略 6 2.3 网络发展策略 6 2.4 承载的业务模型及网络规划 7 3建设方案研究建设方案研究 10 3.1 建设目标及原则 10 3.2 整体网络架构研究 12 3.2.1 独立自治域发展.12 3.2.2 扁平化、层次化发展.13 3.2.3 城域网各层次组网技术详细分析.13 3.3 ip 地址规划18 3.4 vlan 号（id）的分配规划19 3.5 认证系统方案 19 3.6 计费系统方案 21 3.7 与 ip 城域传送网的配合研究.21 3.7.1 核心层、汇聚层建设改造方案.21 4关键技术分析关键技术分析 25 4.1 ip 城域网 qos 实施方案25 4.1.1 qos 实施原则.25 4.1.2 qos 实施方案26 4.2 安全方案 27 4.3 可靠性及可管理性研究 28 4.4 路由策略 30 4.4.1 内部网关路由协议比较（igp）30 4.4.2 内部网关路由协议（igp）的选取30 4.4.3 外部网关路由协议.31 4.5 城域网向 ipv6 的演进和部署32 4.6 p2p 问题解决方案.34 4.6.1 p2p 发展建议.34 4.6.2 网络流量识别与控制方案.35 4.7 该研究方案与现有标准符合性说明 36 5结论及展望结论及展望 36 2 5.1 初步结论 36 5.2 展望 36 6参考文献参考文献 37 1 1绪论绪论 1.1研究背景及意义研究背景及意义 随着电信运营商优化重组工作的部署，以及宽带数据业务市场需求的迅猛 发展，各运营商都在积极探索实现全业务运营的新模式。ip 通信正朝宽带化、 个人化和多样化方向发展，这就要求运营商能为用户提供一个高速率、大容量 和接入丰富灵活的宽带 ip 网络。 为了实现可持续发展战略，企业都在积极探索新技术、新手段。而作为全 业务运营的基础网络城域网建设还没有明确的组网方案、没有建立科学的流 量预测模型及城域网可管理可运营的支撑系统。为此，就有必要结合黑龙江移 动具体特点并兼顾其他省市，开展中国移动数据城域网建设研究项目，针对移 动具体特点及未来网络发展的趋势，建立一套适应特大、大、中、小城市规模 的城域网建设系列解决方案，从而在理论和实践上对移动建设数据城域网提供 科学的依据。有效促进全业务建设，真正实现创世界一流通信企业和移动信息 专家的战略目标。 1.2相关研究及其他运营商现状相关研究及其他运营商现状 研究院和高校等都从不同角度对城域网建设相关问题进行了探讨。 2006 年 3 月北京邮电大学的王良结合杭州现有电信城域网结构研究了城域 网的 qos 解决方案；2005 年 3 月西安工业大学闫含研究了基于 gamma 分布的 宽带业务流量模型；2005 年 6 月电信研究院赵慧玲研究城域网路由等关键技术； 2004 年 8 月电信城域网优化指导方案对当时网络有指导意义，而目前网络 技术已经飞速发展，不能作为移动城域网建设指导方案； 各厂商也结合自己产品的特点提出了解决方案。2007 年 4 月朗讯公司把网 络划分为核心和边缘解决传统业务与数据业务融合；华为结合自己的设备提出 rpr 方式是比较好的解决方案； cisco 研究的比较早，提出 dpt 组网模型； 运营商从自身网络建设方面也多方研究。原网通公司北方城市做了宽带城 域网多是交换型架构；广电 1999 开始以 atm 技术建设、2004 年转向 ip 技术， 认证方式围绕 hfc；原中国电信 1996 年开始建设 chianet，逐步改造支持语音 业务；联通多采用基于 mstp 方式。2007 年 12 月移动广东李挺研究了城域网 的定位和演进。 2 上述研究多是对网络的部分问题进行研究，没有对城域网形成一个系统、 科学的解决方案，特别是对移动建设城域网的流量模型、承载业务、组网方案 等，还没有适应性强的模型。 1.3中国移动数据城域网应用情况中国移动数据城域网应用情况 经过几年的发展，中国移动建设了覆盖全国的 ip 网络：在骨干网方面， 有 ip 承载网和 cmnet；部分省公司为保证骨干网业务充分落地，也在部分城 市建设了 ip 城域网，保证用户接入。相比国内其他主流运营商，中国移动目前 在城域范围内 all ip 网络方面还稍显滞后，主要有几个方面的问题： (1)网络层次架构不够清晰，ip 城域网依附于省网，全省一个 as 域，网 络过大限制了进一步发展，也不利于网络的稳定； (2)ip 城域网内部网络层次较多，存在很多 l3 交换机； (3)ip 城域网还是以交换型组网为主，bas 网络位置较高，l2 网络较大， 网络的可靠性不高。 因此，移动 ip 城域网与业务发展要求存在一些差距，特别是移动网络 ran 的 ip 化承载，为了保证业务的顺利发展，打造有竞争力的网络平台，移 动 ip 城域网需借鉴固网运营商 ip 城域网的发展思路，进一步完善和发展。 1.4中国移动数据城域网技术特点分析中国移动数据城域网技术特点分析 本项目是满足中国移动未来全业务运营的需要并紧密结合移动现网具体特 点，提出了一套科学、系统的数据城域网建设方案。本方案具有先进性、多功 能性、可扩展性、标准性和安全性。 (1) 设计了未来城域网承载业务框架，定位于互联网、大客户、视频等综 合多业务接入，把承载业务分为内部自有业务：3g、营业厅联网、动环监控、 网管等；外部业务主要是 internet、voip、idc、iptv、组播等； (2) 系统的建立了网络流量模型，为网络建设规模提供科学依据； (3) 研究了适应特大、大、中、小城市规模的系列城域网建设解决方案， 提出了网络建设开始期、成长期、成熟期网络架构，组网方案灵活，可满足各 种城市建设的需要； (4) 建立了针对不同网络规模的 ip 地址设计及规划方案，提出了城域网内 部及与 cmnet、ip 专用承载网的路由策略，同时研究设计了城域网网络安全 3 解决方案。 该建设方案已经在黑龙江移动网络滚动规划建设上采用，并成为未来城域 网建设的具体指导思想。该项目系统、全面、科学，具有一定的前瞻性，较好 的满足了移动建设数据城域网的需求。 1.5黑龙江移动环境分析黑龙江移动环境分析 黑龙江省 gdp 和电信业收入均接近全国平均水平；电信贡献率(电信业务 收入/gdp)，黑龙江（扣除大庆油田产值）为 2.92%，排名第 14 位，高于全国 平均水平 2.37%，说明黑龙江电信行业发展水平比 gdp 发展水平较为超前（与 全国平均水平相比较） 。黑龙江省的电信消费份额(电信业务收入/居民消费支出) 为 8.76%，全国排名第 15 位，高于全国平均水平 7.97%，说明黑龙江电信行业 发展水平比居民消费支出发展水平较为超前（与全国平均水平相比较） 。 截止 2007 年底互联网拨号上网用户达到 89.7 万户，比 2006 年底减少 19.1 万户，增长了-17.6%；互联网专线上网用户达到 659 户，数字数据网用户达到 6987 户，帧中继及 atm 用户达到 2199 户；宽带接入用户达到 209.2 万户，比 2006 年底新增 33.1 万户，同比增长 18.8%。截止 2008 年底黑龙江国际互联网 络用户 306.5 万户，增长 2.5%，其中宽带接入户 238.2 万户，增长 13.9%。 ，宽 带用户的快速增长是数据通信网收入大幅增长不可或缺的因素；其中联通占宽 带用户数量绝对优势，黑龙江移动的铁通有部分宽带用户。 目前有黑龙江移动有 ip 专用承载网和 cmnet 两张 ip 网络，cmnet 主要 用于承载传统的公众类的互联网业务如 gprs、彩信、专线、wap、wlan 接 入等。 ip 专用承载网主要承载要求高质量、可控性业务如：软交换话音、 3g、网管及 boss、自有业务、gn 等。 黑龙江省网 cmnet 目前整体的拓扑结构采用单节点双星型结构，即以哈 尔滨节点为核心节点，12 个地市为接入节点的两级分层结构。与北京节点以 2.5gb/s、与沈阳节点以 4*155mb/s 的电路主备相连接，接入节点到核心节点为 4*155mb/s，承载拨号接入、专线、宽带接入、vpn 等业务网络。 黑龙江 ip 专网以北京、沈阳节点的 2 台核心路由器（cr）作为黑龙江移 动网的核心层，哈尔滨进乡局和哈尔滨学府局原有的 2 台 ne80e 既是 ar，又 兼做 br。接入层覆盖全省 13 地市，17 个节点。 4 2中国移动数据城域网业务预测及引入发展策略中国移动数据城域网业务预测及引入发展策略 2.1承载的主要业务规划承载的主要业务规划 目前，移动语音业务仍是中国移动的主要收入来源，数据业务特别是固定 数据业务在中国移动的收入中所占份额相对较小。尽管在全国范围内大规模开 展固定数据业务将会带来一定的收入，但对中国移动而言，近期内发展固定数 据业务的意义并不在于获取巨额收入或实现从“语音盈利”向“数据盈利”的 转变，其作用主要在于丰富中国移动的业务资源，完善中国移动的网络架构， 提高对发展集团客户等高 arpu 值用户的竞争力，并形成对竞争对手的牵制， 巩固中国移动的主营业务阵地，逐步涉足其他运营商控制的业务板块，进而提 高移动通信业务的市场竞争力和企业的总体抗风险能力，提高解决通信整体方 案的能力。 (1) 充分利用移动语音、个人数据业务的用户优势与营销资源，通过个性 化的解决方案（宽带无线接入等）提高宽带市场占有率，增强中国移动在个人 用户市场的竞争力，通过优质的、个性化的服务开拓企业用户市场。 (2) 充分考虑未来 ip 城域网业务发展趋势 业务快速发展 未来全业务运营环境下，各种业务将会得到快速发展，包括：互联网专线 用户、企业间互联业务、mpls vpn 业务、lan 接入业务和基站 ip 化业务。 业务的宽带化 随着互联网各种宽带新兴业务的迅速发展，用户对宽带的需求会逐步显著 提高。 业务的综合化 在 ip 城域网上同时承载语音、视频、数据等业务。 业务的差异化 根据客户和应用需求，提供不同的 qos 等级的服务。 业务的可控化 业务的感知、认证、计费、安全、qos 等集中控制和管理。 (3) 业务端到端网络的性能需求见表 2-1： 5 表 2-1 业务端到端网络的性能需求 业务接入带宽网络功能 丢包率（单项） 时延（单项） 抖动（单项） iptv 类（组播 点播业务） 5-6mqos、组播 0.1% 140ms 50ms 软交换类200kqos 1% 150ms 20ms 企业互联类n/ampls、qos 1% 150ms 12ms 互联网接入类2mqos 3% 200ms 100ms (4) 紧密结合城市信息化与中小企业信息化建设，提高中国移动对政府工 程（特别是公安视频监控等）的参与力度。针对中小企业“规模小、资金小” 等特点制定具有特色的、成本低廉的企业信息化解决方案，并嵌入到企业的经 营管理过程中，提高中国移动与中小企业的捆绑宽带普及率。 (5) 结合移动网络优势，捆绑发展城域网用户。中国移动发展城域网用户 时应充分利用目前在手机增值业务领域的经验和优势，通过与手机增值业务进 行捆绑，发展 pc 和手机的捆绑增值业务，初期可定位于集团大客户，远期可 逐步过渡到普通个人用户。 (6) 确定各阶段的业务发展时机，坚持全面发展互联网业务。注重 ip 城域 网不同发展阶段的网络资源特点，制定相应的业务发展重点。从长远发展考虑， 应该全面开展 internet 的各种业务，就目前固定数据市场上各大运营商的竞争形 势而言，中国移动可大力发展固定专线接入、vpn 业务和集团 ip 电话业务， 探索包括 wlan 等在内的新型接入方式。 (7) 合理进行价值链和用户定位。可采取灵活的策略，吸引有实力的 isp/icp 加盟，使中国移动成为宽带产业链的主导者，提高对 isp/icp 的引导及 控制能力，同时推动内容建设，丰富中国移动的内容资源。 (8) 依靠社会力量，实现战略共赢。中国移动 ip 城域网发展初期，将面临 维护人力资源和网络基础资源缺乏、经费和经验不足等问题。为了促进城域网 的快速发展，中国移动可充分利用社会各方面的力量，以互惠互利、促进共赢 为原则，与 isp、icp、物业公司、房地产开发商成立联盟，外包社区宽带网的 维护或运营。 数据城域网承载业务可以分为： 内部自有业务：3g、营业厅联网、动环监控、网管等； 6 外部业务：主要是internet、voip、idc、iptv、组播等。 2.2业务发展策略业务发展策略 从固网运营商ip城域网的业务定位来看，主要是adsl宽带接入，而对于移 动运营商，移动ip城域网主要定位在移动用户的接入，保证移动网络的ip化和 扁平化发展。但是全业务运营是主流的发展方向，无论是固网还是移动运营商， 其ip城域网的发展方向将是综合业务接入和承载，为全业务运营服务。 移动ip城域网业务的总体发展需要考虑到以下几方面： 1.保证移动网络ip化发展 移动网分为核心网(cn)和接入网( ran/bss)，all ip发展是未来的重点。 2g/3g的统筹发展是移动运营商关注的重要问题，移动运营商在考虑现有2g网 络发展的同时关注未来3g网络建设的需求，对于ip承载网的建设也同样如此。 2.积极拓展多业务 ip网络的最大特点是灵活性和多业务支撑能力，为用户提供更加丰富多彩 的业务，降低网络投资和维护成本。因此可以在移动ip城域网积极发展业务， 提升网络价值，增加收益。结合政策和移动自身的情况，可以重点考虑发展移 动互联网接入(如wimax)、大客户和村通等业务。由于这些业务面临更加激烈 的竞争，因此差异化显得非常重要，提升网络质量和更好的服务是保证业务发 展的重要因素。 3.向全业务ip承载网演进 未来的竞争是全业务的竞争，全业务运营的基础是融合的网络，而移动ip 城域网是这个融合网络的重要组成部分。以未来ip城域网作为所有业务的综合 承载平台，能够有效降低网络的资本性支出(capex)和运营成本(opex)，同时 为用户提供更方便的业务。 2.3网络发展策略网络发展策略 随着宽带用户的迅速发展，国内固网运营商实现早期交换型城域网向路由 型城域网的改造，并且在2007年启动ip网络精细化工程。移动运营商作为后起 之秀，亦应该借鉴固网运营商的网络建设经验，等同或高于其网络质量进行建 设。其建设策略主要体现在以下几个方面； (1) “高带宽接入”：明确每个宽带用户的平均带宽都要达到 2mbit/s 以上， 7 其中大部分城镇用户的带宽要达到 4mbit/s，观看高清电视节目时带宽要达到 8mbit/s 以上；对大客户承诺可以提供 10/100/1000m 任意速率接入。 (2) 对各种业务进行“精耕细作”：精细化运营理念，为不同业务、不同 用户提供差异化服务和精细化控制。 (3) 开拓广泛的业务领域；除了开展移动增值业务和基础的互联网业务外， 积极拓展视频监控、视频会议、iptv、vod、大客户等业务。 (4) 城域网的路由型改造；随着用户数目的急速发展，原有交换型城域网 难以支撑更大的网络，逐步完成交换机向路由器的过渡。 (5) 独立自治域系统建设：原有全省设置自治域系统的方式限制 ip 城域网 的进一步发展，逐步开始 ip 互联骨干网的扁平化和 ip 城域网独立自治域系统 建设，为 ip 城域网的发展预留足够的发展空间。 (6) 端局化发展：原有集中 bas 方式难以满足宽带用户的快速发展，bas 逐步向网络边缘演进。 (7) 扁平化：多级网络结构复杂、维护管理成本高，而扁平化的网络有利 于提升网络的质量，降低维护成本，逐步形成二层+业务控制+三层的网络架构。 (8) 接入网电信级建设：随着业务的丰富和客户需求的提高，对接入网提 出了更高的要求，接入网电信级建设，保证网络的质量。 2.4承载的业务模型及网络规划承载的业务模型及网络规划 根据中国移动相关城域网业务发展趋势分析，对城域接入业务发展需求规划 如下： 1.城域网建设初期（08-09年） 城域网接入点建设重点为2g新建基站、中/大规模3g基站、新建小区和办 公场所固定接入；接入业务以集团客户为主，个人客户主要考虑新建基站和 wlan接入客户，适当的考虑一部分家庭客户。各种业务业务量趋势如下： (1) ip ran：ip化接口主要包括iu-ps接口以及a和gb接口，还考虑部分iub和 abis。 (2) 专线和vpn互联业务：vpn是集团客户发展中的一种重要业务，现阶段业 务量还不是很大，呈现良好发展势头。 8 (3) 驻地网业务：为家庭客户提供上网业务，并开始提供vod视频点播等多媒 体等服务，且视频点播业务量将逐步增加。 2.城域网建设后期（10年以后） 城域网建设后期将实现大规模2g/3g基站、热点lte基站、小区和办公场所 固定接入，接入范围进一步扩大，业务需求除了已经开展的业务外，将大力拓 展集团客户、个人客户及家庭用户，包括为家庭客户提供语音、iptv以及其他 多媒体服务。 对于中国移动各省城域网建设的总体容量相差较大，考虑同一城域网内业 务分布的相对均衡性，因此本研究将通过衡量单局点的容量来进行类比说明， 即整个城域网的容量可通过单局点容量*n得到。 （n=城域网设置的局点数，即 bras/sr节点数量） 城域网各局点容量计算工程具体如下： 根据现网相关数据统计，宽带用户模型相关参数按照以下模型计列：（对 于不同省份，业务模型会存在差异，可根据实际情况调整模型） 用户上网带宽：500k； 用户并发比：0.5； 用户 vod 带宽：2m； 用户 vod 渗透率并发：0.15 中型城域网单局点（ bras）用户容量：60000 人 （对于大或小型城域网 则可在此基础上进行加大或缩小，下表是按照 50% 的缩放比计算） mpls vpn 大客户专线：90%的用户提供 100m 带宽；10%的用户提供 1g 带宽。 中型城域网单局点（sr）用户容量：1000 条 （对于大或小型城域网则 可在此基础上进行加大或缩小，下表是按照 50% 的缩放比计算） 专线业务收敛比：10% 带宽轻载比：0.75 则单局点带宽需求计算如下：则单局点带宽需求计算如下： (1) bras 带宽计算带宽计算 上网带宽用户平均带宽（用户数量用户并发率） 0.5（600000.5）15g vod 带宽vod 接入带宽（用户数量用户 vod 渗透率并发） 9 2（600000.15）=18g ip 总带宽上网带宽 vod 带宽33g bras 轻载实际带宽ip 总带宽/轻载比33/75%44g (2) sr 带宽计算带宽计算 100m 用户总带宽专线数90100m/10(收敛比) 100090100/109g 1g 用户总带宽专线数101000m/10(收敛比) 1000101000/1010g 大客户业务总带宽需求100m 用户总带宽1g 用户总带宽19g 综上所述，各种业务对城域接入业务、功能、qos、安全性特性的要求如 表2-2所示。 表2-2 城域网业务特性分析表 城域网单局点容量业务 类型 覆盖范 围 小中大 功能qos安全接入要求 ip ran 少量基 站 10m20m30m无 语音 高 保障语音以太接入 500 条 1000 条 2000 条 专线 和 vpn 集团客 户 9.5g19g38g l3/l2 vpn 组网 要求 vpn qos 要求 中等 中等； 业务隔离 以太和专 线接入， vpn互联 需求 1.5 万 3万6万 城域网 建设初 期（08- 09年） 驻地 网 家庭互 联网， 少量 vod 11g22g44g 无 语音、 多媒 体高 保障语音、 多媒体 以太接入 ip ran 大量基 站，范 围广 30m100m200m无 语音 高 保障语音以太接入 1000 条 2000 条 4000 条 专线 和 vpn 集团客 户，范 围广19g38g76g 无 语音、 多媒 体高 保障语音、 多媒体 以太接入 3万6万12万 城域建 设后期 （10年 以后） 驻地 网 家庭互 联网， 大量 vod 22g44g88g 组播 语音、 多媒 体高 保障语音、 多媒体 以太接入 从表 2-2 各个局点设备的带宽容量需求来看，随着数据业务的发展，高密度 端口，大容量接入的接入设备成为主流发展方向，10g 平台可以满足目前需求， 10 40g 或更高的平台是未来的发展趋势。 11 3建设方案研究建设方案研究 3.1建设目标及原则建设目标及原则 目前，中国移动已经建设了覆盖全国的 ip 网络，在互联网业务承载方面， 有 cmnet；在移动核心业务平台承载方面，有 ip 专用承载网；在移动各省公 司自有 it 支撑系统承载方面，有 dcn 网；中国移动 ip 网络现状如图 3-1： 图 3-1 中国移动 ip 网络现状 根据移动未来发展战略，未来骨干网络逐步融合，朝统一ip承载网发展， cmnet网逐渐向ip专网融合，作为internet业务接入；cngi 网络也逐渐向ip专 网融合，作为ipv6业务接入；mdcn骨干网融入ip专网。移动ip城域网进一步 发展变大，成为综合业务接入网。未来的目标ip网络如图3-2： 图 3-2 中国移动 ip 网络发展目标 近年来，宽带通信发展迅猛，用户增长迅速，同时随着内容应用日趋丰富、 新技术不断涌现、宽带用户结构发生变化，运营商在市场拓展、技术演进和业 务创新等方面均面临着新的挑战。面对以上挑战，运营商必须超越宽带发展初 期的“跑马圈地”式的粗放式运营，迈入“宽带 2.0 时代” ，高度重视最终用户 12 客户体验，并提供差异化的宽带业务。 为了实现运营商与宽带用户的双赢，宽带 2.0 时代的宽带 ip 网络的关键特 征分为两类：第一，宽带业务特征：宽带业务差异化和多样化、客户更加关注 业务体验，它们是宽带发展根本驱动力和牵引力，代表了宽带发展的方向；第 二，支撑宽带发展的网络特征：带宽提速、精细化运营、多业务承载、fmc 接 入和可信任网络。 参考电信、网通等固网运营商的建网经验，对新移动 ip 城域网提出以下建 网要求： (1) 网络层次清晰化，二、三层网络分离，构建物理和逻辑层次清晰的三层 路由网络和二层宽带接入网； (2) 网络结构扁平化，大容量、少节点、广覆盖，减少物理和逻辑级联级数； (3) 网络质量差异化，网络部署区分服务机制，为不同用户和不同业务提供 不同qos等级的服务；也可以采用多个物理承载平面的组网规划，把普通客户 业务流量和高附加值客户业务流量实施彻底分离； (4) 管理控制集中化，用宽带接入服务器（bras）和业务路由器（sr）构 建清晰的业务接入控制层，实现集中的业务提供和控制；同时加强集中网管系 统的建设，提高网络的可管理性，实现运营商级网络管理； (5) 设备要求规范化，通过制定规范，要求新增设备支持城域网开展业务所 需要的功能、性能和管理要求； 结合新移动现有 cmnet 的网络资源，参考原有的固网运营商的经验，推 荐新移动的数据城域网架构参考模型如图 3-3： 13 图 3-3 中国移动数据城域网架构图 如上图所示，新建综合数据城域网，定位于互联网、大客户、视频等综合 多业务接入；而对于目前中国移动最主要的收入来源的移动业务，从运维成本 和安全、可靠性等角度综合考虑，推荐单独作 ip 专用承载网本地延伸接入网， 承载 mgw、softx、gb 口、a 口等业务。另外，在数据城域网核心层出口处 与 cmnet 骨干网和 ip 专用承载网骨干网互联，从而在城域网内部实现无线语 音和固定语音业务的互通业务需要。 3.2整体网络架构研究整体网络架构研究 3.2.1独立自治域发展独立自治域发展 ip城域网独立自治域是发展的主流趋势，能够更好地适应未来all ip的竞 争，既可保持ip城域网的相对独立，又预留足够的网络发展空间，具有可持续 性。而对于移动ip城域网，结合移动自身ip网络特点和业务规模大小因素考虑， 在朝独立自治域系统发展的建设中，可以选择采用两个模式：全省设置多个城 域网，每个城域网设置独立的自治域；或者全省设置统一的城域网，即全省ip 城域网设置一个独立的自治域，如图3-4所示。 14 图3-4 移动ip城域网独立自治域发展思路 对于中国移动各省公司城域网建设设置多个自治域，这与省公司的区域运 维水平、以及现网业务分布有较大关系。对于省公司所辖地市公司运维水平高， 可以独立承担城域网运维任务，可设置多个自治域，各地市独立发展，其优点 是各个城域网之间相对独立，各自影响不大，其缺点是运维分散，且需要进行 多as域之间的跨域连接，as域路由收敛慢，配置较复杂。另外，若省公司全省 仅设置1个自治域，由省公司统一运维，则不存业务互通时的跨域问题，且as 域路由收敛时间较快，但其缺点是城域范围内的某个节点路由震荡有可能危机 全网，存在一定安全风险，且对省公司的维护难度也加大。通过分析，上述方 式各有优缺点，省公司在城域网建设划分自治域的时候，可根据实际情况，进 行合理选择。 3.2.2扁平化、层次化发展扁平化、层次化发展 移动ip 城域网借鉴电信ip城域网的建设思路，充分考虑移动业务的特性和 移动网络ip化进程，需要采用层次化、扁平化的网络架构。cmnet的扁平化， 即将ip 城域网从目前的cmnet省网分离，而现有的cmnet省网与cmnet骨 干网合并，成为cmnet骨干网。cmnet 的扁平化有利于全网资源的统一调度， 减少维护成本。cmnet扁平化后，形成cmnet骨干网和ip专用承载网两个并 列的长途骨干网，两个骨干网负责全网性业务的长途传送，cmnet骨干网定位 于互联网类型业务，ip专用承载网定位于移动核心业务类型；移动ip 城域网定 位于业务接入和本地传送，是综合业务承载网。 移动ip 城域网采用层次化架构，分为核心层、汇聚层( 业务控制点) 和接 入层：核心层负责业务的汇聚和分离，向上接入到两个ip 骨干网，核心层采用 跨域接入到两个ip 骨干网，实现业务的综合接入，并且基于业务类型分流到不 同的ip骨干网；汇聚层完成业务的控制，目前只针对固定接入的个人用户，无 线用户继续通过无线网元完成用户控制，无线网元接入到汇聚层的pe路由器； 接入层完成业务和用户的“最后一公里”接入。 综上所述，移动ip 城域网尽量保证扁平化、层次化架构，这样可以更有效 的避免同类节点多级级联而导致网络过于复杂，增加维护成本的问题。 15 3.2.3城域网各层次组网技术详细分析城域网各层次组网技术详细分析 核心层核心层 (1) 核心层以上的产品和技术比较成熟，核心路由器的位置无可替代，核心 路由器已经从第一代发展到基于np的第五代，第五代路由器能够提供较高的性 能和业务扩展能力。核心层路由器节点的主要任务是实现流量的分离，而由于 移动ip城域网建设均为独立自治域建设，而移动两个ip骨干网亦进行了独立的 自治域设置，因此在城域网之间进行流量分离和疏导的时候，需要采用跨域方 式与两个ip 骨干网（ip专用承载网和cmnet骨干网）互通。 结合中国移动现网业务的特点以及ip跨域技术的应用成熟度，建议； (1) 对于移动话音和移动数据业务通过业务系统转接，不在ip层面采用跨域 方式互通，未来随着移动数据业务的发展，逐步过渡到ip 跨域互通方式。 (2) 对于其他业务，如大客户vpn 业务采用option b或option c的方式，如 图3-5所示。 图3-5 大客户vpn跨域方式分析 省内vpn业务城域网核心路由器直接建立option c 跨域，由省公司维护， 骨干接入只提供通道。跨省vpn业务通过城域网核心路由器与骨干接入节点建 立option b 跨域，由集团公司统一维护。这样符合现有的维护体制，同时有利 于业务的快速开展和故障定位。 汇聚（业务控制）层汇聚（业务控制）层 在ip城域网中，汇聚层业务控制点的位置非常重要，需要完成用户的认证 和业务控制（包括业务流的动态认证、资源预留和计费策略等） ，其技术与业务 层面存在较大的关系。将来，业务控制点的建设将基于网络融合演进进行建设， 结合移动业务的特点，可以分为两个发展阶段； 16 第一阶段： 目前移动、固定业务是分离的，因此业务控制点采用分开建设 的方式，完成各自的业务控制、认证等，个人用户通过bras 进行业务控制， 大客户接入到pe 路由器，而无线用户通过ggsn(接入到pe 路由器进入ip 网 络) 实现用户控制。 第二阶段： 随着标准的发展，网络必然走向融合，融合的网络需要统一的 业务控制点，完成移动/ 固定接入用户的接入控制，这个阶段 bras、sr、ac、ggsn 融合到统一的多业务控制网关( mscg)。 在移动ip 城域网的建设过程中，业务控制点模型采用逐步发展思路； 现 阶段继续利用现网设备开展业务，获取收益，实现投资保护；新增业务控制点 考虑业务的部分融合，如个人用户和大客户的融合；最后再考虑新增业务控制 点的平滑演进能力，过渡到完全融合的目标阶段。 接入层接入层 1.接入层路由接入层路由/交换型网络技术选择交换型网络技术选择 对于 ip 城域网的核心/汇聚层，选择路由型网络建设是主流模式，充分保证 了网络核心/汇聚层的高速转发性能。但对于接入层网络在选择路由/交换型网络 上，尚存在一定的争议，根据对移动网络承载业务特点以及技术发展优劣势比 较，这里建议移动 ip 城域网接入层按照交换型网络进行建设，其理由有二： 首先，从网络核心到边缘的组织结构上看，对于城域核心/汇聚节点通常设 置在省骨干节点机房，主要满足 tmsc、msc、bsc、集团 vpn 专网核心节点 的接入需要，其对 ip 承载网络要求特点是大容量、高性能、高可靠、少节点， 因此宜采用路由型网络组网；对于城域接入节点通常设置在基站级节点机房， 由于其节点设置数量多、覆盖面广，因此对单节点接入 ip 设备的容量要求较低、 宜采用部署容易、可管理性强的交换型网络设备。 17 bsc bts ip城域网 汇聚层 接入层 核心层 核 心 机 房 路路由由型型网网络络 路路由由型型网网络络 交交换换型型网网络络交交换换型型网网络络 基 站 其次，对于城域网核心、汇聚到接入层面的选择技术有三种，分别是： (1) 大二层方案：核心层 ip over wdm/otn，汇聚/接入层二层传送 (2) 三层汇聚方案：三层到汇聚层，接入层为二层传送 (3) 三层接入方案：核心、汇聚、接入层全网三层方案 通过对 2/3 层设备的成本、设备故障率、误操作故障率以及功耗等方面的比 较，通过维护经验和相关数据统计表明：l3 功耗是 l2 传送的 25 倍；l3 成本 是 l2 传送的 35 倍；l3 误操作故障比例是传送网 6 倍；l3 设备故障率是传送 网 58 倍。 在城域建设成本和功耗上看，路由型网络均高于交换型网络，从节省网络 建设成本和降低低层网络维护难度角度，建议 ip 城域网接入层采用交换型网络 建设。 2.接入层技术对比分析接入层技术对比分析 在 ip 城域网中，接入网实现面向用户层面的业务提供，具有很重要的作用， 也是目前移动 ip 城域网建设的薄弱环节。从承载技术看，目前，ip 城域接入网 技术与城域传送网技术为两网分离建设，且互相依存、有着紧密的联系，将来 两网将向趋于融合的方向发展，即数据和传送领域互相渗透、进行优势互补。 ip 城域网接入网技术演进路线如图 3-10 所示。 18 eth mpls atm rpr pdh sdh fiberwdm oth mstp t-mpls pbt roadm pxc eompls/vpls swxc e-eth ptn/cet 图3-10 ip城域接入网技术演进路线 从上图可以看出，目前的城域接入网技术可选用路由、交换、传送、 dwdm光纤以及将来融合交换和传送特性等5种类型的平台，各自特点及演进 分析如下： (1) 路由平台 路由平台，通过强大的三层路由能力来实现组网，成本最高，维护难度高。 将来演进，可在路由平台上增强实现 mpls l3 vpn、vpls。eompls 和 vpls 是基于 ip/mpls 提供点到点或点到多点的以太服务，其网络可靠性、oam 和 qos 方面均能满足要求，但由于其基于路由器技术实现，因此成本较高。 (2) 交换平台 交换平台，通过传统以太交换能力实现组网，保护、oam、传输时延和抖 动、带宽公平性较为欠缺。将来演进，可在交换平台融合传送网特性，同时增 加实现 qinq、macinmac 来增强扩展性和 qos；同时扩展以太环网组网技术， 增强环网保护能力。交换平台以其成本优势，将来会演进为增强以太后，将适 用于固定数据业务接入。 (3) 传送平台 传送平台，即透传型和二层交换以太型 mstp，在 sdh 平台上增加以太板 卡，适用于 tdm 为主，兼顾数据业务的场合。将来演进包括： 内嵌 rpr 的 mstp：需考虑 rpr 和 sdh 层面的保护协调，随着技术成 熟，已有极大的改善，在 ptn/cet 发展成熟前，可作为大容量数据分组 业务接入的过渡解决方案。 纯 rpr：分组化内核，结合了以太网和 sdh 的优势，以低成本获得高可 靠性和高服务质量，采用环网拓扑。该技术具备 ptn/cet 的雏形，在采 19 用环网拓扑、主要承载数据业务、对 oam&p 要求较高且 ptn 尚不成熟 时，可作为局部补充方案。 内嵌 mpls 的 mstp：较复杂，成本增加，不建议采用。 城域 wdm 平台 wdm 和 otn 组网实现大带宽传送和调度，目前应用在城域网骨干层，将 来也将根据相关技术的成熟情况，选择性继续在城域骨干层面应用。 融合传送和交换特性的新平台 融合新平台，即在以太技术的发展中，不断扩展其能力，向 pbb、pbt、pvt 等新以太网技术演进；同时城域传送分组化大势所趋，采用 tmpls、pbt 等技术实现分组传送，即分组传送网 ptn；融合平台具有最高性 价比，是未来发展趋势。 综合上述，通过对以上移动 ip 城域网可选的接入技术比较，未来 ip 城域接 入网建设的建议总结如下是： (1) 在业务需求以小颗粒 tdm 业务为主时，仍可采用 mstp； (2) 在业务需求以大颗粒分组化业务为主时，有四大类技术可供选择； 增强型 mstp（包括内嵌 rpr 技术） 基于以太链路的 ip/mpls/mpls l2 vpn 技术，比如 eompls 和 vpls 增强型以太网、pbt 等新以太网技术 以 tmpls、pbt 等技术为代表的分组传送技术 面对未来大颗粒分组化传送和承载需求，目前各个技术都有待进一步成熟， 中国移动应积极跟踪和试验试点。 3.接入层技术演进建设思路接入层技术演进建设思路 移动ip 城域网接入层的建设，主要满足固定数据业务“最后一公里”和ip ran的共同承载需求，其业务的复杂性必然带来了网络复杂性增高。演进步骤 亦需要按照分阶段的方式逐步实现，具体演进建议如下： 第一阶段：在城域网建设初期，为了满足a/abis 接口ip化，对于小颗粒业 务需求的tdm业务建议继续保持以太网交换机或者mstp接入方式，但需要支 持后续的技术平滑演进功能；同时进行ptn试验网建设，不断积累建设经验。 20 第二阶段：随着城域网建设技术的成熟，同时a/abis 接口的ip化发展程度 加大，在前期实验网建设经验的积累下，逐步新建ptn。 第三阶段：随着ptn的应用成熟，将业务逐步迁移到新的ptn上面，随着 业务和应用的融合，业务控制点逐步融合到统一的业务控制网关，接入网统一 融合采用ptn技术接入。 采用分阶段逐步发展的城域接入网建设思路不仅能够充分保证业务的发展 要求，同时能够有效实现投资保护，实现网络的平滑演进。 3.3ip 地址规划地址规划 ip地址是网络设备及用户终端设备相互之间通信的标识。由于现有的ip协 议版本地址空间有限并且由于在早期ip地址分配问题上缺乏长远规划使得ip地 址资源相当紧张，因此在建设网络时，应当对ip地址进行合理规划，以便于网 络的发展和维护。 ip 地址分为两类：保留ip地址和公有ip地址。需要分配公有ip地址的设备 主要有：骨干网路由器、pop点相关设备，包括wap服务器、www服务器、e 一mail服务器、ftp服务器、dns服务器、认证服务器、计费服务器、接入服务 器、路由器、局域网交换机、防火墙、工作站、终端等；为因特网用户接入因 特网分配需要的动态ip地址。 根据网络所需的ip地址的分析和ip网络管理、维护的需要，以及中国移 动互联网技术体制对ip地址分配的要求： 对于家庭宽带用户，原则上为其分配保留地址，当用户需要访问internet时， 由pppoe服务器为其动态分配公有地址。pppoe地址池所需的ip地址数目按照10 个家庭宽带用户共享一个公有地址来考虑。由于采用包月制、端口实装率较高、 应用繁忙等各种原因，使得同时在线人数相对较高，ip地址池利用率高，可以 根据实际情况适当放大该比例。 对于单位专线用户，按照为每个专线用户平均配置5个公有ip地址来考虑。 对于idc业务，按照每个托管主机配置1个公有ip地址来考虑。 对用户网络主机数少于127的，一般应采用子网地址方式进行分配，根据用 户网络实际的主机数量确定子网掩码。子网划分方法应严格按照rfc1878建议 的要求。 21 专线速率小于等于256k的用户申请的地址数量不能超过8个(不含网吧用户)； 专线速率大于256k的用户申请的地址数量不能超过16个(不含网吧用户)。 adsl专线接入用户采用静态方式分配ip地址，每个端口分配1个ip地址。 对于接入速率较高的用户可适当增加ip地址的分配数量，但原则上最多不超过8 个ip地址。 为保证网络的发展，需要预留一定数量的ip地址。充分利用cidr技术及 vlsm等技术，合理、高效地使用ip地址，不应使用c类地址作为规划的最小单 位。 3.4vlan 号（号（id）的分配规划）的分配规划 建议对每个 ip 城域网的 vlan 统一规划使用。而且禁止出现网中的 id 相 同而又未在同一个 vlan 中的情形。交换机通过对 q-in-q 技术的支持，可有 效扩展城域网中 vlan 的数量，使 vlan 数量可以达到 4096*4096 个，可在整 个小区的网内规划 vlan id，给管理带来了很大的方便，按业务类型划分 vlan id 可以在以后的管理中带来很大的方便。 3.5认证系统方案认证系统方案 当前主流的认证方式包括ppp认证、802.1x认证和web认证，这三种认证 方式与用户接入方式配合，完成用户的接入认证管理。各种认证方式比较如表 3-1所示。 表3-1 认证方式比较表 认证方式pppoe 认证web 认证802.1x 认证 接入控制粒度ppp 连接 vlan 用户、物理 端口 逻辑端口 ip 地址分配方式ipcpdhcp/静态dhcp/静态（扩展） ip 地址分配流程先认证后分配 ip 先分配 ip 后认证 二次地址分配 认证后 dhcp 分配地址 客户端支持 商用客户端 winxp 集成 标准浏览器 厂商私有客户端 winxp 有限支持 组播支持 组播报文可以不通过 pppoe 封装 支持支持 封装开销 ppp 封装 大报文分片 以太网封装以太网封装 额外的 wlan 支 持 无无 重认证机制 密钥传送 eap-sim 认证 22 认证方式pppoe 认证web 认证802.1x 认证 协议标准标准协议私有协议标准认证协议 与 radius server 配合 标准协议标准协议标准协议 附加设备radius server portal server radius server radius server as（eap-sim 认证） 用户异常离线检 测 lcp echo 报文 web keep-alive 检 测 arp 检测 keep-alive 机制 重认证机制 技术应用情况成熟成熟新技术 附加业务特性vpdn 支持 认证前免费资源访 问 认证界面广告业务 服务选择 业务定制 无 结合认证技术本身特点，认证技术的选用有四个原则： 1.客户使用习惯客户使用习惯 从用户习惯看，窄带用户习惯ppp认证；酒店、会议电话等用户习惯web认 证；wlan用户习惯802.1x认证；专用服务器、vip客户习惯绑定认证。 2.网络提供能力网络提供能力 根据网络设备是否支持ppp认证、web认证、802.1x认证进行认证方式的选 择。802.1x对应的aaa服务器要求必须能够提供eap认证功能。 3.客户终端成熟度客户终端成熟度 ppp客户端非常成熟、稳定；web认证只要标准商用的www浏览器； 802.1x客户端目前还只有windows xp和windows 2000 sp有限支持。 4.网络维护工作量网络维护工作量 pppoe和802.1x需要专用客户终端； web认证操作简便，只需商用的www浏览器即可。 为了适应各种业务的组合认证需求，对于移动城域网配置的相关bras设备， 均要求提供多种主流认证技术，组网时可以自由选择认证方式。 3.6计费系统方案计费系统方案 计费方式可以采用，bras的本地计费和radius远程计费模式。 bras本地计费指用户的计费信息保存在本设备内，营帐系统通过文件方式 来提取用户的原始话单信息。目前本地计费信息能够满足时长、流量计费的要 求，不支持预付费业务。 23 radius远程计费为：bras感知用户上网和下线后，自动和aaa服务器交 换计费信息，所有计费信息都保存在aaa服务器内，营帐系统直接从aaa服务 器提取原始计