电信运营商网络架构与网络设备

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根据网络规模的大小可以把网络划分为局域网、城域网和骨干网。其中几台计算机连接起来，互相可以看到其他人的文件，这叫局域网，整个城市的计算机都连接起来，就是城域网，把城市之间连接起来的网就叫骨干网。

1. 骨干网架构及其网络设备

以中国联通网络架构为例，骨干网分为China169骨干网、IP承载A网和IP承载B网。如图1.所示。

图1. 网络架构

其中China169骨干网主要承载固网的数据业务，IP承载A网承载的是固网的语音业务，IP承载B网承载的是移动用户的数据和语音业务。

除了中国联通的骨干网，国内的骨干网还包括中国公用计算机互联网、中国金桥信息网、中国联通计算机互联网、中国网通公用互联网、中国移动互联网、中国教育和科研计算机网、中国科技网、中国长城互联网、中国国际经济贸易互联网等等。

骨干网层面，又可分为三层：核心层、汇聚层和接入层，另外核心层还连接有国际出入口层、互联互通层。通过骨干网的三层结构把全国六百多个城市连接在一起。以中国电信额ChinaNet骨干网为例，来展示骨干网的拓扑结构。

图2. 中国电信ChinaNet网络骨干拓扑之核心层和汇接层

图3. 中国电信ChinaNet网络骨干拓扑之汇接层和接入层

其中核心层、汇接层和接入层的设备分别包括：

核心层（C）：超级核心：北京、上海、广州普通核心：天津、西安、南京、杭州、武汉、成都核心节点间Full-Mesh连接，负责各省份间信息交互，超级核心还负责与国内其他运营商、国际访问的流量交互汇接层（D）：北方省份落地设备，南方省份省网汇聚设备各省份双方向上联，分别连接到一个超级核心和一个普通核心节点，部分省份三方向上联

接入层（A）：未完成扁平化的省份还有地市接入层设备，用于接入省内城域网

通过国内互联互通层与其它运营商互联和流量互访，国内互联互通层如图4.所示，

图4. 中国电信ChinaNet网络骨干拓扑之三

国内互联互通层：

在北京、上海、广州三个超级核心设有互联互通设备（E路由器） ，互联互通设备（E路由器）直接连接在超级核心C路由器，ChinaNet通过互联互通设备与部分其它运营商互联和流量互访

通过国际网间互联层，与世界上其他运营商互联和流量互访。

图5. 中国电信ChinaNet网络骨干拓扑之三

国际网间互联在北京、上海、广州三个超级核心下挂国际网间互联设备（X路由器） ，ChinaNet通过X路由器与世界上其他运营商互联和流量互访。

骨干网的设备路由器技术处于路由器技术的金字塔的顶端，骨干网路由器的开发和生产更加的复杂，对于技术水平要求也更高。常见的骨干网路由器包括华为的CX6620、NE5000E和CISCO的ASR 9000系列。

图6. 华为骨干网路由器

图7. CISCO骨干网路由器

2. 城域网架构及其网络设备

骨干网下一层的网络为城域网，

图8. 城域网的网络架构

城域网设备包括CR、SR和BRAS，它们的功能分别为：

• 核心路由器（CR）主要负责对业务接入控制点设备进行汇接，实现城域网内流量汇聚，并提供城域网到骨干网的流量转发。
• 宽带接入服务器（BRAS）主要实现宽带拨号和专线接入互联网网关、组播网关功能，也可以实现MPLS PE功能。
• 业务路由器（SR）主要实现大客户专线接入互联网网关、 MPLS PE和组播网关功能。出口路由器上面链接骨干网。
  

CR设备采用骨干网级别的网络设备，如华为的NE5000E和CISCO的ASR 9000，BRAS和SR设备性能要求比低于骨干网设备，设备包括华为NE40E、ME60系列设备，中兴M6000-8系列设备和诺基亚贝尔7750-SR系列设备。

图9. 华为NE40E系列设备

图10. 华为ME60系列设备

图11. 中兴M6000系列设备

图12. 诺基亚贝尔 7750 SR系列设备

3. 宽带接入网及其网络设备

用户终端通过PON技术接入到城域网，如图13所示。关于PON技术在前期的文章中《PON技术原理与应用》已有详细的介绍。

图13. 用户终端通过PON技术接入城域网

PON由光线路终端(OLT)、光合／分路器(Spliter)和光网络单元(ONU)组成，采用树形拓扑结构。OLT放置在中心局端，分配和控制信道的连接，并有实时监控、管理及维护功能。ONU 放置在用户侧，OLT 与 ONU 之间通过无源光合／分路器连接。PON组成结构如图14所示

图 14. PON组成结构

图15展示了一种PON技术的使用场景，FTTB+LAN PON网络接入模式，是采用一点对多点的接入模式，即多个小区至汇接局可共享1芯主干纤芯（接入到汇接局OLT设备同一PON口下）。在小区就近接入点（或就近光交接箱）安装分光器，并通过小区光缆将各楼道的ONU设备接入网络。

图15.采用PON技术实现光纤到楼的应用实例

常见的OLT设备包括华为的MA5800设备、中兴C200、C220、C300系列产品，

图16.华为MA5800设备配置

图17. 中兴C300/350设备配置

图18. 烽火AN5516-01设备配置

4. 移动通信数据回传IP-RAN

移动通信的发展，经历了2G、3G、4G 的发展历程，数据业务迅猛增长，无线频谱频率持续增高，网络覆盖不断减小，移动通信需要增加更多数量的基站以保证覆盖。网络技术的发展对于带宽要求越来越高，传动的移动通信数据回传技术SDH/MSTP已明显无法满足LTE、5G网络对于大带宽网络的需求。新一代的基于IP的IPRAN分组传输承载技术应运而生。IPRAN综合接入网技术用于移动互联网建设，在拓展性、承载率、多点通信支持等方面具有更为显著的优势，不仅可以满足移动端网路无线数据流量的增长，还能够实行城域网网关的统一化管理。IPRAN网络架构如图19.所示，

图19. IPRAN 网络架构示意图

IPRAN分为核心层、汇聚层与接入层三层，核心层RAN-ER直接与MME或IP骨干网相连接；汇聚层由B类设备组成，用于接入汇聚A类设备；接入层由连接基站的A类设备组成。应用于IPRAN的设备包括华为的CX600和ATN系列产品，如图20和21所示。

图20. 华为CX600系列产品

CX600 综合业务承载路由器聚焦移动承载网络需求和发展开发的一款路由器产品，主要应用在移动承载网络的汇聚层，和NE40E列、 ATN 系列配合组网。

图21. 华为ATN950B设备

ATN系列产品是定位于城域网络边缘、面向多业务接入的盒式设备。ATN系列产品与CX600系列产品共同构建端到端FMC综合承载的路由型城域网络，提供面向2G/3G/LTE的移动承载和大客户专线承载方案。

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