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省钱靠架构

有战略就会统筹,有规划才有架构;架构决定效益,架构决定效率;采购省小钱,架构省大钱;架构不仅仅是省钱,更能赚钱(TTM)。文章通过论述一张光缆网的战略价值和规划逻辑,给到运营商在FMC战略下的网络架构规划建议。

文/世界杯正规买球入口运营商业务网络首席顾问 张军
2022年09月
张军

目标网规划有三大要素:一是容量规划,如10G到基站,100G到CO(Centre Office,综合业务接入点);二是关键技术规划,如传输网络的OXC/ASON/C+L/400G/800G,IP承载网的IPV6+SRV6/Flex/Ifit/BIER/APN6,接入网的GPON/10G PON/50G PON等;三是网络架构规划,由基础设施架构决定,也是目标网规划中最为重要的元素,是省钱靠架构的关键。

从全业务目标网的全景图中可以看出(图1),其规划目的是用一张网实现网络的固移融合和云网融合(一张网不等于一个平面):

全业务目标网全景图

图1 全业务目标网全景图

接入侧有移动和固定两种接入场景。移动接入面向To C/To B业务,需要开展2G/3G退网工作,逐步实现频率重耕和机房重构;4G深度覆盖,为VoLTE质量提升打好基础;5G由热点逐步走向广覆盖。固定接入面向To H/To B业务,以PON接入技术为主,由GPON向10G PON(Comb PON)演进,它是固定场景下的全业务接入技术,但原则上不做基站回传和品质专线;固定接入还包括IP和传输接入,主要面向VPN和品质专线的差异化业务需求。

中间层是OTN+IP相互协同。一方面解决移动和固定接入的传输和承载,一方面解决DC和云之间东西向、南北向的互联,实现用户和业务上云。网络之上是IDC和云,包括CT云、IT云,以及私有云/公有云/混合云等业务云。

上图中最为关键的是站点、综合业务接入区和一张光缆网,以及DC等基础设施。基础设施类似于建筑地基,它规划的好坏程度直接决定房屋建造的高度和稳定度,因此,需要打造稳定、可靠、灵活、高效的基础设施架构。

一、 省钱靠架构——一张光缆网的规划案例

合理的架构,可以提高投资效益。

某运营商本地网:20年前,其光缆网和传输网紧密围绕着PSTN做网络规划和建设,但随着专线、基于DSL的宽带、基站回传等新兴业务的规模化发展,以及语音业务日趋饱和,迫切需要光缆和传输网的架构由语音网络转向全业务网络,由此开展了“一张光缆网”的基础设施规划(图2)。

目标网拓扑架构

图2 20年前某运营商本地网的“一张光缆网”目标网拓扑架构

新的规划布局分为两个步骤:

步骤一

首先,对整个本地网的站点、机房资源进行盘点,综合评估每个机房的地理位置、空间、电源、稳定性、出局管道等因素,确定每个站点的角色定位。

其次,按照地理行政关系,确定核心与汇聚、汇聚与CO站点之间的长期归属关系。这张本地网最终被划分为东、西、南、北四大区域,每个区域设置一对本地核心站点,每对城域核心站点下挂多对汇聚站点,汇聚站点又会下挂多个CO,为CO站点以上的中继光缆网规划打好了骨架。

在光缆网的拓扑结构上,核心层全Mesh化,汇聚层非完全Mesh化。Mesh组网无论在网络健壮性、带宽能力和扁平化的时延性能上都远远超越环形组网,但Mesh组网需要光缆网拓扑结构的支持。上述的光缆目标网,不是一次建成的,而是在逐年建设光缆网能力的同时,不断完善其拓扑结构的成果。

步骤二

以CO为核心,无缝划分CO之间的全业务接入服务边界,每一个CO对应一个综合业务接入区,在每个综合业务接入区内统筹To H/To B/To C业务需求并开展接入光缆网规划,可以避免出现光缆交叉覆盖,甚至重复覆盖的问题。

经过上述两大步骤规划出来的光缆目标网,架构清晰,层次分明,也指导了传输和IP目标网的网络架构。

20年来,该运营商的基础设施架构没有发生大的变化,这为它在FMC和云网融合的惨烈竞争中持续保持领先地位奠定了坚实的基础,极大地提高了投资效益,是跨专业协同规划的典范,达到了省钱靠架构的目的。

二、目标网统筹规划的思路和方法

好网络看架构,好架构看规划。

1. 协同规划

一是业务规划驱动技术规划,技术规划驱动网络规划。如果只是按“需求建网”,因为基础设施建设有一定的周期,就会错过业务发展的战略窗口期。因此当运营商拿不出业务规划时,也要拿业务战略来指导“规划建网”。

二是跨专业、跨部门、跨前后端、跨产业链,甚至跨行业的协同规划,也就是所谓的顶层设计规划。

2. 固移融合规划

固移网络融合的目的是要节省Capex和Opex,其关键在站点融合。只要站点融合了,光缆网、OTN网、IP网也就自然融合了。所以站点规划是首要任务,包括本地网的核心/汇聚/综合业务接入/基站等站点,以及数据中心等。

3. 价值导向规划

规划不等于投资,实施的时候才会投资。规划是围绕战略定位给出目标网愿景,实施则是按照价值优先,有计划、分步骤地予以实施。比如,如果一座城市的战略定位是旅游城市,那规划部门就会围绕着旅游生态,做城市愿景规划,城市改造也会围绕这个规划目标,按照轻重缓急,有计划、分步骤地实施;如果没有战略定位,就不会有愿景规划,那对于城市而言,今天改造的,明天就可能会推倒重来。

4. 统筹投资的规划

管道是运营商的核心竞争力。运营商在Capex上的投资与收入的比例每年基本恒定。将投资聚焦在管道上,可以增强核心竞争力。比如光纤作为优质资产可以回报30年,如果在前期就能确定FMC战略,并做好统筹规划,就无需分三次投资To C/H/B业务所需要的光缆,避免在同一路由上重复和反复挖沟埋缆。

三、 一张光缆网的架构和部署

1. ODN和光缆网的关系

ODN不是光缆网,而是寄身在光缆网之上的网络,是连接分路器的那些光纤。ODN解决的是宽带,而光缆网解决的是全业务(To H/B/C),可以分摊ROI,提高投资效益。光缆网/ODN不是一根线,而是一张网,其规划和设计,需要由面到点、由上至下,需要端到端。

2. 移动运营商的基础设施架构转型

在FMC战略下,移动运营商要规模化开展固定业务,首先要进行基础设施架构转型。

架构转型

图3 移动与固网运营商的基础设施差异,以及架构转型的方向

如图3左半部分所示,在本地网中,移动运营商通常只有核心站点、汇聚站点和基站,如果将FTTH的OLT设置在汇聚站点,一方面,其汇聚机房通常不大,放不了多少设备;另一方面,汇聚站点位置太高,覆盖半径太大,光功率预算不够。若将OLT设置在基站,会有三个问题:一是基站有各种形态,包括铁塔/楼顶站/杆站,究竟放在哪些基站上;二是基站大多是租赁的,租期到了不能保证续租,此时因为光功率预算不足,OLT是没有办法割接到汇聚站点的,网络是无法平滑演进的;三是随着4G的深度覆盖和5G的建设,基站还会不断的插花,如果不规划好,基站之间的FTTH会出现交叉和重复覆盖的问题。

对于移动建固网而言,CO站点的确定是规划的重点,也是难点,由于移动运营商没有CO站点这一层基础设施,可以将机房资源条件较好的宏站升级为CO。如图3右半部分,将机房空间好、物理位置佳、进出路由方便的基站打造成综合业务接入站点(CO),以CO为圆心,无缝划分网格(综合业务接入区),在网格内开展接入光缆网的统筹规划。网格的划分也为固网业务的网格化运营体系的建立,实现前后端的联动,打下坚实的基础。

3. 一张光缆网目标架构参考模型

图4示出了本地网中,一张光缆网目标架构参考模型。

光缆网目标架构

图4 本地网中“一张光缆网”目标架构参考模型

规划逻辑要点包括:

① 站点功能定位,建立归属关系

确定各物理站点的网络功能定位,是核心、汇聚还是接入站点?按行政划分边界,分区域建立站点间的归属关系。

② 网络结构分层,构建网络架构

将本地光缆网分成中继和接入光缆网,中继光缆网又分成核心和汇聚光缆网,最终形成3层架构。中继光纤可以租用,因为光纤需求量少,且可以提前规划需求;但接入光缆网有着海量需求,需要自建,保证TTM的核心竞争力。

③ 全业务接入分区,快速响应业务

划分综合业务接入区,统筹To H/B/C业务需求,由需求建网转向规划建网,做好主干光缆的规划,快速响应业务需求。

④ 中继光缆网,逐步实现Mesh化:

在建设中继光缆网络能力的同时,逐步完善其Mesh化结构。

4. 综合业务接入光缆网架构及建网模型

图5示出了综合业务接入光缆网架构及建网模式。

光缆网架构

图5 综合业务接入光缆网架构及建网模式

规划逻辑要点:

① 拓扑结构

接入光缆网分主干、配线、引入三层结构。主干可以是环形、树形或总线形,通常住宅区域采用树形拓扑结构,CBD和商业楼宇区域采用环形或总线形拓扑结构。

②交接配线

接入光缆网采用交接配线,但交接次数不超过两级,分别对应为一级光交接点和二级光交接点。交接设备的形态可以是室外落地型、室内立架型、挂墙(挂杆)型。交接配线是接入光缆网设计的核心,具有提高光纤资源利用效率、方便运维和扩容等优点。

③ ODN部署

ODN部署在一级或二级光交接点以下,即配线段。根据场景不同,可以采取等比或不等比分光。在架空(含杆路和挂墙)和楼宇场景下,采用不等比分光及其预连接技术有一定的优势。

④ 建网模式

主干光缆采取规划建网模式,但首先要做统筹To C/H/B的用户价值区域识别;配线光缆采用规划建网或需求建网模式,需求明确的应规划建网,需求不明确的待需求明确后再建网。

5. 写字楼垂直光纤工程预部署

To B是最好的奶酪,多住户写字楼是运营商投资和布局的重点,而TTM是To B业务发展的核心竞争力。

多住户写字楼的业务发展有4个不确定性:

① 用户数量不确定:与住宅建筑每户一根光纤需求不同,写字楼每个楼层的用户数量都是不一样的,而且每年都会有变化。

② 业务种类不确定:写字楼用户的业务需求是多样化的,有固定语音、互联网、组网专线、室内分布等多种光纤需求。

③ 业务数量不确定:即便是写字楼的某一个用户,他的业务需求数量,也是很难预测的,比如他要几根互联网专线?几根组网专线?

④ 谁能竞争成功不确定:运营商之间的竞争,最终谁能竞争成功,也是不确定的。

因此,在写字楼内开展垂直光纤工程预部署,是开展To B业务的核心抓手。图6示出了两种场景解决方案:

光缆网架构

图6 写字楼垂直光纤工程预部署的两种场景解决方案

6. CO+X规划

图7示出了CO+X的规划方法,X点是MASN站点或基站。

光缆网架构

图7 CO+X的规划方法

在CO站点内设置OTN/IPRAN/OLT设备。在以下场景中,OLT也可以下沉到X位置(Air PON),盘活现有基础设施资源:

① 用户主干光缆建设周期较长,需要抓窗口期快速发展业务场景,尽早抢占用户;

② CO机房空间不足以满足可持续发展要求的场景,CO机房应首先保证OTN和IP设备的可持续发展空间;

③ 业务区域家庭用户数密度较高,大量占用主干光纤的场景;

④ 业务接入距离较长,超出光功率预算的边远场景。

衡量一个运营商的网络强不强,首先是看它的固网,而固网强不强,首先是看网络的光纤化,包括光纤化覆盖的深度和广度。回顾过去十年,中国网络强国的根本,起步于宽带光纤化,无论是宽带还是移动网络,没有光纤,网络一定不会强。但光纤不是越多越好,需要提前规划好,这样运营商才可以避免重复和反复投资光纤,提升投资效益。

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