北方某城市WDM/OTN網(wǎng)絡(luò)評(píng)測(cè)淺析

賈延壽，葉健潔，李 偉，苑海峰，張 飛

（1.北京電信規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司，北京100048；2.中國(guó)聯(lián)通天津分公司，天津300052；3.天津市郵電設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司，天津300040）

0 前言

WDM/OTN作為基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)同時(shí)也作為業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)，為數(shù)據(jù)網(wǎng)、分組網(wǎng)、大客戶業(yè)務(wù)等提供了一個(gè)承載平臺(tái)，其運(yùn)行質(zhì)量對(duì)整個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用。但WDM/OTN網(wǎng)絡(luò)在快速建設(shè)的過程中，經(jīng)常會(huì)在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、資源配置、利用率及安全性等方面暴露出一些問題，因?yàn)槠渚W(wǎng)絡(luò)規(guī)模擴(kuò)展較快，時(shí)間要求一般比較緊，使方案制定及維護(hù)生產(chǎn)很難面面俱到；加上傳輸網(wǎng)絡(luò)作為一個(gè)承載網(wǎng)絡(luò)，必須被動(dòng)地根據(jù)業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的需要不斷進(jìn)行調(diào)整。這些都在一定程度上給目前的WDM/OTN網(wǎng)絡(luò)帶來一些問題和隱患。

隨著LTE、5G、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)的興起以及云計(jì)算/數(shù)據(jù)中心的廣泛應(yīng)用，近幾年帶寬需求爆發(fā)式增長(zhǎng)，傳送網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)側(cè)的壓力越來越大，這將促使運(yùn)營(yíng)商除引入新技術(shù)外，還要考慮提高網(wǎng)絡(luò)承載效率，降低每比特流量的傳輸成本，提升本地網(wǎng)投資有效性。

基于以上原則對(duì)北方某大型城市（以下簡(jiǎn)稱為某地（市））WDM/OTN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、承載業(yè)務(wù)情況等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和分析，發(fā)現(xiàn)WDM/OTN網(wǎng)絡(luò)中的一些問題，給出網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化建議，從而提高網(wǎng)絡(luò)承載效率和投資有效性。

1 WDM/OTN網(wǎng)絡(luò)評(píng)測(cè)

北方某地（市）WDM/OTN系統(tǒng)是由1套中興40×10GDWDM系統(tǒng)和1套華為80×10G/40G/100GOTN系統(tǒng)組建。

中興10GWDM系統(tǒng)覆蓋各縣中心局在內(nèi)的15個(gè)節(jié)點(diǎn)，主要解決郊縣城域網(wǎng)/承載網(wǎng)上聯(lián)需求、SDH組環(huán)需求和郊縣3G基站至RNC分組域GE業(yè)務(wù)的傳送。拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示。

華為OTN系統(tǒng)已基本覆蓋大部分業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)，已覆蓋62個(gè)節(jié)點(diǎn)，2015年全網(wǎng)啟用了WSON功能，是目前城域網(wǎng)上聯(lián)、UTN組網(wǎng)及各類大客戶業(yè)務(wù)的主要承載平臺(tái)。拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖1 中興波分網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

圖2 華為80×10G/40G/100GOTN系統(tǒng)拓?fù)鋱D

下面就以某地（市）現(xiàn)有WDM/OTN網(wǎng)絡(luò)為例，從結(jié)構(gòu)合理性、配置合理性、利用率、過渡保護(hù)及與業(yè)務(wù)匹配度等對(duì)投資有效性影響大的幾個(gè)主要因素進(jìn)行闡述。

1.1 結(jié)構(gòu)合理性分析

主要分析市縣波分環(huán)路是否包含數(shù)據(jù)網(wǎng)核心/匯聚節(jié)點(diǎn)（CR節(jié)點(diǎn)）、UTN核心節(jié)點(diǎn)，分析各匯聚節(jié)點(diǎn)至核心節(jié)點(diǎn)的BRAS/SR上聯(lián)業(yè)務(wù)、UTN組網(wǎng)業(yè)務(wù)是否轉(zhuǎn)接，轉(zhuǎn)接是否引起額外的建設(shè)投資。

1.1.1 華為OTN系統(tǒng)

某地（市）屬大型本地網(wǎng)，包含6個(gè)數(shù)據(jù)網(wǎng)核心/匯聚節(jié)點(diǎn)（業(yè)務(wù)落地點(diǎn)），2個(gè)UTN核心節(jié)點(diǎn)，其業(yè)務(wù)流向復(fù)雜且核心節(jié)點(diǎn)分布在多個(gè)局房，因此華為OTN核心層采用獨(dú)立組網(wǎng)方式，但尚未配置ROADM；市縣波分OTN1、OTN2、OTN5系統(tǒng)BRAS/SR上聯(lián)業(yè)務(wù)、UTN組網(wǎng)業(yè)務(wù)流向一般集中在2個(gè)核心節(jié)點(diǎn)，途經(jīng)其他節(jié)點(diǎn)時(shí)未通過OTU轉(zhuǎn)接，而是在各穿通節(jié)點(diǎn)通過搭接光跳線進(jìn)行的光層轉(zhuǎn)接，沒有因結(jié)構(gòu)不合理引起過度OTU轉(zhuǎn)接及額外的投資，案例如圖3所示。

圖3中所示業(yè)務(wù)路由1、2為縣局D節(jié)點(diǎn)BRAS/SR上聯(lián)業(yè)務(wù)：

路由1為縣局D—縣局E（光層穿通）—數(shù)據(jù)核心A業(yè)務(wù)落地點(diǎn)。

路由2為縣局D—縣局C（光層穿通）—縣局B（光層穿通）—縣局A（光層穿通）—核心G（光層穿通）—核心F（光層穿通）—核心E（光層穿通）—數(shù)據(jù)核心D業(yè)務(wù)落地點(diǎn)。

圖3 郊縣進(jìn)市數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)路由示意圖

圖4 中興波分系統(tǒng)跨環(huán)轉(zhuǎn)接示意圖

可見，每條路由途經(jīng)中間各節(jié)點(diǎn)均為通過搭接光跳線穿通至兩端業(yè)務(wù)落地點(diǎn)的，隨承載業(yè)務(wù)量增加，各穿通節(jié)點(diǎn)存在大量轉(zhuǎn)接光跳線，因此更適合ROADM進(jìn)行調(diào)度；考慮到業(yè)務(wù)安全，現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)不建議再增加ROADM，建議今后新建OTN平臺(tái)時(shí)，考慮核心層獨(dú)立組網(wǎng)并配置ROADM，使業(yè)務(wù)調(diào)度更加方便靈活，減少局房?jī)?nèi)轉(zhuǎn)接光跳線的使用量。

1.1.2 中興波分系統(tǒng)

如圖4所示，環(huán)1（市縣環(huán)）各郊縣節(jié)點(diǎn)至環(huán)2（市區(qū)環(huán)）各核心節(jié)點(diǎn)間的業(yè)務(wù)是通過核心A、核心F及長(zhǎng)途局3個(gè)節(jié)點(diǎn)OTU落地轉(zhuǎn)接，由此產(chǎn)生額外的OTU轉(zhuǎn)接板卡的費(fèi)用。

通過分析可見，華為OTN結(jié)構(gòu)相對(duì)合理，中興波分系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不合理。其原因是建網(wǎng)初期采用傳統(tǒng)波分設(shè)備，多按環(huán)網(wǎng)組建傳輸系統(tǒng)，勢(shì)必造成跨環(huán)業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)接較多，成本相對(duì)較高。

1.2 配置合理性分析

主要分析是否配置中繼OTU（包括用于中繼功能的收發(fā)合一OTU、OTN線路側(cè)板卡），并結(jié)合業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)間距離、衰減，分析判斷中繼OTU配置合理性。

1.2.1 華為OTN系統(tǒng)

華為OTN除在數(shù)據(jù)核心B—縣局A（λ1）、數(shù)據(jù)核心B—縣局B（λ2）、數(shù)據(jù)核心C—縣局A（λ10）、數(shù)據(jù)核心D—縣局D（λ4）、數(shù)據(jù)核心D—縣局E（λ5）等5條10G單波上分別在縣局D和縣局B采用電中繼收發(fā)合一OTU。

數(shù)據(jù)核心D—縣局E（λ62和λ68）2條40G波道上在縣局B采用40G線路板卡作為電中繼。其余業(yè)務(wù)波道均未采用中繼功能的收發(fā)合一OTU、OTN線路側(cè)板卡，不存在過度中繼的問題。配置電中繼的波道如圖5所示。

由圖5可知，上述均為市縣波分上聯(lián)業(yè)務(wù)，進(jìn)城光纜距離在400 km左右，衰減相對(duì)較大，為保證傳輸質(zhì)量，適當(dāng)增加中繼OTU相對(duì)合理。

圖5 華為OTN系統(tǒng)配置電中繼波道示意圖

1.2.2 中興波分系統(tǒng)

由于中興系統(tǒng)對(duì)所承載的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)考慮了單波保護(hù)，部分保護(hù)通路途經(jīng)節(jié)點(diǎn)數(shù)量較多，距離相對(duì)較遠(yuǎn)，有23條保護(hù)波道上配置了收發(fā)合一中繼OTU，其中OTUG板卡40塊，F(xiàn)CAG板卡6塊。

通過分析可見，華為中繼OTU配置相對(duì)合理，中興波分系統(tǒng)配置不合理的原因是早期數(shù)據(jù)專業(yè)要求傳輸提供單波保護(hù)，而環(huán)網(wǎng)保護(hù)路由多為遠(yuǎn)距離段落，造成中繼OTU的使用及額外投資。

1.3 利用率合理性分析

分析波分系統(tǒng)線路端口、支路端口利用率，并分析利用率過低產(chǎn)生原因。

1.3.1 華為OTN系統(tǒng)（10/40/100G系統(tǒng)）

華為OTN系統(tǒng)線路端口利用率統(tǒng)計(jì)如表1所示。華為OTN系統(tǒng)支路端口利用率統(tǒng)計(jì)如表2所示。

華為OSN8800 TOA GE支路端口利用率15%，是由于板卡密度相對(duì)較高（8端口/板卡），且所承載業(yè)務(wù)量少，方向分散，導(dǎo)致端口利用率低。

華為OSN9600各支路端口利用率低，是由于2016年引入OSN9600設(shè)備初期，考慮到所選用板卡密度要與背板容量相匹配，另外在只能根據(jù)政企等大客戶業(yè)務(wù)需求進(jìn)行預(yù)測(cè)，還要對(duì)客戶需求做到快速響應(yīng)的情況下，預(yù)標(biāo)配了各類型板卡，目前僅開通全運(yùn)會(huì)、特通網(wǎng)等少量大客戶業(yè)務(wù)，因此端口利用率較低，后期工程應(yīng)優(yōu)先考慮挖潛利舊現(xiàn)有冗余端口。

表1 華為OTN系統(tǒng)線路端口利用率統(tǒng)計(jì)表

表2 華為OTN系統(tǒng)支路端口利用率統(tǒng)計(jì)表

1.3.2中興波分系統(tǒng)（10G波分系統(tǒng)）

中興波分GE支路端口利用率相對(duì)較低，是由于GE支路板卡密度相對(duì)較高（8端口/板卡），且中興波分屬于傳統(tǒng)波分無電交叉功能，支路板卡無法實(shí)現(xiàn)共享使用，因此暫無可挖潛利用資源。中興波分系統(tǒng)端口利用率統(tǒng)計(jì)如表3所示。

表3 中興波分系統(tǒng)端口利用率統(tǒng)計(jì)表

1.4 過度保護(hù)分析

截至2016年底，華為OTN系統(tǒng)中除蘋果公司2條40G大客業(yè)務(wù)采用單波SNCP保護(hù)外，其余電路均無保護(hù)，其中包括部分大客戶100G業(yè)務(wù)波道；考慮到客戶業(yè)務(wù)的重要性，建議對(duì)原有未保護(hù)的客戶業(yè)務(wù)電路進(jìn)行優(yōu)化，提供更安全的服務(wù)。

中興波分系統(tǒng)中所承載的58條IP城域網(wǎng)電路，在數(shù)據(jù)網(wǎng)層面已考慮保護(hù)的情況下，仍采用了光通道層OCHP保護(hù)，配置光保護(hù)單板OP板卡116塊，保護(hù)波道占所開通波道的77%，主要是由于波分系統(tǒng)承載IP城域網(wǎng)業(yè)務(wù)初期，數(shù)據(jù)專業(yè)要求傳輸專業(yè)提供保護(hù)，鑒于中興波分系統(tǒng)屬老舊系統(tǒng)，由過度保護(hù)引起的中繼OTU板卡資源不再考慮挖潛利舊。

1.5 波分已用支路端口與業(yè)務(wù)網(wǎng)上聯(lián)端口匹配度分析

中興WDM網(wǎng)絡(luò)屬老舊波分系統(tǒng)，所承載業(yè)務(wù)將逐步騰退，下面主要分析華為OTN系統(tǒng)。

華為OTN系統(tǒng)已用支路端口與業(yè)務(wù)上聯(lián)端口如表4所示。

OSN8800設(shè)備10G（ODU2-TQX/TDX）業(yè)務(wù)網(wǎng)上聯(lián)帶寬占已用支路端口比例為77.61%，已用支路端口與業(yè)務(wù)需求不匹配，存在業(yè)務(wù)虛占波分端口情況。原因如下：

a）城域網(wǎng)上聯(lián)帶寬升為100G，原有10G端口為虛占。

b）部分業(yè)務(wù)需求變化引起。

c）部分40G支路端口未被其他線路端口共享使用。

表4 已用支路端口與業(yè)務(wù)上聯(lián)端口匹配表

2 WDM/OTN網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化

通過分析，中興WDM系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)、配置存在不合理，存在過度保護(hù)、過度中繼等問題，該網(wǎng)絡(luò)2018年即將停服，考慮在下一規(guī)劃期逐步退網(wǎng)，不再挖潛利舊；華為OTN系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)、配置等方面相對(duì)合理，但存在端口虛占用、重大客戶業(yè)務(wù)存在安全隱患、單一平臺(tái)承載等問題，需要進(jìn)一步對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化及挖潛。

2.1 中興波分設(shè)備騰退

現(xiàn)有中興波分系統(tǒng)2018年即將停服，且在結(jié)構(gòu)合理性方面存在不足，造成轉(zhuǎn)接OTU使用過多；存在過度保護(hù)引起中繼OTU使用過多等問題，在下一規(guī)劃期已考慮逐步退網(wǎng)，騰退建議如下。

a）隨著原有BRASMA5200G設(shè)備、RPR環(huán)和貝爾IP承載網(wǎng)等業(yè)務(wù)網(wǎng)老舊設(shè)備陸續(xù)退網(wǎng)，大部分GE電路也隨之騰退。

b）近期數(shù)據(jù)核心層CR設(shè)備升級(jí)，BR到CR間的鏈路升級(jí)為100G，該地區(qū)至數(shù)據(jù)核心CR節(jié)點(diǎn)16條10G電路自然退網(wǎng)。

c）對(duì)于不能自然退網(wǎng)的郊縣3G分組域業(yè)務(wù)至RNC局的GE電路、部分RPR環(huán)和貝爾IP承載網(wǎng)的GE電路以及10G SDH業(yè)務(wù)可考慮將業(yè)務(wù)割接至華為OTN系統(tǒng)或其他新系統(tǒng)。

中興設(shè)備騰退后預(yù)計(jì)可節(jié)約機(jī)房用電約20 kW、機(jī)房面積約7 m2。

2.2 華為OTN端口虛占優(yōu)化建議及降本增效效果

通過已用支路端口與業(yè)務(wù)網(wǎng)上聯(lián)端口的匹配度分析，華為OTN系統(tǒng)10G（ODU2-TQX/TDX）端口存在虛占情況。

經(jīng)查，2017年年底前IP城域網(wǎng)的2個(gè)匯聚CR上聯(lián)核心CR共計(jì)36條10G電路確定可以騰退，至少能騰退72個(gè)10G支路端口，可利舊挖潛約72萬元端口資源。對(duì)其他虛占用電路后續(xù)需要與各業(yè)務(wù)網(wǎng)核實(shí)波分端口實(shí)際占用情況，或通過在網(wǎng)管上逐條對(duì)業(yè)務(wù)進(jìn)行核查，對(duì)無光波道、端口與相關(guān)業(yè)務(wù)網(wǎng)人員溝通確認(rèn)，將不再使用的端口資源撤除后回收再利用，并及時(shí)記錄、修改原有資料，對(duì)后續(xù)新增需求優(yōu)先考慮利舊騰退的資源。

2.3 重大客戶電路承載安全措施的提升建議

近幾年大客戶100G業(yè)務(wù)需求逐年增長(zhǎng)，2015年—2017年共增加了約40條100G電路需求，同時(shí)其要求的保護(hù)級(jí)別也應(yīng)隨之提升；對(duì)目前尚未采取保護(hù)措施的部分大客戶電路建議待網(wǎng)絡(luò)具備雙平面承載條件時(shí)實(shí)行分網(wǎng)承載，讓OTN網(wǎng)絡(luò)實(shí)行差異化服務(wù)，提高業(yè)務(wù)的安全性。

2.4 某地（市）WDM/OTN網(wǎng)絡(luò)發(fā)展建議

根據(jù)中國(guó)聯(lián)通集團(tuán)公司提出的“本地傳輸網(wǎng)100GOTN多廠家部署策略”，直轄市及其他特大型本地網(wǎng)可根據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展和組網(wǎng)需要，盡量采用雙平面組網(wǎng)策略，建設(shè)OTN第2平面網(wǎng)絡(luò)，充分引入競(jìng)爭(zhēng)降低設(shè)備采購成本，從而降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本，滿足業(yè)務(wù)發(fā)展需求，并在OTN網(wǎng)絡(luò)的可靠性、關(guān)鍵業(yè)務(wù)保障、可擴(kuò)展性等方面提供網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)保障。

2.4.1 某地（市）本地網(wǎng)自身建設(shè)需求

a）基于某地（市）WDM/OTN網(wǎng)絡(luò)自身現(xiàn)狀，中興WDM早已不再擴(kuò)容，并面臨停服和退網(wǎng)，目前新增業(yè)務(wù)需求僅可以通過現(xiàn)有華為OTN平臺(tái)擴(kuò)容解決。

b）隨著集客業(yè)務(wù)數(shù)量及帶寬的激增，現(xiàn)有MSTP系統(tǒng)3G基站分組業(yè)務(wù)遷移釋放容量有限，其中騰訊IDC 100G大帶寬業(yè)務(wù)的增長(zhǎng)及保護(hù)級(jí)別提升，均對(duì)現(xiàn)有華為OTN單一平臺(tái)的業(yè)務(wù)承載帶來一定壓力，設(shè)備及波道資源利用率迅速增加。

c）目前實(shí)施的IP城域網(wǎng)扁平化改造，IP城域網(wǎng)核心節(jié)點(diǎn)減至2個(gè)，部分原近郊及城區(qū)內(nèi)大量BRAS/SR上聯(lián)業(yè)務(wù)光纖直驅(qū)鏈路受光纜條件及距離影響將改由OTN承載，業(yè)務(wù)顆粒為100G，使得現(xiàn)有華為OTN單一平臺(tái)的承載能力及安全性均受到極大挑戰(zhàn)。

d）只在單一平臺(tái)擴(kuò)容建設(shè)無法引入價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)，不利于降低整體建網(wǎng)成本。

基于業(yè)務(wù)承載安全性、網(wǎng)絡(luò)健壯性的角度出發(fā)，建議在下一規(guī)劃期適時(shí)考慮OTN第2平臺(tái)的引入，保障重要業(yè)務(wù)的主備路由分網(wǎng)承載的同時(shí)，充分引入競(jìng)爭(zhēng)，降低設(shè)備采購成本。

2.4.2 某地（市）未來OTN網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)建設(shè)思路

某地（市）所在城市群區(qū)域網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃需求中，分別在互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)、DC互聯(lián)、大客戶專線等方面做了部署，要求提供端到端帶寬保證，做到網(wǎng)絡(luò)智能化、快速開通、帶寬動(dòng)態(tài)可調(diào)、低時(shí)延，對(duì)網(wǎng)絡(luò)連續(xù)性和網(wǎng)絡(luò)安全性要求高。結(jié)合某地（市）所在城市群區(qū)域網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃建設(shè)需求確定未來新增OTN網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)建設(shè)思路。

a）聚焦重點(diǎn)客戶、重點(diǎn)業(yè)務(wù)，建設(shè)大帶寬、低時(shí)延、彈性可擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)本地傳送網(wǎng)與區(qū)域傳送網(wǎng)的無縫對(duì)接。

b）通過100GOTN系統(tǒng)與區(qū)域核心網(wǎng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)互通；業(yè)務(wù)的匯聚及收斂應(yīng)在本地傳送網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)完成。

c）引入ROADM設(shè)備，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)全程端到端的光路連通及靈活調(diào)度，并實(shí)現(xiàn)光層ASON。

d）逐步引入SDN技術(shù)，加載網(wǎng)絡(luò)控制器，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)智能化。

最終實(shí)現(xiàn)本地傳送網(wǎng)與區(qū)域傳送網(wǎng)的無縫對(duì)接，并逐步實(shí)現(xiàn)本地OTN網(wǎng)絡(luò)智能化、高帶寬和可持續(xù)發(fā)展。

3 結(jié)論

WDM/OTN網(wǎng)絡(luò)評(píng)測(cè)是針對(duì)現(xiàn)網(wǎng)某一時(shí)段的狀況，采用現(xiàn)網(wǎng)收集的資料對(duì)波分系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、波分系統(tǒng)波道配置、各波道承載業(yè)務(wù)種類等方面進(jìn)行量化評(píng)估，以相對(duì)精準(zhǔn)地分析網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)狀并針對(duì)性地查找現(xiàn)存的問題和瓶頸點(diǎn)；同時(shí)根據(jù)評(píng)測(cè)結(jié)果制定相應(yīng)的優(yōu)化方案及建議，以實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)的安全、高效、低成本可持續(xù)發(fā)展。