前段时间，贝尔实验室发布的关于城域网络数据流量增长的研究报告预测了从2012年到2017年这5年中全球城域网络数据流量增长的趋势特征，其中所得出的重要结论是：在家庭宽带接入、移动宽带接入、商企接入、云服务等持续增长的大力驱动之下，网络运营商的城域网络即将经历一场重大的变革。
在2012年的基础上，自2012年到2017年这5年中，终端用户的信息消费（家庭固定宽带接入、移动宽带接入、商企固定宽带接入等）趋势将会如何？贝尔实验室保守地估计其年均增长数值将达3.7倍。
另外，贝尔实验室还保守地估计，在2012年的基础上，自2012年到2017年这5年中，付费电视数据流量的年均增长数值将达2.3倍。这里指的付费电视既包括通过传统收视方式/渠道观看的付费电视，也包括通过非传统的新兴收视方式/渠道观看的付费电视。通过传统收视方式/渠道观看的付费电视指的是用广播技术系统传输的以机顶盒或数字电视一体机为接收与处理终端的线性付费电视频道。通过非传统的新兴收视方式/渠道观看的付费电视包括视频点播VoD（免费或付费VoD、时移电视、网络PVR（个人云视频录像）等）及通过智能电视机、台式电脑、智能手机、游戏机、平板电脑等IP联网设备观看的视听内容。贝尔实验室还预计，到2017年，通过非传统的新兴收视方式/渠道观看的付费电视数据流量将有望增长7.5倍。
该研究主要基于以下假设/前提：
1）采用集中式分发的城域网络架构，数据中心与CDN边缘节点均位于靠近城域核心网络的位置；
2）根据Gartner集团于2012年6月所发布的研究成果，部署数据中心的城域网络的数量的年增长率为10%~20%，该研究取20%这个增长比率值；
3）在2012年的基础上，部署数据中心的城域网络的数量将会增加60%。
贝尔实验室的做法是先对终端用户的信息消费趋势进行预测（如图1、图2所示。以美国终端用户的信息消费趋势为预测的基线），在此基础上，预测上述趋势对运营商城域网络和骨干网络数据流量的增长趋势。所使用的参考网络架构及数据流量结构具有典型代表性（如图3所示），可向用户提供包括家庭业务（宽带接入和付费电视）、移动宽带接入、商企接入、云服务等在内的融合型业务。
图1 2012年~2017年，终端用户对于家庭宽带接入、移动宽带接入、商企宽带接入的需求预测
图2 2012年~2017年，终端用户对于家庭付费电视的需求预测。
图3为城域网络的两种分发架构：集中式架构与分布式架构，这两种架构可以从CDN边缘节点所处的位置予以区别判断：若数据中心与CDN边缘节点均位于靠近城域核心网络的位置，则为集中式分发架构；若CDN边缘节点进一步下沉到远离城域核心网络而更靠近终端用户的位置（即深度的分发缓存），则为分布式分发架构。对于大多数网络运营商而言，最开始可能会部署集中式分发架构，因为这种方式很灵活，可以做到数据中心与CDN边缘节点在城域网络内的“随需建设”，扩容也很方便。而在后期，随着单播视频流量的不断增大，一些网络运营商会灵活地考虑调整为分布式架构的城域网络。
图3 城域网络的两种分发架构：集中式分发架构与分布式分发架构
由于人们对视频内容的消费量越来越大，目前的一个趋势是把视频内容分发缓存到网络中离终端用户更近的地方。视频内容的深度分发缓存正在各城域网络内实施，热门视频内容直接从城域网络内而非从上一级网络内的分发节点流向终端用户，因此，这种方式可以保证向终端用户提供超级好的服务质量体验。
城域网络中数据流量的主要贡献者包括电视广播、时移电视、视频点播VoD、第三方OTT视频、Web数据、移动视频、移动音频、通信（包括视频通信、VoIP/VoLTE通信、电子邮件、融合型富通信等）、文件分享、家庭云、城域网络内数据中心与数据中心之间的互联流量等。
图4所示为采用集中式分发的城域网络架构，将数据中心与CDN边缘节点部署于靠近城域核心网络的位置后，从2012年到2017年，城域网络与骨干网络各自的数据流量增长趋势情况。由图4可见：从2012年到2017年，城域网络的数据流量将会比骨干网络的数据流量增长更快；城域网络数据流量的增速几乎为骨干网络数据流量增速的两倍；到2017年，城域网络的数据流量将在2012年的基础上增加约5.6倍；到2017年，骨干网络的数据流量将在2012年的基础上增加约3.2倍。
图4 从2012年到2017年，城域网络与骨干网络各自的数据流量增长趋势情况（前提假设：采用集中式分发的城域网络架构，将数据中心与CDN边缘节点部署于靠近城域核心网络的位置）
由图4可知，到2017年，城域网络内的总体数据流量将增加560%。在IP视频、城域数据中心、城域云数据流这3大主要因素的驱动之下，从2012年开始，到2017年，城域网络内的总体数据流量将巨幅增加560%。另外，从2012年开始，到2017年，城域网络内视频（包括付费电视及因特网OTT视频）数据流量将会以“火箭”般的速度增加720%。同期，城域网络内数据中心的数据流量（包括数据中心与终端用户之间的数据流量以及各个数据中心之间的数据流量）更是将会增加超过440%。
所以，综合起来看，视频数据流量的剧增和数据中心数据流量的剧增是导致2012年至2017年城域数据网络数据流量剧增的两大主要驱动因素。
由于增长速度很快，到2017年，城域网络内数据流量的增速将会比骨干网络数据流量的增速快上两倍。加之再考虑到上文所述的城域网数据流量的快速增长趋势，各城域网络需要进行网络节点、IP链路、光网络等基础设施的扩容。
视频数据流量的剧增和数据中心数据流量的剧增是导致2012年至2017年城域数据网络数据流量剧增的两大主要驱动因素。以下将分别予以详细说明：
1）视频数据流量的剧增是驱动城域数据网络数据流量剧增的主要因素之一
视频数据流量主要是经由下述形式的视频业务在任何视听终端或多屏上所产生的数据流量，包括：
（1）家庭中固定接收（注：通过家庭网关中的Wi-Fi面向多屏的视频传输也属于固定接收）且可管可控的视频。主要有直播付费电视及各种优质或质量一般的电视广播节目。
（2）第三方OTT视频。技术形态上主要有流媒体形式、下载式、渐进型下载式，内容形态上主要有精心制作的专业OTT视频与用户制作的UGC内容，商业模式上主要有免费OTT视频、付费OTT视频（交易型付费、订阅型付费等）。
另外值得一提的是，如果城域网络的访问带宽提高，将会对经济模式带来巨大的改变。例如，谷歌已在某些商业网站上实现了千兆以太网，使得用户可以享受每秒10亿比特的高速带宽。这种改变带来的结果是客户行为的变化。比如，绝大多数客户可能会放弃原有的流媒体OTT视频播放形式，这是因为下载一个时长为60分钟的视频仅仅耗时10~15秒。因此，客户行为的选择将会导致下载量等网络参数的改变，而最终会带来经济效益的变化。
（3）视频点播VoD（付费或免费）。
（4）时移电视。其中包括通过云端存储来实现的时移电视。
到2017年，城域网络中视频业务的数据流量将在2012年的基础上增加约720%。而其中，由超高带宽接入（高速固定接入与无线宽带）所驱动的IP视频是城域网数据流量增加的一个主要贡献者，从而，网络运营商部署内容分发网络CDN正在成为一种常态，城域网络之内，越来越多的内容都被分发缓存至离终端用户越来越近的网络节点位置。
积极开展IDC建设和升级改造，同时推进CDN网络建设，可优化互联网内容布局并提高用户体验。2013年7月，由工业和信息化部、国家发展和改革委员会、教育部、科学技术部、财政部、环境保护部、住房和城乡建设部、国家税务总局8部委联合发出的《关于实施宽带中国2013专项行动的意见》指出，鼓励互联网企业积极参与专项行动，采取优化网站设计、部署内容分发网络CDN、增加网站接入带宽等措施，提升网站和应用的服务能力。
为探索解决宽带发展中面临的网速体验速率与接入速率差异大、老旧小区宽带光纤入户难等问题，2013年8月，工业和信息化部发布关于组织申报2013年度宽带网络优化示范项目的通知，旨在通过在项目示范地区部署内容分发网络CDN节点、优化信源分布等方式，改善用户实际体验。主要包括两个方面：（1）支持具备全国CDN网络的企业，在北京地区，补充建设扩容CDN节点、合理布局CDN与信息源等，实现示范地区宽带用户上网体验的明显提升；（2）支持具备一定用户规模（日均用户访问量超过1亿用户）的大型互联网企业，在北京地区，自行部署扩容CDN节点、合理布局CDN与信息源或采用软件定义网络等新技术措施，重点针对视频类、交互类、下载类等业务，实现所选区域内该企业的业务使用用户上网体验的明显提升。
2）数据中心数据流量的剧增是驱动城域数据网络数据流量剧增的主要因素之二
视频数据流量主要是经由下述形式所产生的数据流量，包括：
（1）在城域数据中心与终端用户之间所产生的数据流量。具体包括：
①商企用户的相关业务。主要有娱乐视频（比如电视）、视频通信、Web、数据、文件共享等。
②公众用户的相关业务。主要有基于云计算的第三方OTT视频（参见上文的相关部分）、各种云应用（比如云桌面、云内容管理等）。
（2）在城域数据中心与数据中心之间所产生的数据流量。具体包括：
①在城域数据中心与数据中心之间所流动的虚拟数据中心资源。
②在城域数据中心与数据中心之间所进行的数据备份与遭灾后的数据恢复操作。
到2017年，城域网络中数据中心的数据流量将在2012年的基础上增加约440%。商企和数据中心服务提供商通过网络服务提供商的IP广域网络或运营商级/电信级以太网与终端用户连接通信，为此，需要相关网络提供越来越高的服务质量QoS保证（数据带宽、延迟、抖动等）、隐私与安全保证等。
软件定义网络技术原理被成功地运用到了数据中心，使得数据中心之间的连接速度更快，变得无边界。谷歌把它连接全世界数据中心的G-Scale广义网络换成OpenFlow网络（一种软件定义网络），使预留空间的利用率提高95%，而不损失任何东西。为了提高内容分发的效率，城域网络也需要引入现有数据中心所使用的软件定义网络技术。数据中心模式也可以延伸到城域网络，以更好地传输云服务应用。
传统的城域网络中，路由是一个大问题。路由器里面的路由表越来越复杂，分散到各地去路由，既做不到最优的路由，又产生许多重复的计算。从用户的终端设备到一个网站浏览器，可能要经过20~100个路由器或交换机。如果一个包到来，只知道目的地，但不知道怎么走，那只有交给下一跳。下一跳要是也不知道呢？这么盲目跳下去，怎么就相信会到达目的地呢？那只能靠相邻路由器经常交换信息。由于各路由器独立工作，就会有许多重复计算。网络运营商只考虑自己这一块，并不管整个因特网。路由表只可能存本自治域的地址，区域外则送网关路由器。路由算法复杂就在于根据线索推断它所应该知道的东西。就像没有地图在高速公路上开车。如果能集中考虑路由就会更有效率，这也是一种软件定义网络的思想。
中国电信正在研究和试验的智能型通信网络就包含支持云计算的软件定义网络，认为提出软件定义网络和网络功能虚拟化对城域核心网网络架构将带来变革，促使设备虚拟化，同时将提升城域核心网络的智能性。
国内进行相关标准化工作的主体是通信标准协会，具体的实施主体是IP与多媒体通信技术工作委员会未来数据网络标准任务组，其于2013年10月9日至11日在宁波召开的第四次会议，主要就FDN（未来数据网络。FDN基于软件定义网络和网络虚拟化等技术发展趋势，具备应用层、控制层、转发面的层次架构，可支持网络虚拟化、设备软件化、资源共享化等网络能力的新型网络架构）应用场景及需求、FDN 架构、OpenFlow、网络功能虚拟化等标准制修订项目展开了充分的讨论和审查，其中通信行业标准“FDN 应用场景及需求”（送审稿）获得审查通过。该标准对FDN 的应用场景和各场景中的技术要求进行了规定。会议还讨论了通信行业标准“基于软件定义网络的IP RAN（IP射频接入网）技术要求”的征求意见稿。
另外，上文所述的城域网络内两条线上的流量大幅增长率使得城域网络在架构上需要更注重对于规模及通用性的提供并进行相应的架构转型，以应对当前及未来的需求所带来的挑战。对此，网络运营商需要提前布局，将传统的传输网络改造成下一代分组优化型光传输网络并升级部署IP/MPLS（多协议标签交换）路由器，使城域骨干网支持10G、40G甚至100G接口传输。
责任编辑：饶军
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