通信世界网消息（CWW）随着云计算、大数据、“互联网+”、物联网、AR/VR、人工智能等新技术与新业务的加速发展，互联网业务(OTT)运营商的崛起打破了传统基础网络运营商的资源垄断，不仅降低了行业门槛，而且通过采用以IT架构为核心的网络设计，降低了网络建设和运维成本，使传统电信运营商面临前所未有的挑战。
云网融合、业务和应用上云承载的“云网一体化”时代已经到来，城域网作为电信运营商业务承载的重要基础网络，对传统电信运营商“云网一体化”的战略发展具有重要作用。本文重点介绍了“云网一体化”背景下，运营商新型城域网的总体特点、网络搭建要点、业务承载方式和部署思路。
城域网现状
如图1所示，当前运营商城域网主要包括两种：第一种是主要承载固定宽带、互联网专线等业务的IP城域网，主要采用高端路由器和核心交换机组网,网络结构为口字型或树形；第二种是承载3G/4G/5G基站回传业务和政企专线的无线承载网,主要采用IP RAN/STN系列设备组网,网络架构为环型或口字型架构。
图1 目前城域网网络架构
当前城域网主要存在以下问题：网络功能与设备紧耦合，网络架构缺乏弹性扩展能力；扩容压力大，建设成本高；业务接入控制设备资源利用不均衡；业务承载方式不统一；网络管理能力不足。
与此同时，随着5GC、公有云布局下移，城域网流量从城域外转向城域内，流量流向由树形演变为全互联。高清视频、AR/VR、在线游戏等业务提出大带宽、低时延的需求；新业务的发展对未来城域网提出了快速响应、灵活部署、差异化承载、安全可靠等要求。
新型城域网概述
面对固移融合、云网一体化场景需求，结合数据中心（DC）在城域网分布部署，业务综合服务点（PoD）和业务承载链路根据实际业务情况动态生成，城域网的数据流向将由“南北向流量为主”向“东西向流量为主”转变,传统的“统一汇聚、统一控制、统一转发”三层网络架构显然无法满足。借鉴国外数据中心网络已经成熟的无阻塞交换架构解决方案，新型城域网以Spine-Leaf架构为核心，如图2所示，Leaf负责业务接入，Spine负责Leaf间高速传输。Leaf和Spine间是全Mesh架构，Leaf通过多路等价路径技术将不同的流量分散到不同的Spine上进行负载均衡。构建一个全互连、无阻塞的交换架构，实现网络内部东西向流量高效疏导。
图2 Spine-Leaf架构
在Spine-Leaf架构的基础上，新型城域网采用分段路由（SR）和以太网虚拟专用网络（EVPN）2个标准化、简单化的协议组，基于EVPN和SR协议可实现L2/L3业务的统一承载。此外，新型城域网采用网络切片技术，以满足不同业务对带宽、时延、可靠性等网络性能的服务质量要求，实现业务差异化承载。未来新型城域网还将基于Telemetry和AI技术实现网络智能监测，提升网络智慧化、智能化能力。
新型城域网构建
新型城域网架构上以城域POD、云网POP、POD出口功能区为基础组件搭建，实现基于业务灵活扩展的网络架构、云网标准化对接、用户集中处理。新型城域网整体网络架如图3所示。
图3 新型城域网架构
城域POD以Spine-Leaf架构组建，实现用户综合接入和转发，可基于业务量灵活扩展。每个城域POD设置2台Spine，下挂多对Leaf设备。其中Spine设备完成Leaf设备间的流量互访，Leaf设备实现公众业务、政企业务、移动业务、云业务等的综合接入，Leaf访问外部网元通过Spine转发。
城域Leaf部署于云网POP，与云业务网络网元对接，实现云网POP标准化对接。
POD出口功能区连接外部网络，实现业务转接与网络对接。由Spine、CR、Leaf(ASBR)和RR组成。其中Spine完成城域POD与其他网络的互通，实现国内公众互联网快速转发至骨干核心网，全球互联网、政企、移动等流量分流至CR；CR上联骨干核心网，接收全球路由表，实现高质量、差异化服务；Leaf(ASBR)部署L3VPN或SRv6实现跨越政企组网和云网业务；路由反射器RR实现城域网内POD间路由反射和城域网外获取的路由反射至Leaf，实现跨域政企组网。
OLT双挂Leaf，A设备环状接入Leaf，实现固移融合承载。
BRAS实现转控分离，控制面云化，转发面池化，转控分离的vBRAS集中部署。
新型城域网业务承载分析
在业务承载方式上，公众业务、移动业务、政企业务和云网融合业务均可就近接入新型城域网，通过部署vBRAS和SRv6等技术实现网业分离、集中处理、差异化承载。各类型业务承载如图4所示。
图4 新型城域网业务承载
公众业务承载分析
公众业务主要有宽带业务、天翼高清、Cloud VR/AR和VOIP。宽带业务采用EVPN over SRv6承载，用户终结于转控分离vBRAS,实现宽带业务/用户集中控制管理，国内互联网服务经Spine直接访问，国际互联网服务经CR访问。天翼高清、Cloud VR/AR业务单播流量采用EVPN over SRv6承载，组播流量采用Native IPv6承载，用户就近终结于Leaf节点，采用非Session级IPoE接入，流量按需下沉到边缘云，基于eDNS技术精准定位到地市城域网内的边缘云节点。VOIP业务采用EVPN over SRv6承载，用户终结于转控分离vBRAS,通过Leaf(业务CE)访问IMS平台。
移动业务承载分析
移动业务以Leaf为业务控制点，部署EVPN over SRv6，按需部署FlexE，为移动基站到UPF、基站到5GC、互联网访问提供端到端切片。
政企业务承载分析
对应互联网专线，用户接入流程与公众互联网用户接入流程相同，用户终结于转控分离vBRAS,实现宽带业务/用户集中控制管理，国内互联网服务经Spine直接访问，国际互联网服务经CR访问。对应组网专线、入云专线和云间互联，用户就近终结于Leaf节点，云资源池接入部署与云侧的Leaf，域内通过Leaf之间构建L2/L3EVPN over SRv6隧道承载，跨域通过Leaf与对端PE或Leaf构建跨域L2/L3 EVPN SRv6隧道承载。
云网融合业务承载分析
对于入云/云间专线业务，云网POP是入云业务网络出口网元和基础网络接入网元组成的云网对接架构，部署于云资源池所在局址，实现云网统一部署，云网POP既是入云的终点，也是云间互联的起始点。对基于eDNS技术的云边协同业务，权威DNS/省缓存DNS开启eDNS功能，将用户地址封装在DNS请求中上报，权威DNS根据用户地址返回至距用户最近的边缘云地址，实现用户就近访问。
新型城域网部署建议
新型城域网虽然可以实现4G/5G基站、公众宽带、政企组网专线、政企互联网专线等业务，实现固移融合承载，但由于各运营商已在当前IP城域网和4G/5G承载网投入较大资金，同时新型城域网的试点还在探索性进行，所以从保护既有投资、业务可靠承载、网络平滑演进等方面综合考虑，新型城域网的部署应分阶段实施。
第一阶段：搭架构，小规模业务承载。在新型城域网建设初期，选择机房DC化改造较好的地市，以DC化机房为基础，围绕宽带接入业务和5G基站业务，部署Spine和Leaf节点,部署全省SDN控制器、服开系统、业务编排系统、vBRAS等设施，搭建新型城域网基本架构，部署SRv6、EVPN和FlexE承载技术，选择小规模5G基站、公众宽带、政企专线业务进行试验性承载，确保主要业务安全可靠承载，同时积累部署经验。
第二阶段：选区域，全量业务综合承载。在第一阶段的基础上，选取业务类型丰富的本地网，建立区域POD，进行Cloud VR、L2/L3专线、云网融合等全业务承载试验，积累全业务承载运维经验，为后期规模化建设新型城域网奠定基础。
第三阶段：分批次，规划部署。分区域、分批次部署新型城域网，将原IP城域网和4G/5G承载网承载的业务全量割接至新型城域网，实现固、移、云融合，以及网业分离和业务差异化承载。
