打破區(qū)域概念構(gòu)建沿黃河軸線的省本一體化智簡網(wǎng)絡

朱 磊，李壯志，孫 濤（.中國聯(lián)通德州分公司，山東德州 53000；.中國聯(lián)通山東分公司，山東濟南 5000）

1 概述

2017年6月山東省第十一次黨代會報告明確提出“以濟南為依托，實施北跨東延、攜河發(fā)展，在黃河沿岸高起點、高標準、高水平規(guī)劃建設國家新舊動能轉(zhuǎn)換先行區(qū)”，中國聯(lián)通山東省公司在年初的工作會也明確提出積極跟進配套的信息化建設，形成領先的信息化高地。

《山東新舊動能轉(zhuǎn)換綜合試驗區(qū)建設總體方案》的落實及省委、省政府“北跨東延”戰(zhàn)略的實施，有力推動了齊河與先行區(qū)一體發(fā)展，德州市齊河縣納入先行區(qū)建設總體布局，推動黃河北展區(qū)融為一體，統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一開發(fā)，統(tǒng)籌推進黃河沿岸生態(tài)保護與景觀塑造，打造黃河下游生態(tài)經(jīng)濟發(fā)展高地。省政府將推動濟南新材料產(chǎn)業(yè)園與齊河經(jīng)濟開發(fā)區(qū)、齊魯高新區(qū)融合對接，打造全國重要的新材料產(chǎn)業(yè)和高新技術(shù)創(chuàng)新轉(zhuǎn)化高地；推動黃河沿岸旅游資源優(yōu)化組合，打造國家級旅游度假區(qū)；加強物流資源整合，打造區(qū)域性物流發(fā)展基地。

越來越多的高新技術(shù)企業(yè)將會落戶齊河產(chǎn)業(yè)園區(qū)，齊河至濟南的專線電路將會迎來爆炸式發(fā)展。如何降低專線電路時延，提升用戶感知；降低專線成本，增加市場競爭力是中國聯(lián)通德州分公司急需解決的難題。

2 現(xiàn)狀調(diào)查

2.1 業(yè)務路徑

根據(jù)德州各區(qū)縣所處地理位置，德州聯(lián)通本地網(wǎng)構(gòu)建了東5 縣（慶云、樂陵、陵城、臨邑和寧津）和南5縣（武城、夏津、禹城、齊河和平原）的市縣光纜網(wǎng)絡及傳輸系統(tǒng)，傳輸網(wǎng)絡及節(jié)點位置GIS如圖1所示。

圖1 傳輸網(wǎng)絡及節(jié)點位置GIS圖

目前現(xiàn)網(wǎng)小顆?？缬蛞蕴W(wǎng)專線電路均通過SDH 網(wǎng)絡承載?，F(xiàn)網(wǎng)齊河至濟南的專線電路的主要路徑為客戶分支交換機→光收發(fā)→MSAP→齊河縣鄉(xiāng)SDH→德州市縣SDH（OVER 德州市縣OTN）→德州核心SDH→省干ASON（OVER 省干OTN）→濟南本地核心層ASON→匯聚層SDH→客戶總部交換機，整體的網(wǎng)絡路徑如圖2所示。

2.2 業(yè)務成本

根據(jù)齊河—濟南的專線電路路徑網(wǎng)絡圖，2018 年3 月對齊河至濟南的專線電路成本進行了分析，以100M EOS 專線電路為例，經(jīng)測算成本為49 131.3 元。各成本組成如表1所示。

2.3 業(yè)務時延

對齊河至濟南的專線電路時延進行了分析并測試驗證，其電路時延為2 785 μs，其中光纜傳輸時延占整個時延的50.27%，SDH 設備傳輸時延占整個時延的43.45%，具體如表2所示。

圖2 專線電路路徑網(wǎng)絡圖（改造前）

表1 齊河至濟南100M EOS專線電路成本（改造前）

表2 齊河至濟南專線時延（改造前）

3 網(wǎng)絡分析

3.1 承載成本、時延分析

如表3 和表4 所示，影響業(yè)務承載成本的原因主要有以下幾種：

a）在相同的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)下，傳統(tǒng)的10G SDH+OTN單Gb業(yè)務承載成本遠高于PeOTN技術(shù)。

b）在相同的承載技術(shù)模式下，環(huán)路節(jié)點數(shù)增加導致承載成本上升。

c）網(wǎng)絡層級過多也明顯增加專線承載成本。

d）設備的背靠背轉(zhuǎn)接需要配置相應的線路側(cè)/客戶側(cè)互聯(lián)端口，這也會增加成本。

后3個因素同時也會導致時延增加。

表3 不同技術(shù)專線電路成本對比（單位：元）

表4 設備背靠背對成本及時延影響分析表

光網(wǎng)絡的低時延優(yōu)勢源于其對業(yè)務信號處理層次極低。光網(wǎng)絡工作在L0和L1層，根據(jù)表5給出的不同層次網(wǎng)元引入的時延量級，光纖傳輸時延是光網(wǎng)絡電路時延的決定性因素，其次是L1 電層的處理（FEC編解碼、成幀/解幀、業(yè)務封裝等），而L0 光學器件處理時延基本上可以忽略。

表5 OSI七層模型時延分析

由表5 可知，除上述影響成本和時延的后3 個因素外，導致電路時延過高的因素還有：

a）電路的路徑迂回，導致光纜傳輸距離增加。

b）SDH 電路配置轉(zhuǎn)發(fā)過程中，過多進入低階交叉盤。

3.2 確定要因

通過將德州本地網(wǎng)與省內(nèi)其他地（市）的網(wǎng)絡架構(gòu)比較，并結(jié)合德州的地理位置等因素綜合對比分析，歸納出導致專線業(yè)務承載成本過高，時延過大的6個末端原因，具體如表6所示。

表6 要因分析表

3.2.1 末端原因1：承載網(wǎng)絡技術(shù)落后

通過對SDH+OTN 與PeOTN 在承載VC 業(yè)務的效率及成本對比分析可知，PeOTN 設備上的STM-N 板卡比SDH設備上便宜，并且節(jié)省了SDH和OTN背靠背的客戶側(cè)板卡，使得PeOTN 承載業(yè)務成本只有SDH+OTN 技術(shù)的25%。而通過表1 的成本分析發(fā)現(xiàn)90.9%的專線成本為SDH網(wǎng)絡資源占用成本。

專線電路成本各專業(yè)占比如圖3所示。

圖3 專線成本各專業(yè)占比

3.2.2 末端原因2：環(huán)路節(jié)點數(shù)過多

現(xiàn)網(wǎng)的SDH 為環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，每個環(huán)路上有4～7 個節(jié)點?，F(xiàn)網(wǎng)承載的業(yè)務均為匯聚型業(yè)務，只有上下級業(yè)務網(wǎng)元的豎向流量，環(huán)路上的節(jié)點共享整個環(huán)路的帶寬。以2 點環(huán)的成本為參考基準，每增加1 個節(jié)點，專線電路在環(huán)網(wǎng)上分攤的成本就會增加50%，環(huán)路上節(jié)點過多是承載成本過高的一個主要原因。承載專線業(yè)務的環(huán)路，每個2.5G SDH 環(huán)路增加1 個節(jié)點，專線電路成本增加4.23%；每個10G SDH 環(huán)路增加1 個節(jié)點，專線電路成本增加1.83%；每個100G OTN 環(huán)路增加1個節(jié)點，專線電路成本增加0.61%

3.2.3 末端原因3：網(wǎng)絡層級過多

目前德州SDH 網(wǎng)絡分為核心層、匯聚層、邊緣匯聚層和接入層4 層結(jié)構(gòu)，市縣匯聚層由于存在多個獨立的平臺，為方便業(yè)務調(diào)度，需要搭建一個核心層進行業(yè)務調(diào)度。整個核心層分攤成本占整條專線成本的4.9%，

3.2.4 末端原因4：設備的背靠背轉(zhuǎn)接

由于網(wǎng)絡層級、網(wǎng)絡安全及不同廠家設備互通等原因，省干ASON與本地網(wǎng)SDH、市縣匯聚層SDH和縣鄉(xiāng)邊緣匯聚層SDH 都存在背靠背轉(zhuǎn)接的情況。目前只有市縣匯聚層SDH 和縣鄉(xiāng)邊緣匯聚層SDH 之間的背靠背轉(zhuǎn)接可以進行優(yōu)化，背靠背轉(zhuǎn)接成本占整個專業(yè)的4.6%。

3.2.5 末端原因5：專線電路路徑迂回

根據(jù)德州本地網(wǎng)及省干網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)，齊河—德州的本地（市）縣匯聚層光纜路由為齊河—平原—德州，而德州—濟南的干線光纜路由為德州—平原—齊河—濟南。現(xiàn)網(wǎng)齊河的電路路由為齊河—平原—德州—平原—齊河—濟南，光纜傳輸距離增加了180 km，光纜傳輸時延增加了900 μs，占整條電路時延的33.8%。

3.2.6 末端原因6：配置VC12顆粒穿通交叉

查看德州本地SDH 網(wǎng)電路時隙圖，發(fā)現(xiàn)在進行通道規(guī)劃時，并未將整條VC4 通道劃分為某個網(wǎng)元獨享，而是環(huán)路上所有網(wǎng)元共享一條VC4 通道，經(jīng)測試，SDH 設備只進行VC4 顆粒的轉(zhuǎn)發(fā)穿通時，時延為25 μs，當進行VC12 顆粒業(yè)務的轉(zhuǎn)發(fā)穿通時，時延增加65 μs?，F(xiàn)網(wǎng)SDH 封裝及轉(zhuǎn)發(fā)時延為1 210 μs，占全部時延的43.45%。

通過上述分析可知，末端原因1、2、5 和6 為影響成本及時延的重要因素，末端原因2 和3 為非重要因素。

4 制定對策

4.1 確定方案

本文運用因素法提出了多個方案，方案優(yōu)選評分如表7所示。

表7 方案優(yōu)選評分

確定方案后，按照5W1H原則制定了對策，對網(wǎng)絡進行優(yōu)化，具體如表8所示。

表8 優(yōu)化措施表

4.2 網(wǎng)絡實施

德州聯(lián)通根據(jù)業(yè)務現(xiàn)狀及后期業(yè)務需求，結(jié)合傳輸網(wǎng)絡現(xiàn)狀，制定了多個實現(xiàn)“濟南—齊河”省本一體化方案，最終確定采用齊河縣局華為縣鄉(xiāng)波分OSN9600 子架與濟南四里村本地網(wǎng)PeOTN 核心OSN9600子架2點成環(huán)的方案。2018年8月1日，德州聯(lián)通邀請中國聯(lián)通山東省公司及濟南分公司負責該項目的相關(guān)人員來到齊河分公司，現(xiàn)場考察省本一體化對接方案及光纜路由，設計方案獲得省公司及地（市）分公司的一致認可，該項目通過立項審批，進入實施階段。2019 年2 月，完成相應設備安裝及網(wǎng)絡調(diào)測，進入試運行階段，正式打通了齊河至濟南通道，隨后加載業(yè)務進行相關(guān)性能測試，相關(guān)性能指標滿足合設計要求。改造后的網(wǎng)絡圖如圖4所示。

4.3 效果驗證

濟南—齊河省本一體化改造完成后，經(jīng)測算分析，齊河至濟南100M EOS 專線電路成本由49 131.3元降至16 811.3元，降低了65.8%（見表9）。

圖4 專線電路路徑網(wǎng)絡圖（改造后）

表9 齊河至濟南100M EOS專線電路成本（改造后）

濟南—齊河省本一體化改造完成后，通過加載業(yè)務電路進行測試驗證，齊河至濟南專線電路時延由2 785 μs降至940 μs（見表10）。

表10 齊河至濟南專線時延（改造后）

4.4 產(chǎn)品發(fā)布

山東聯(lián)通在2019 年5 月21 日攜手華為等業(yè)界廠商開始探索政企專線業(yè)務的升級，推出了智慧光網(wǎng)“SD-FAST”產(chǎn)品，其區(qū)別于傳統(tǒng)專線，擁有四大優(yōu)勢：F 代表“快速響應”，實現(xiàn)業(yè)務“天”級開通、“秒”級提速；A 代表“彈性帶寬”，2M～100G 的帶寬顆粒隨需而選；S代表“自助服務”，客戶可以通過APP 或Web 實現(xiàn)網(wǎng)絡自主監(jiān)控和服務自助升級；T 代表“時延可視”，時延縮短到ms 級，并且可視可選。其中沿黃河軸線的“濟南—齊河—德州”省本一體化智簡網(wǎng)絡也在其列。山東聯(lián)通的智慧光網(wǎng)將實現(xiàn)省內(nèi)專線10 ms 時延圈，濟南與青島之間3 ms時延圈，濟南、青島到周邊城市2 ms時延圈，如圖5所示。

圖5 山東聯(lián)通智慧光網(wǎng)時延圈

5 結(jié)束語

在山東新舊動能轉(zhuǎn)換綜合試驗區(qū)，山東聯(lián)通打破干線本地格局，通過搭建齊河—濟南的直達通道實現(xiàn)業(yè)務快速直通，端到端專線業(yè)務路由從11跳節(jié)點減少至6 跳節(jié)點，既降低了專線電路時延，提升了用戶感知，又降低了專線成本，增加了市場競爭力。符合未來網(wǎng)絡架構(gòu)的業(yè)務承載策略。