智能城域网承载OLT的应用实践

张丽华 陈建勇 张艳玲

摘要：未来通信业务将通过通信云的云化资源池去实现，构建以DC为中心的云化智能城域网络成为必然，智能城域网以网络架构简化，实现通信云、移动业务、政企客户接入以及固网宽带等业务的综合承载为目标，当前以承载5G基站为主，同时承载少量3G、4G基站。在县乡波分投资高、纯光缆没有保护的情景下，山东A地市探索使用智能城域网承载OLT，为2C（基站）、2B（政企）、2H（宽带）等业务统一承载做准备，经验证实智能城域网无论是作为次汇聚交换机的承载网络还是OLT直连的承载网络，其性能均可满足网络要求，在进行FlexE硬切片或QoS软切片后把宽带业务限制在一个相对刚性管道内，对现有的基站业务不会造成影响。

关键词：智能城域网;OLT;EVPN VPWS;切片;FlexE

一、背景

山东A市地域大， OLT数量多，没能实现全部乡镇均有汇聚交换机，还有部分使用的是能力不足的次汇聚，目前接入网设备OLT通常是经过汇聚、次汇聚交换机进行业务收敛并分离语音业务后再上联BRAS，这样设计的优点是可减少相对昂贵的BRAS板卡和光缆投资，但随着宽带流量的逐渐增加、10G PON的规模部署展开，造成部分汇聚交换机或次汇聚交换机10G端口不足，为实现乡镇OLT的可靠承载还面临如下痛点：

1）县乡波分资源不足，扩容成本高。

2）C4主干光缆纤芯不足，使用光缆扩容的中继无保护，风险高。

3）城域网设备投资压缩，扩容需求难实现。

随着智能城域网100G接入环网部署到乡镇上述问题有了解决方案，其承载OLT业务成为可能，本文重点关注智能城域网在宽带业务承载方面的应用场景分析、通道质量分析、如何实现业务保护和业务隔离。探索统一的业务承载策略，网络扁平化设计，架构更加清晰，最终实现投资降低，网络质量和竞争力提升。

当前城域网为了实现乡镇汇聚和县局BRAS之间的路由保护，每个乡镇汇聚上联至少有两条不同路由的中继，两条路由通常是县乡波分和光缆的组合，组网方式主要以下3种，具体拓扑图见图1：

1）OLT经县局汇聚设备后上联BRAS：OLT—光缆或县乡波分—县局汇聚交换机—县局BRAS

2）OLT经乡镇汇聚设备后上联BRAS：OLT—光缆—乡镇汇聚交换机—光缆或县乡波分—BRAS

3）OLT经乡镇二层交换机上联BRAS：OLT—光缆—乡镇交换机—光缆或县乡波分—县局汇聚交换机—BRAS

二、应用场景分析

智能城域网可提供弹性管道，兼顾统计复用和通道切片，有更高的承载效率。在OLT流量相对较低的远郊乡镇，智能城域网可部分代替县乡波分和乡镇次汇聚交换的功能，在设备板卡冗余和上聯双路由两方面提供保护。以A市1166台OLT为样本，每台OLT峰值流量平均为1.5G，74%的OLT下行峰值流量小于2G。

在B县搭建了一个包含6台中兴6180H的100G接入环，汇聚设备为中兴9000-3EA，智能城域网的汇聚设备与城域网的汇聚交换机部署在同一机房。

按智能城域网在OLT上联组网中起的作用分三个模型进行测试：

方案1：智能城域网为乡镇汇聚交换机提供带保护的上联中继

此模型在乡镇汇聚原有县乡波分和光缆上联的基础上增加智能城域网通道。优点是原城域网架构没有改变，实施难度小;链路聚合和QoS均可实现;增加带保护的中继，网络健壮性强。本次实验的坪上支局汇聚交换机上联县局BRAS，县乡波分和光缆各承载一个10G中继，下面挂9台OLT，在原基础上增加一条智能城域网10G通道，三条中继做LAG聚合。

运行稳定后对使用的智能城域网端口按15分钟为颗粒度进行性能检测，此链路峰值带宽为1.98G，峰值时刻3月30日19：45，从BRAS上看另外两条中继的流量大小也类似，负载分担有效。汇聚交换机的峰值总带宽为1.98*3=5.94G，按之前统计的每台OLT平均峰值带宽1.5G，9台OLT的峰值带宽为1.5*9=13.5G，汇聚交换的收敛比13.5/5.94=2.27

方案2：智能城域网为乡镇OLT上联提供带保护的中继

此模型是乡镇OLT对接本乡镇的智能城域网MAR，在县局机房MER与汇聚交换机对接，智能城域网内部开通两条EVPN VPWS透明通道。优点是原城域网架构变动小，实施难度低，占用BRAS端口少;链路聚合和QoS均可实现;将来BRAS池化后将上收到市公司驻地，保留县局汇聚交换机为将来网络演进做准备。

方案3：智能城域网承载乡镇OLT并直连县局BRAS

此模乡镇OLT对接本乡镇的智能城域网MAR，在县局机房MER与BRAS对接，智能城域网内部开通两条EVPN VPWS透明通道。优点是不需保留汇聚交换机，原城域网架构扁平化，结构更加清晰。缺点是宽带业务和固话业务需要在BRAS上分离，业务变动较大。

三、承载质量对比

综合比较上述模型中使用智能城域网和原承载方式在时延、吞吐量、丢包率方面的差异，现场使用VIAVI MTS 5800-100G以太网测试仪挂表测试。

在时延方面智能城域网设备优于波分次于光缆;在吞吐量方面对智能城域网万兆端口打64字节的码流可到9400M，在9500M时出现明显丢包。

四、保护实现方式

1、针对方案1：智能城域网为乡镇汇聚交换机提供带保护的上联中继场景。保护落在智能城域网内，启用SR BE Ti-LFA保护。SR TiLFA保护算法可以实现任意存在备份路径的拓扑，任意链路或中间节点故障均可形成有效的FRR保护。

SR-BE部署TI-LFA保护，结合IGP接口BFD 10ms*3检测，可以实现链路IGP BFD 检测故障后立刻通知TI-LFA保护切换，最终实现故障50ms级别保护切换效果。

缺点：无法做到节点保护，如果MER或MAR出现设备单点故障，业务也会受到影响。

2、针对方案2：OLT通过2条10GE链路，就近接入智能城域网MAR接入设备，部署链路聚合;BRAS和两台MER设备之间双归接入，部署双活模式，初期配置2条10GE链路并部署链路聚合，后续根据流量按需扩容。

五、总结

综上，智能城域网适用于现有C4光缆纤芯不足或县乡波分需要扩容的场景。不论是作为乡镇汇聚交换上联中继还是直接挂接OLT，智能城域网在时延方面优于县乡波分，链路故障的倒换时间与波分相当，建设成本是县乡波分的十分之一，特别适合乡镇、远郊新建OLT上联组网管场景。