第196篇：固网与移动网融合架构

关键词

固移融合、FMC、Fixed-Mobile Convergence、统一承载、CUPS、5G 承载、接入环、回传网

一、固移融合的背景

1.1 运营商的网络现状

传统上，固定网络和移动网络是两张独立的承载网：

固定网络（固网） 移动网络（移动回传） | BRAS → 城域网 → 骨干网 → 互联网 | | gNB → RAN 回传 → 5GC → 骨干网 → 核心网 | | --- | --- | --- | ↑ ↑ 家庭宽带、企业专线 移动基站（4G/5G）回传

痛点分析：

痛点 说明
两张网重复建设 两套设备、两套运维、两套光纤
资源利用率低 白天基站流量小但带宽独享，晚上固网利用率下降
运维成本高 两套团队、两套网管
业务融合难 FMC 业务（如固移一号通）需要跨网对接

1.2 融合的目标

固移融合（FMC）的核心目标：
  一张物理网络，统一承载固网和移动业务

业务融合：
  家庭宽带 ├───→ BRAS ───→ 互联网
  企业专线 ├───→ PE  ───→ MPLS VPN
  5G 回传  ├───→ 5G UPF ─→ 5GC
  IPTV     ├───→ 组播 ───→ 视频平台
               ↑
          统一承载平面（U-Plane）

二、融合架构设计

2.1 层次化融合模型

移动核心网 固定核心网 | 5GC | | 骨干 | | --- | --- | --- | │ │ └──────────┬───────────────────────┘ │ ┌───────┴────────┐ │ 融合汇聚核心 │ ← 同时承载固网和移动流量 │ (SR/PE) │ └───────┬────────┘ │ | | | | | --- | --- | --- | | ┌────┴────┐ ┌────┴────┐ | | | | 移动接入 (eNB/gNB) | | 固网接入 (OLT/DSLAM) |

2.2 融合承载层设计

                           ┌──────────────────────┐
                           │  IP 骨干网（核心层）   │
                           │  ISIS Level-2         │
                           │  MPLS + LDP + BGP     │
                           │  400GE                 │
                           └──────┬───────┬────────┘
                                  │       │
                    ┌─────────────┘       └─────────────┐
                    │                                   │
          ┌─────────┴──────────┐           ┌────────────┴─────────┐
          │  汇聚节点 1         │           │  汇聚节点 2          │
          │  SR/PE 路由器      │           │  SR/PE 路由器        │
          │  ISIS L1/L2        │           │  ISIS L1/L2          │
          └──┬─────────┬──────┘           └──┬─────────┬─────────┘
             │         │                     │         │
    ┌────────┘         └─────────┐  ┌────────┘         └────────┐
    │                            │  │                            │
┌───┴────┐                 ┌────┴──┴───┐                 ┌─────┴───┐
│ 移动回传 │                 │ 固网接入    │                 │ 移动回传  │
│ 环      │                 │(OLT+BRAS)  │                 │ 环       │
│ eNB/gNB │                 │ 家庭用户    │                 │ eNB/gNB  │
└────────┘                 └───────────┘                 └─────────┘

三、移动回传的关键技术

3.1 5G 承载的三大场景

场景 带宽 时延 可用性
eMBB（增强移动宽带） 1-10 Gbps/站 10ms 99.999%
uRLLC（超低时延） 100 Mbps 1ms 99.9999%
mMTC（海量物联网） 1 Mbps/设备 30ms 99.9%

3.2 CUPS 架构与承载

5G CUPS（Control and User Plane Separation）将核心网的控制面和用户面分离：

                    ┌──────────────────────┐
                    │  5GC 控制面 (CP)      │
                    │  AMF / SMF / PCF      │
                    └──────────────────────┘
                              │ N4 接口
                              │ (控制信令)
gNB CU ────── N3 UPF (接入) ────── N9 核心 UPF
│ │ N6 接口（用户面出口）
│ ───────────┴────────→ 到固定网络 / 互联网
前传/中传 （融合承载）

5G 承载的 Flex-E 技术：

Flex-E（Flexible Ethernet）：
  将 100GE 物理端口划分为多个 25GE 子通道
  一个子通道留给 uRLLC（保障低时延）
  另一个子通道留给 eMBB（大带宽）

  配置示例：
    port 100GE 1/0/1
     flexe
      flexe-group 1
       member 1 speed 25G        # uRLLC
       member 2 speed 50G        # eMBB
       member 3 speed 25G        # 固网宽带

四、固网接入的关键技术

4.1 固网业务分类

固网接入侧（OLT → 用户）：

         ┌──────┐
         │ OLT  │─── 光纤 ─── ONT 1（家庭宽带 + IPTV + VoIP）
         │      │─── 光纤 ─── ONT 2（企业专线）
         │      │─── 光纤 ─── ONT 3（可选的移动小站）
         └──────┘

固网业务特点：
  1. 下行流量远大于上行（P2P 占比高）
  2. 带宽承诺（SLA）：GPON 下行 2.5G，10G PON 下行 10G
  3. 多业务承载：宽带、IPTV、VoIP 在同一 ONT 上

4.2 融合 OLT 设计

融合 OLT 同时承载固网和移动业务：

            ┌─────────────────────────────┐
            │     融合汇聚交换机            │
            │     (SR/PE with MPLS)        │
            └──────┬──────────────┬────────┘
                   │              │
OLT 1 (固网+移动) OLT 2 (固网+移动)
│ │ │ │
--- --- ---
┌────┴───┐ ┌────┴───┐ ┌┴───────┐ ┌────┴────┐
家庭ONT 企业ONT

五、融合网络的 QoS 保障

5.1 差异化 SLA

业务流                  优先级    时延要求      带宽保障
──────────────────────────────────────────────────────
5G uRLLC（工业控制）      最高     < 1ms        固定带宽
5G eMBB（视频/VR）        高      < 10ms       保障 50%
VoLTE / VoIP              高      < 10ms       保障带宽
IPTV（直播）              中      < 50ms       保障带宽
家庭宽带（普通上网）      低        尽力         共享带宽
企业专线                  中-高   < 20ms       保障带宽

5.2 Flex-E + 层次化 QoS

【物理层】Flex-E 硬切片
  ┌─────────────────────────────────────────────┐
  │  100GE 端口                                  │
  │  ├── uRLLC 切片 (25G)                       │
  │  ├── eMBB + 固网 (50G)                      │
  │  └── 尽力而为 (25G)                         │
  └─────────────────────────────────────────────┘

【L2/L3 层】HQoS
  ┌─────────────────────────────────────────────┐
  │  每用户/每业务的层次化调度                    │
  │  Level 1: 用户组（企业 > 家庭）              │
  │  Level 2: 业务（VoIP > 视频 > 数据）         │
  │  Level 3: 优先级（EXP 6/5/4/3/2/1/0）       │
  └─────────────────────────────────────────────┘

六、融合带来的挑战与应对

6.1 时钟同步

移动网 vs 固网的时钟差异：

移动网要求：
  1588v2 PTP：±1.5μs 时间同步
  频率同步：±0.05 ppm

固网传统做法：
  NTP：±10ms 即可满足

融合方案：
  所有融合设备统一支持 1588v2
  OLT / 汇聚层设备作为边界时钟（BC）
  gNB 作为从时钟（Slave Clock）

6.2 安全隔离

融合网络中不同业务的隔离方案：

1. MPLS L3VPN（企业专线）
   每个企业一个 VRF，全隔离

2. EVPN VXLAN（5G 回传切片）
   VNI=100 → eMBB 切片
   VNI=200 → uRLLC 切片

3. Flex-E 硬切片
   物理端口级隔离，互不影响

4. 防火墙策略
   固网用户 → 互联网（NAT + 安全策略）
   移动回传 → 5GC（专线接入，不经过防火墙）

6.3 运维管理

传统模式：
  固网 Team A → 固网 NMS
  移动 Team B → 移动 NMS
  两张网分开运维

融合模式：
  统一 NMS / SDN 控制器
  端到端业务编排
  NCE（Network Cloud Engine）统一管理

七、总结

知识点 核心要点
FMC 目标 一张承载网，同时服务固网和移动业务
汇聚融合 汇聚层 SR/PE 同时承载固网和移动流量
5G 承载 eMBB/uRLLC/mMTC 三种切片需求
Flex-E 物理层硬切片，保证确定性时延
时钟同步 融合设备统一支持 1588v2
安全隔离 VPN/VXLAN/Flex-E 多层次

八、思考

  1. 运营商推动固移融合的主要驱动力是什么？
  2. 5G 的三大业务场景对承载网提出了哪些差异化要求？
  3. Flex-E 如何在物理层面实现固网和移动业务的硬隔离？
  4. 固移融合后，时钟同步方案相比传统固网需要哪些增强？
  5. 融合 OLT 方案相比传统两张网方案，带来了哪些成本节约？

下篇预告：第197篇《大客户专线 MPLS VPN 设计》——面向企业客户的 MPLS VPN 专线设计，包括接入方式、SLA 保障和冗余方案。