淺談ASON網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)開(kāi)放

陳 東 中國(guó)聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信有限公司工程師

段致巖 中國(guó)聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信有限公司工程師

陳 萍 中國(guó)聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信有限公司工程師

1 引言

中國(guó)的電信運(yùn)營(yíng)商雖然時(shí)刻跟蹤新技術(shù)的發(fā)展，但在骨干網(wǎng)絡(luò)上大規(guī)模地把新技術(shù)推廣商用直至真正承載業(yè)務(wù)卻是相當(dāng)慎重的，這個(gè)過(guò)程必須經(jīng)過(guò)省公司試驗(yàn)網(wǎng)、骨干試驗(yàn)網(wǎng)以及商用網(wǎng)空載試運(yùn)行多個(gè)階段。所以，很多業(yè)務(wù)使用的問(wèn)題得在網(wǎng)絡(luò)建成后多年才能暴露出來(lái)，這里僅就幾個(gè)出現(xiàn)較多的問(wèn)題進(jìn)行討論，希望能給智能光網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營(yíng)者提供一些經(jīng)驗(yàn)。

本文中涉及的智能光網(wǎng)絡(luò)主要指已經(jīng)啟動(dòng)智能協(xié)議基于SDH的ASON網(wǎng)絡(luò)和基于OTN的ASON網(wǎng)絡(luò)?？梢栽O(shè)想的網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景是智能光網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)覆蓋全國(guó)各省會(huì)城市和計(jì)劃單列市；TE鏈路的路由足夠豐富，經(jīng)故障模擬，在全網(wǎng)出現(xiàn)兩處SRLG（共享風(fēng)險(xiǎn)鏈路組）故障時(shí)，不會(huì)發(fā)生業(yè)務(wù)中斷（個(gè)別邊疆省份除外）；TE鏈路的平均使用率低于50%（僅說(shuō)明此網(wǎng)絡(luò)非重載，不代表某些TE鏈路不能滿負(fù)荷）。由于智能光網(wǎng)絡(luò)造價(jià)相對(duì)較高，因此承載的業(yè)務(wù)一般為對(duì)電路質(zhì)量要求較高的大客戶電路。而IP、ATM等業(yè)務(wù)網(wǎng)中繼電路，由于上層應(yīng)用已經(jīng)設(shè)計(jì)了保護(hù)機(jī)制，考慮成本原因，暫不在智能光網(wǎng)絡(luò)上承載。

2 智能光網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)開(kāi)放存在的問(wèn)題和應(yīng)對(duì)策略

隨著企業(yè)信息化建設(shè)的普及和IT巨頭大數(shù)據(jù)建設(shè)的需求，在智能光網(wǎng)絡(luò)上客戶電路的開(kāi)放呈現(xiàn)出多個(gè)特點(diǎn)。首先，大速率GE業(yè)務(wù)從無(wú)到有，出現(xiàn)迅速發(fā)展的趨勢(shì)，根據(jù)某運(yùn)營(yíng)商2013年業(yè)務(wù)開(kāi)放的數(shù)據(jù)，有16家客戶提出了30條GE業(yè)務(wù)的需求，甚至還有兩家客戶提出了10GE的業(yè)務(wù)需求。那么，這些業(yè)務(wù)如何開(kāi)放呢？其次，智能光網(wǎng)絡(luò)造價(jià)不菲，如何讓其發(fā)揮更大的作用呢，是滿足客戶日益苛刻的時(shí)延需求還是選擇資源最大化呢？路由策略的選擇至關(guān)重要。最后，智能光網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)路徑會(huì)帶來(lái)怎樣的新問(wèn)題？

上述問(wèn)題已經(jīng)擺在了運(yùn)營(yíng)商的面前，亟需應(yīng)對(duì)策略。

2.1 不同速率以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的開(kāi)放問(wèn)題

對(duì)于采用GE接口開(kāi)放電路的客戶，根據(jù)業(yè)務(wù)需求選擇自己適用的帶寬是非常方便的事情。所以，業(yè)務(wù)申請(qǐng)單上就出現(xiàn)了許多無(wú)任何規(guī)律的速率需求，從200、250、300、380、410、600等一直到1000M。那么問(wèn)題出現(xiàn)了，是在基于SDH的ASON上還是在基于OTN的ASON上開(kāi)放這類電路呢？

如果開(kāi)放在基于OTN的ASON網(wǎng)絡(luò)上，OTN可以提供的最小帶寬粒度為ODU0級(jí)別的電路，標(biāo)準(zhǔn)速率1244M。如果與其對(duì)接的城域網(wǎng)無(wú)法限速的話（例如，城域網(wǎng)采用OTN網(wǎng)絡(luò)或光纜直驅(qū)），那么當(dāng)客戶申請(qǐng)400M帶寬時(shí)，運(yùn)營(yíng)商只能分配最小帶寬為1244M來(lái)滿足客戶需求，這對(duì)電信運(yùn)營(yíng)商來(lái)講，造成了較大的帶寬浪費(fèi)，使用效率較低。另外，即使可以限速，現(xiàn)有的基于OTN的ASON設(shè)備還無(wú)法支持支路側(cè)的1+1保護(hù)，無(wú)法構(gòu)建全程端到端的保護(hù)電路，無(wú)法滿足對(duì)安全要求較高的客戶需求。

如果開(kāi)放在基于SDH的ASON上，可以相對(duì)精準(zhǔn)地對(duì)帶寬進(jìn)行限制，由于城域網(wǎng)MSTP設(shè)備的GE板卡一般按VC4進(jìn)行映射，可以默認(rèn)一個(gè)VC4的凈荷容量是140M，那么基于SDH的ASON上需要開(kāi)放的VC4個(gè)數(shù)為帶寬需求除以140M，并向上求整。同樣是400M的電路，開(kāi)放3個(gè)VC4電路就能滿足客戶帶寬需求，浪費(fèi)的帶寬也降低了，帶寬使用率得到有效提高。另外，基于SDH的ASON網(wǎng)與省網(wǎng)或城域網(wǎng)（通常采用SDH設(shè)備或基于SDH的ASON設(shè)備）對(duì)接時(shí)，可以采用SDH的1+1保護(hù)的2.5G/10G接口，以組成全程的端到端保護(hù)電路。

不難看出，帶寬小于1000M的GE接口電路開(kāi)放在基于SDH的ASON網(wǎng)上更加安全和經(jīng)濟(jì)。帶寬大于1000M的業(yè)務(wù)，如果繼續(xù)開(kāi)放在基于SDH的ASON網(wǎng)上，則占用帶寬顆粒較多，傳送效率相對(duì)降低。因此，推薦將其開(kāi)放在基于OTN的ASON網(wǎng)絡(luò)上。在實(shí)際應(yīng)用中，要結(jié)合網(wǎng)絡(luò)、資源情況和客戶的需求，在具體分析后進(jìn)行部署。

2.2 路由策略的選擇問(wèn)題

智能光網(wǎng)絡(luò)一個(gè)非常大的優(yōu)勢(shì)就是簡(jiǎn)化了業(yè)務(wù)配置的工作量和復(fù)雜度，大大減少了以前需人工完成的通路組織工作，通過(guò)系統(tǒng)或軟件自動(dòng)路由計(jì)算就能完成端到端的電路配置工作?？墒?，問(wèn)題很快就來(lái)了，這就是電路時(shí)延。時(shí)延是隨著電信業(yè)務(wù)競(jìng)爭(zhēng)而出現(xiàn)的令光傳輸專業(yè)非常尷尬的一個(gè)名詞，因?yàn)槟壳斑€不能精確定義十幾毫秒時(shí)延對(duì)客戶業(yè)務(wù)的影響程度，但又必須滿足客戶對(duì)時(shí)延的需求。

ASON網(wǎng)絡(luò)支持的路由計(jì)算策略包括負(fù)載均衡、距離最短、跳數(shù)最少、鏈路代價(jià)最小等，以及上述因素的綜合策略。當(dāng)必須滿足客戶對(duì)時(shí)延的需求時(shí)，就需要選擇100%權(quán)重的距離最短路由策略。問(wèn)題又出現(xiàn)了，工程設(shè)計(jì)中相鄰兩個(gè)智能節(jié)點(diǎn)間TE鏈路的承載是經(jīng)過(guò)規(guī)劃的，從網(wǎng)絡(luò)安全的角度考慮，不同光纜路由的長(zhǎng)短搭配是規(guī)劃部門必然的選擇。但是，如果智能光網(wǎng)絡(luò)選擇最短路由策略，那么所有的電路全部都會(huì)跑在最短的TE鏈路上，必將帶來(lái)TE鏈路負(fù)載的不均衡。對(duì)此，只能在保證網(wǎng)絡(luò)安全性的條件下，通過(guò)對(duì)直達(dá)短距離TE鏈路有側(cè)重的擴(kuò)容來(lái)解決。

這里需要注意的是，智能電路的返回策略應(yīng)設(shè)置成自動(dòng)返回原始路由的方式，只有這樣才能保證電路在故障、割接或優(yōu)化后仍然在最短路由上；另外，每年度大規(guī)模的TE鏈路擴(kuò)容完畢后，應(yīng)有選擇地對(duì)部分資源緊張時(shí)開(kāi)放的電路進(jìn)行路由優(yōu)化，以減少時(shí)延和經(jīng)過(guò)的節(jié)點(diǎn)數(shù)。

2.3 重路由后時(shí)延差異問(wèn)題

上文中談到，大帶寬的以太業(yè)務(wù)在基于SDH的ASON中是以N×VC4的路徑來(lái)傳送的，由此引入了一個(gè)問(wèn)題，當(dāng)最短路由策略下選擇的TE鏈路時(shí)隙不足或發(fā)生重路由事件時(shí)，這條以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的N個(gè)VC4有可能路由在不同的路徑鏈路上，此時(shí)客戶會(huì)有感知嗎？電路的實(shí)際帶寬會(huì)下降嗎？

對(duì)此問(wèn)題筆者進(jìn)行了相關(guān)的調(diào)研，經(jīng)分析認(rèn)為GE以太網(wǎng)處理板具備緩存模塊，先到的VC4幀會(huì)被暫存起來(lái)，待全部VC4幀同步后，再根據(jù)GFP協(xié)議，封裝成以太網(wǎng)幀。因此，可以根據(jù)緩存的大小和每秒8000幀的速率來(lái)計(jì)算出最大的時(shí)延差。并得出了時(shí)延200ms的精確計(jì)算值，這相當(dāng)于最大4萬(wàn)km的距離差，也就意味著國(guó)內(nèi)范圍內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)中不會(huì)出現(xiàn)VC4到達(dá)時(shí)延差溢出的情況。

為了獲得試驗(yàn)數(shù)據(jù)的支撐，需搭建了一個(gè)如圖1所示的測(cè)試網(wǎng)絡(luò)?？梢?jiàn)，A-B間計(jì)劃開(kāi)通一條2×VC4帶寬的GE業(yè)務(wù)電路，分別在距離相同的TE1和TE2上人工設(shè)置兩個(gè)原始VC4，并人工設(shè)置保護(hù)路由為A-CB；然后，關(guān)斷TE2的激光器，從而實(shí)現(xiàn)兩個(gè)VC4多達(dá)2500km的距離差。通過(guò)測(cè)試，在多次重路由并恢復(fù)的過(guò)程中，未出現(xiàn)告警，并且?guī)挶３植蛔?。時(shí)延為較長(zhǎng)路由的時(shí)延。

圖1 測(cè)試網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/p>

這里可能有人會(huì)提出另一種解決方法，就是設(shè)置電路的關(guān)聯(lián)性，把這個(gè)GE業(yè)務(wù)的N個(gè)VC4設(shè)置成關(guān)聯(lián)電路，當(dāng)發(fā)生重路由時(shí)可以一起發(fā)生倒換，并確保倒換后的路徑相同。筆者并不推薦這種設(shè)置方式，關(guān)聯(lián)業(yè)務(wù)在發(fā)生重路由時(shí)，對(duì)目標(biāo)TE鏈路的要求存在連續(xù)空閑的時(shí)隙，這會(huì)延長(zhǎng)業(yè)務(wù)的重路由時(shí)間，降低重路由的成功率。

2.4 業(yè)務(wù)的保護(hù)恢復(fù)策略選擇問(wèn)題

傳統(tǒng)SDH系統(tǒng)采用環(huán)保護(hù)或1+1保護(hù)方式，能夠在50ms以內(nèi)完成倒換操作，從而實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的保護(hù)。ASON網(wǎng)絡(luò)有所不同，對(duì)于動(dòng)態(tài)重路由業(yè)務(wù)，即時(shí)計(jì)算出一條動(dòng)態(tài)重路由通道實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的恢復(fù)。不難看出，ASON網(wǎng)重路由時(shí)間會(huì)受到網(wǎng)絡(luò)資源使用情況、網(wǎng)元負(fù)載情況、重路由距離以及網(wǎng)元轉(zhuǎn)發(fā)情況等多方面因素的影響，重路由時(shí)間可能會(huì)從幾十毫秒一直到數(shù)秒。

對(duì)于一個(gè)相對(duì)空載的ASON網(wǎng)絡(luò)，1條跨距5000km左右，經(jīng)過(guò)4個(gè)網(wǎng)元的電路（含A/Z端），重路由時(shí)間約在30～300ms之間。由此可以預(yù)見(jiàn)，在網(wǎng)絡(luò)大量承載業(yè)務(wù)，業(yè)務(wù)路由愈加復(fù)雜的情況下，重路由時(shí)間可以達(dá)到數(shù)秒。問(wèn)題又出現(xiàn)了，由于割接或故障搶修是能夠造成光纜在一段時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生多次中斷的，那么客戶是否能夠接受電路連續(xù)多次的秒級(jí)中斷呢？當(dāng)然是不可能的，那我們?cè)撊绾螒?yīng)對(duì)呢？

全部業(yè)務(wù)配置成永久1+1保護(hù)絕對(duì)是一勞永逸的解決方案，由于永久1+1保護(hù)業(yè)務(wù)在配置的過(guò)程中已經(jīng)生成了保護(hù)路由，倒換時(shí)間可以控制在50ms以內(nèi)，客戶感知好。但是，保護(hù)路由會(huì)占用大量網(wǎng)絡(luò)資源，可以估算，網(wǎng)絡(luò)的最高使用率與傳統(tǒng)SDH網(wǎng)絡(luò)大體相當(dāng)，且并不經(jīng)濟(jì)。

由此看來(lái)，精細(xì)化的分級(jí)管理策略無(wú)疑是最好的選擇，不同業(yè)務(wù)級(jí)別配置不同的保護(hù)恢復(fù)策略，從而提高了網(wǎng)絡(luò)資源的使用率。但由此帶來(lái)的復(fù)雜流程和多次人工篩選會(huì)增大相關(guān)銷售和維護(hù)部門的工作量。這里提出以下保護(hù)恢復(fù)策略供網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)者參考：

（1）建議運(yùn)維部門與銷售部門溝通，根據(jù)電路的QoS等級(jí)進(jìn)行差異化營(yíng)銷，對(duì)業(yè)務(wù)受損時(shí)間指標(biāo)要求嚴(yán)格并愿意支付一定代價(jià)的客戶，可以為其開(kāi)放永久1+1保護(hù)的電路。

（2）對(duì)于非客戶使用的，運(yùn)營(yíng)商內(nèi)部其他專業(yè)使用的中繼電路，由于上層已經(jīng)有保護(hù)機(jī)制，可以為其開(kāi)放動(dòng)態(tài)重路由電路。

3 結(jié)束語(yǔ)

智能光網(wǎng)絡(luò)的投入使用為電信運(yùn)營(yíng)商集中化、節(jié)約化管理網(wǎng)絡(luò)提供了可能，但也帶來(lái)了許多以前不曾遇到的問(wèn)題，同時(shí)對(duì)維護(hù)人員和銷售部門提出了更高的要求，希望本文能對(duì)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)者帶來(lái)一些解決問(wèn)題的思路。

1 GB/T 21645.1-2008.自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)(ASON)技術(shù)要求

2 中國(guó)聯(lián)通.中國(guó)聯(lián)通傳輸網(wǎng)網(wǎng)元管理系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范第五部分:ASON部分