【摘要】在全業(yè)務運營的背景下，城域網(wǎng)是實現(xiàn)運營商戰(zhàn)略的重要承載通道，重要性愈加凸顯。本文分析了城域網(wǎng)業(yè)務實現(xiàn)及現(xiàn)網(wǎng)存在問題，并通過實例剖析，給出了相應的解決辦法，并進一步探討了未來的目標網(wǎng)絡優(yōu)化。

【關鍵詞】城域網(wǎng)冗余組網(wǎng)優(yōu)化

一、前言

隨著互聯(lián)網(wǎng)的急速興起及發(fā)展，全球范圍內(nèi)的信息比特流總量呈現(xiàn)指數(shù)級的爆炸增長，傳統(tǒng)的電信業(yè)面臨深刻的變革，通信業(yè)務從語音、短信等低比特密度的應用向視頻、多媒體、游戲娛樂等高比特密度的寬帶業(yè)務發(fā)展，對網(wǎng)絡的容量及質(zhì)量提出了前所未有的要求。運營商重組后，城域網(wǎng)的建設與發(fā)展對于各大運營商尤其是原以移動業(yè)務為主營業(yè)務的運營商有著特別重要的戰(zhàn)略意義，是未來語音、數(shù)據(jù)、視頻、企業(yè)互聯(lián)等綜合業(yè)務的戰(zhàn)略網(wǎng)絡平臺。城域網(wǎng)的組網(wǎng)方式靈活多變，技術(shù)選擇多樣，受客觀投資、人員、設備、廠家支持、業(yè)務發(fā)展等因素制約。城域網(wǎng)的網(wǎng)絡架構(gòu)必須綜合考慮寬帶用戶接入、各類多媒體業(yè)務承載對網(wǎng)絡的嚴格要求，綜合使用QinQ、QoS、MPLS、MP-BGP等技術(shù)保障多業(yè)務的可靠承載，城域網(wǎng)的組網(wǎng)及優(yōu)化必然是一個長期發(fā)展、持續(xù)改進的過程。因此，緊跟業(yè)務發(fā)展的需求，不斷的探討城域網(wǎng)的優(yōu)化改進具有重要的現(xiàn)實意義。

二、城域網(wǎng)現(xiàn)有的業(yè)務種類及網(wǎng)絡實現(xiàn)

2.1城域網(wǎng)現(xiàn)網(wǎng)組網(wǎng)

核心層設備包括兩臺高端CR設備，用于實現(xiàn)與骨干網(wǎng)的連接，高速轉(zhuǎn)發(fā)內(nèi)部數(shù)據(jù)并充當公網(wǎng)出口設備；業(yè)務接入控制層包括多臺SR及BRAS，負責業(yè)務控制、用戶管理等；接入?yún)R聚層包括多臺匯聚交換機，負責將以太網(wǎng)、OLT匯聚到業(yè)務路由器或者BRAS；接入層指匯聚層以下設備，包括OLT、分光器、ONU等設備，負責用戶接入。

2.2業(yè)務類型及實現(xiàn)

按照網(wǎng)絡規(guī)劃布局，未來將通過城域網(wǎng)實現(xiàn)區(qū)域的互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務接入，通過城域網(wǎng)骨干層將業(yè)務最終流轉(zhuǎn)至骨干網(wǎng)承載。按網(wǎng)絡內(nèi)部實現(xiàn)類型，城域網(wǎng)承載的業(yè)務可分為集團數(shù)據(jù)專線、二層VPLS、三層VPN、PPPoE等。

集團數(shù)據(jù)專線業(yè)務是城域網(wǎng)中最普遍承載的業(yè)務。集團數(shù)據(jù)專線業(yè)務通常為客戶分配固定的IP地址，通過運營商骨干數(shù)據(jù)網(wǎng)，為客戶提供QoS保證的接入互聯(lián)網(wǎng)服務，使用互聯(lián)網(wǎng)的各項服務，如網(wǎng)頁瀏覽、電子郵件、遠程訪問、電子商務、視頻娛樂等應用。

虛擬專用局域網(wǎng)業(yè)務（VPLS）作為一種二層虛擬專用網(wǎng)（VPN）技術(shù)，由于技術(shù)簡單可靠、易于實現(xiàn)等優(yōu)點而廣受關注。VPLS有效結(jié)合了互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議/多協(xié)議標簽交換（IP/MPLS）、VPN和以太網(wǎng)交換等多種技術(shù)的特點，實現(xiàn)廣域范圍的多點到多點局域網(wǎng)（LAN）互連，其核心技術(shù)包括控制平面的基于標記分發(fā)協(xié)議（LDP）或邊界網(wǎng)關協(xié)議（BGP）的偽線建立與維護、數(shù)據(jù)平面的媒體訪問控制（MAC）地址學習、傳送平面的偽線封裝等。通過分層結(jié)構(gòu)，VPLS可以跨域提供虛擬局域網(wǎng)業(yè)務?；谄洫毺氐募夹g(shù)優(yōu)勢，VPLS可以提供大客戶二層VPN、城域基礎網(wǎng)絡建設、個人分布式業(yè)務等多個層次的應用。

三層VPN接入，VPN業(yè)務在運營商網(wǎng)絡上為用戶提供虛擬的專用網(wǎng)絡，利用運營商廣泛而強大的傳輸能力，降低企業(yè)建設網(wǎng)絡的成本，同時滿足用戶對信息傳輸安全性、實時性、方便性需求。

PPPoE業(yè)務主要為家庭及個人客戶提供高速上網(wǎng)通道，其與集團專線的主要區(qū)別在于IP地址按需動態(tài)分配，沒有固定的IP，QoS級別比集團專線低。

三、現(xiàn)網(wǎng)業(yè)務實現(xiàn)問題分析及優(yōu)化舉例

3.1問題現(xiàn)象

OLT宕機，按照城域網(wǎng)的架構(gòu)，OLT級別是沒有設備相互保護的，也就是說OLT本身即為單點故障，因此這種情況業(yè)務無法切換是可以接受的，屬于正常現(xiàn)象。

OLT至匯聚交換機的鏈路故障。無論是主用還是備用鏈路，只要OLT至SW這一段鏈路故障，都會導致用戶業(yè)務故障。在正常情況下，采用VRRP保護的網(wǎng)絡，備邊鏈路故障不應影響主邊鏈路；主邊鏈路故障則業(yè)務應切換到備邊。因此如果備邊OLT至SW段的鏈路中斷也會影響業(yè)務，顯然是無法讓人接受的，但從實際測試來看又是實實在在存在的事實。

3.2優(yōu)化措施

現(xiàn)網(wǎng)VRRP出現(xiàn)雙主的問題根源是心跳信號阻斷后，VRRP配對路由器無法確定是否己方鏈路障礙所致，簡單的解決辦法是為每個路由增加ARP地址探測。路由器定期探測與目標地址間的通信以確定是否己方障礙，如是，則即使直連鏈路（SR-SW）鏈路正常，路由器也認為是己方鏈路故障，將自己的狀態(tài)置為備用狀態(tài)，不發(fā)布路由。但以上解決方案也帶來了一個新的次生問題，在增加ARP探測機制后進行多種場景的測試，發(fā)現(xiàn)當主用路徑中斷的時候，業(yè)務能正常切換到備用邊，但當主用邊恢復后，業(yè)務中斷，30分鐘后自行恢復。

由于VRRP工作原理，主用鏈路切換到備用后，備用路由器會主動發(fā)送ARP報文要求OLT更新ARP表，從而完成重路由的過程，但主用路由器的ARP報文是被動觸發(fā)的，若OLT不發(fā)起請求不會向下發(fā)送，因此故障的時長由OLT的ARP老化時間決定。

解決的措施有兩個方式：（1）設置OLT的ARP老化時間，縮短中斷時間。（2）通過人工關閉備用鏈路，強制切換備用路由，致使OLT備用鏈路不可用向主用鏈路發(fā)起ARP更新請求，完成ARP表的更新，從而使鏈路恢復。

四、未來目標組網(wǎng)優(yōu)化探討

4.1理清網(wǎng)絡層次，進一步扁平化網(wǎng)絡，提高資源利用效率

當前城域網(wǎng)的架構(gòu)是遵循層次化與扁平化原則建立起來的，城域網(wǎng)可以分成四層：核心層、控制層、匯聚層與接入層。以上劃分，粗看上去是比較合理的，也符合網(wǎng)絡扁平化的原則。應該說，根據(jù)以上的分層方法，城域網(wǎng)的業(yè)務途徑相當較短，邏輯關系清晰。但仔細推敲，上述分層方法尚有一定的優(yōu)化余地。

主要的問題出現(xiàn)在匯聚層與寬帶接入層的劃分上。按原規(guī)劃，匯聚層負責將以太網(wǎng)、OLT匯聚到BRAS，或?qū)TM/FR/DDN等專線業(yè)務匯聚到業(yè)務路由器，但實際組網(wǎng)中是使用GPON作為業(yè)務承載的主要手段，幾乎絕大部分業(yè)務承載都是通過OLT匯聚上來，個別業(yè)務由于特殊需要或者特殊位置直連匯聚交換機。因此，匯聚交換機實際上成了業(yè)務流經(jīng)路徑中一個起純粹轉(zhuǎn)發(fā)作用的節(jié)點，對于網(wǎng)絡業(yè)務的接入沒有任何實質(zhì)性的控制力量。

4.2提升設備功能，簡化網(wǎng)絡設備種類，提高維護效率

城域網(wǎng)建成后，使用城域網(wǎng)及GPON作為WLAN無線熱點的接入通道就成為一個顯而易見的選項。AC通過匯聚交換機旁掛連接到BRAS，AP的模板下發(fā)，認證轉(zhuǎn)發(fā)包括IP地址分配等工作仍是由AC完成。由于AC實際上是旁掛在BRAS上的，因此這種業(yè)務流不僅使網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)復雜化，增加AC的維護，而且增加了業(yè)務流經(jīng)的環(huán)節(jié)，客觀上削弱了WLAN業(yè)務的可靠性。如果采用集中轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)流方式，更可能導致業(yè)務數(shù)據(jù)流迂回AC，增加業(yè)務時延及數(shù)據(jù)鏈路的壓力。

4.3規(guī)范設備類型，注重集成概念

與傳統(tǒng)網(wǎng)元的高度集成不同，城域網(wǎng)涉及多個層次、多個廠家的設備，這在很大程度上增加了維護與優(yōu)化的難度。仍以某地城域網(wǎng)為例，核心層使用思科CRS路由器，業(yè)務控制層使用上海貝爾7750SR12路由器，匯聚交換層使用華為S9312交換機，寬帶接入層同時使用上海貝爾的OLT與華為OLT，單一個地市就已經(jīng)涉及3個廠家5類設備，當出現(xiàn)疑難問題時，協(xié)調(diào)各廠家技術(shù)人員進行故障定位、分析解決是一件非常困難的事情。

當前城域網(wǎng)中存在冗余設備無法真正起到業(yè)務保護作用的情況，在出現(xiàn)故障時無法無縫切換，仍需人工介入的情況。因此，當前網(wǎng)絡優(yōu)化的一個重點是要使物理上冗余的設備與鏈路真正的發(fā)揮作用。為此，有必要聯(lián)合廠家與設計院一起研究各類設備在不同的業(yè)務中備份冗余機制，使高層規(guī)劃的網(wǎng)絡備份結(jié)構(gòu)落地，轉(zhuǎn)化為業(yè)務生產(chǎn)力。

五、結(jié)束語

目前全球電信網(wǎng)的業(yè)務流量正在發(fā)生深刻的變革，數(shù)據(jù)通信正在逐步取代話音成為主流。電信網(wǎng)的整體架構(gòu)也正在進行一場偉大的變革，即從為話音業(yè)務而優(yōu)化的體系轉(zhuǎn)向為數(shù)據(jù)業(yè)務尤其是以IP而優(yōu)化的體系演進。但是在數(shù)據(jù)業(yè)務高速增長的同時，并未實現(xiàn)利潤的同步增長，IP網(wǎng)的服務質(zhì)量還難以達到傳統(tǒng)電信網(wǎng)的水平，因此電信運營商提供電信級、高質(zhì)量的商用化服務的空間相對有限。在新的發(fā)展時期，運營商把工作重心從網(wǎng)絡規(guī)模擴展轉(zhuǎn)移到規(guī)模擴展和質(zhì)量提升并重的道路上來，提高數(shù)據(jù)通信業(yè)務的含金量，使其真正成為電信業(yè)的業(yè)務支柱和利潤支柱。