基于IPRAN 網(wǎng)絡(luò)改造和優(yōu)化以提升NPS 的做法及思考

滕維維 李 勝 馬桂軍

1.中國(guó)聯(lián)通徐州分公司；2.中國(guó)聯(lián)通江蘇分公司

0 引言

隨著國(guó)家政策的支持和市場(chǎng)的進(jìn)一步開放，具備寬帶網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)資格的企業(yè)越來越多。僅某市本地就擁有了電信、移動(dòng)、聯(lián)通、廣電四家寬帶運(yùn)營(yíng)商，另外還有方正、長(zhǎng)城等虛擬運(yùn)營(yíng)商。各家在價(jià)格、質(zhì)量、渠道等方面都各自具備自己的一定優(yōu)勢(shì)，隨著市場(chǎng)逐漸飽和，寬帶業(yè)務(wù)發(fā)展和用戶留存維系的空間愈發(fā)狹小。

1 概述

我們重點(diǎn)從某地用戶感知分析，通過用戶數(shù)據(jù)采集找到現(xiàn)網(wǎng)的瓶頸痛點(diǎn)：基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的傳輸和固網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的擁塞、不穩(wěn)定。結(jié)合GL900（移動(dòng)網(wǎng)GSM<E900 雙?；荆┙ㄔO(shè)以及5G（第五代移動(dòng)通信技術(shù)）預(yù)埋工作，進(jìn)行了基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)框架的優(yōu)化改造，最終提升用戶NPS（Net Promoter Score，用戶的凈推薦值），增加用戶黏性。

1.1 當(dāng)前聯(lián)通寬帶市場(chǎng)存在的問題

競(jìng)爭(zhēng)情況：2018 年某地聯(lián)通寬帶業(yè)務(wù)用戶數(shù)為17.1871 萬戶，市場(chǎng)占有率6.12%，流失用戶在4 萬戶左右。

接入能力情況：某地聯(lián)通接入能力在100M 以上的小區(qū)占比34.13%，其他運(yùn)營(yíng)商的寬帶接入能力100%達(dá)到100M 以上。

政策要求：全國(guó)政策性要求提速降費(fèi)，要求全國(guó)部分城市家庭部署100Mbps 網(wǎng)絡(luò)，并向200Mbps 升級(jí)。

移動(dòng)網(wǎng)建設(shè)：2018 年底建設(shè)200 個(gè)L900 站，2019 年6 月底建設(shè)1100 個(gè)L900 站，并對(duì)5G 預(yù)埋做準(zhǔn)備。

1.2 寬帶用戶NPS 分析

通過2018 年四個(gè)季度的NPS 網(wǎng)絡(luò)側(cè)的分析數(shù)據(jù)來看，提及率最高的為上網(wǎng)速度、上網(wǎng)速度穩(wěn)定性、上網(wǎng)連接穩(wěn)定性。用戶感知最低的也分別是上網(wǎng)速度、上網(wǎng)速度穩(wěn)定性、上網(wǎng)連接穩(wěn)定性這三個(gè)因素。用戶對(duì)于穩(wěn)定性的需求度和敏感度越來越高，這一部分也是聯(lián)通的短板。

2018年關(guān)于網(wǎng)絡(luò)問題的用戶回訪反饋情況包括：上網(wǎng)速度、上網(wǎng)速度穩(wěn)定性、上網(wǎng)連接穩(wěn)定性、網(wǎng)速達(dá)標(biāo)性、上網(wǎng)故障，如圖1 所示。

圖1 2018 年四個(gè)季度某地運(yùn)營(yíng)商N(yùn)PS 情況

分析用戶回訪情況后總結(jié)出，影響連接穩(wěn)定性、速度穩(wěn)定性、速度達(dá)標(biāo)性的因素分別為：家庭路由器原因占比47%，上聯(lián)帶寬問題占比19%，上聯(lián)中斷占比9%，光衰問題占比7%，接入類樓道類終端問題占比7%，網(wǎng)線問題占比4%，其他電力、自恢復(fù)等問題占比7%。

除去家庭路由器暫無法主動(dòng)解決的問題外，運(yùn)營(yíng)商首先要考慮的是改進(jìn)整體網(wǎng)絡(luò)中存在的不足，特別是針對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬、網(wǎng)絡(luò)路由安全這些會(huì)大面積影響用戶感知的瓶頸點(diǎn)進(jìn)行分析、探討和處理。

2 寬帶網(wǎng)絡(luò)中家庭用戶的基礎(chǔ)需求分析

2.1 網(wǎng)絡(luò)帶寬需求及流量模型測(cè)算

2019 年我國(guó)網(wǎng)民規(guī)模達(dá)8.29 億，普及率達(dá)59.6%，較2017 年底提升3.8 個(gè)百分點(diǎn)，全年新增網(wǎng)民5653 萬（互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)信息中心（CNNIC）發(fā)布的第43 次《中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展?fàn)顩r統(tǒng)計(jì)報(bào)告》）。在應(yīng)用程序方面，網(wǎng)絡(luò)視頻、網(wǎng)絡(luò)音樂和網(wǎng)絡(luò)游戲的用戶規(guī)模分別為6.12 億、5.76 億和4.84 億，使用率分別為73.9%、69.5%和58.4%。用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬的需求愈來愈高，這就對(duì)我們的帶寬、設(shè)備能力提出了更高的要求。

表1 用戶需求流量分析

表2 用戶應(yīng)用終端帶寬分析

寬帶用戶的帶寬使用時(shí)間較為集中（18：30-22：30），要求帶寬保證86Mbps 左右，應(yīng)用側(cè)的服務(wù)要求網(wǎng)絡(luò)延遲盡可能低。這就容易導(dǎo)致集中時(shí)間段內(nèi)網(wǎng)絡(luò)壓力較大。

中國(guó)聯(lián)通某地分公司家庭用戶帶寬的流量測(cè)算：

家庭寬帶業(yè)務(wù)流量=家庭寬帶用戶數(shù)×峰值在線用戶比例×每在線用戶平均流量模型（Kbps）。

其中模型參數(shù)的取定如表3 所示。

表3 家庭寬帶業(yè)務(wù)流量計(jì)算模型表

去除IPTV 進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，實(shí)時(shí)平均每個(gè)家庭使用流量在1.3Mbps 左右；加上IPTV，實(shí)時(shí)平均每個(gè)家庭使用流量在1.5Mbps 左右。即千兆通道最高可以支撐約556 戶正常上網(wǎng)使用。

圖2 帶寬對(duì)應(yīng)的用戶數(shù)量分析

2.2 中國(guó)聯(lián)通某地分公司網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及組網(wǎng)對(duì)于帶寬和穩(wěn)定的滿足情況

（1）接入設(shè)備對(duì)帶寬和穩(wěn)定的滿足情況

中國(guó)聯(lián)通某地分公司接入寬帶網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)為當(dāng)前主流的PON（無源光網(wǎng)絡(luò)）方式組網(wǎng)，共計(jì)383 套接入PON 設(shè)備。PON 設(shè)備下行數(shù)據(jù)流采用廣播技術(shù)，上行數(shù)據(jù)流采用TDMA技術(shù)，以解決多用戶每個(gè)方向信號(hào)的復(fù)用問題。傳統(tǒng)PON 技術(shù)采用WDM 技術(shù)，在光纖上實(shí)現(xiàn)單纖雙向傳輸，解決2 個(gè)方向信號(hào)的復(fù)用傳輸。PON 一般由光線路終端（OLT）、分光器（ODU）、用戶終端（ONU）三個(gè)部分構(gòu)成。目前在某地聯(lián)通現(xiàn)網(wǎng)中應(yīng)用 EPON 和GPON 兩種主流技術(shù)（EPON占比12%，GPON 占比88%），EPON 上下行帶寬均為1.25 Gbit/s，GPON 下行帶寬為2.5 Gbit/s，上行帶寬為1.25 Gbit/s. 雙方的終端設(shè)備皆可支持100M 及以上的帶寬?，F(xiàn)網(wǎng)中FTTH 采用1:32 分光、FTTB 采用1:16 的分光。經(jīng)過測(cè)算平均1.5Mbps×32=70Mbps，最大86Mbps×32=2700Mbps，所以無論GPON 還是EPON 設(shè)備及其終端，都能基本支持滿足用戶的應(yīng)用需求。

（2）設(shè)備布局對(duì)帶寬、穩(wěn)定的滿足情況

寬帶接入網(wǎng)的建設(shè)思路基本以市場(chǎng)需求為主導(dǎo)，近年來隨著市區(qū)主要區(qū)域發(fā)展飽和，我們主要對(duì)縣區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)等分散區(qū)域進(jìn)行部署建設(shè)。設(shè)備部署較為偏遠(yuǎn)，光纜、匯聚等資源缺少（每個(gè)縣區(qū)1 套認(rèn)證匯聚設(shè)備），很難滿足大帶寬、高穩(wěn)定性的需求。

（3）上聯(lián)通道對(duì)帶寬和穩(wěn)定的滿足情況

中國(guó)聯(lián)通某地分公司PON 設(shè)備采用IPRAN 和裸纖這兩種承載方式，皆上聯(lián)至匯聚交換機(jī)或者直連BAS。

圖3 中國(guó)聯(lián)通某地運(yùn)營(yíng)商PON 設(shè)備承載方式

其中有197 套通過IPRAN 承載，占比51.43%。有186 套通過裸纖承載，占比48.57%。

IPRAN 承載的優(yōu)勢(shì)和問題：

一是承載的業(yè)務(wù)種類多。中國(guó)聯(lián)通某地分公司的IPRAN設(shè)備多承載著移動(dòng)網(wǎng)、固網(wǎng)、大客戶等業(yè)務(wù)的接入和匯聚，業(yè)務(wù)種類多，維護(hù)較困難。

圖4 中國(guó)聯(lián)通某地運(yùn)營(yíng)商IPRAN 承載的業(yè)務(wù)情況

二是環(huán)大、通道小，業(yè)務(wù)流量尤其是固網(wǎng)流量大，環(huán)擁塞多。中國(guó)聯(lián)通某地分公司現(xiàn)網(wǎng)有中興和烽火這兩種環(huán)組網(wǎng)，兩種環(huán)網(wǎng)多為大環(huán)，每個(gè)環(huán)都有10 幾套設(shè)備，且每個(gè)環(huán)都為GE 環(huán)。這種環(huán)擴(kuò)容較為困難，裂環(huán)是最好的辦法。

分析IPRAN 的流量占比，固網(wǎng)的流量占比達(dá)70%，通過全省的IPRAN 承載分析可以看出，IPRAN 承載的固網(wǎng)業(yè)務(wù)越多，擁塞的程度越嚴(yán)重。這不僅影響了固網(wǎng)的質(zhì)量，同時(shí)對(duì)移動(dòng)網(wǎng)和大客戶也會(huì)造成影響。

圖5 固網(wǎng)PON 設(shè)備上聯(lián)帶寬情況

由于IPRAN 的擁塞，IPRAN 對(duì)固網(wǎng)提供的帶寬就基本限制在千兆及以下。

由上可知，中國(guó)聯(lián)通某地分公司的IPRAN 組網(wǎng)存在環(huán)大、承載業(yè)務(wù)多的問題，這將有可能無法充分滿足用戶的帶寬需求，也會(huì)因?yàn)閾砣斐捎脩艟W(wǎng)速不穩(wěn)定的現(xiàn)象，且短期的擴(kuò)容已經(jīng)無法滿足需求。當(dāng)然，IPRAN 網(wǎng)絡(luò)具備安全性，這有益于連接穩(wěn)定性和減少因斷纜造成的大面積故障。

裸纖承載的優(yōu)勢(shì)和問題：裸纖承載對(duì)于擴(kuò)容來說較為方便，從光纜的傳輸帶寬來說我們可以平滑地由GE 升級(jí)到萬兆帶寬。但是裸纖從路由安全性來看就差太多，一旦中斷將會(huì)造成大面積群訴，極其影響用戶感知。

2.3 網(wǎng)絡(luò)部署需求

通過對(duì)當(dāng)前的用戶需求、流量模型、承載方式的分析可知，對(duì)于當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)部署需要進(jìn)行改造，以解決網(wǎng)速、穩(wěn)定性等方面的需求。一是固移網(wǎng)絡(luò)分離；二是固網(wǎng)上聯(lián)帶寬需在GE以上，且可擴(kuò)容性好；三是固網(wǎng)上聯(lián)需有保護(hù)路由；四是為5G 預(yù)埋。

圖6 網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)前后變化

3 方法論

3.1 方案選擇

綜合考慮兩種網(wǎng)絡(luò)改造方案：裸纖直驅(qū)和擴(kuò)容IPRAN 進(jìn)行對(duì)比。

表4 兩種方案對(duì)比表

通過對(duì)比，無論是從投資還是從效果來看，裸纖直驅(qū)的方案都更為合適。

3.2 裸纖直驅(qū)的方案探討

通過分析傳輸網(wǎng)、固網(wǎng)設(shè)備的布局情況，結(jié)合線路資源的部署情況，得出：

（1）傳輸環(huán)：根據(jù)綜合業(yè)務(wù)區(qū)規(guī)劃，拆分現(xiàn)有匯聚及接入環(huán)網(wǎng)，匯聚環(huán)調(diào)整為口子型雙上聯(lián)，接入環(huán)拆分為6 個(gè)以下節(jié)點(diǎn)，提高網(wǎng)絡(luò)容量。

（2）固網(wǎng)寬帶網(wǎng)：對(duì)固網(wǎng)設(shè)備采用市區(qū)、縣城等集中區(qū)域直連BAS 方案，鄉(xiāng)鎮(zhèn)偏遠(yuǎn)區(qū)域增加匯聚點(diǎn)裸纖直驅(qū)的方案。同時(shí)原傳輸路由保留作為保護(hù)路由，一旦主用路由中斷則自動(dòng)切換至保護(hù)路由。

通過對(duì)比，無論是從投資還是從效果來看，裸纖直驅(qū)的方案都更為合適。

3.2 裸纖直驅(qū)的方案探討

通過分析傳輸網(wǎng)、固網(wǎng)設(shè)備的布局情況，結(jié)合線路資源的部署情況，得出：

（1）傳輸環(huán)：根據(jù)綜合業(yè)務(wù)區(qū)規(guī)劃，拆分現(xiàn)有匯聚及接入環(huán)網(wǎng)，匯聚環(huán)調(diào)整為口子型雙上聯(lián)，接入環(huán)拆分為6 個(gè)以下節(jié)點(diǎn)，提高網(wǎng)絡(luò)容量。

（2）固網(wǎng)寬帶網(wǎng)：對(duì)固網(wǎng)設(shè)備采用市區(qū)、縣城等集中區(qū)域直連BAS 方案，鄉(xiāng)鎮(zhèn)偏遠(yuǎn)區(qū)域增加匯聚點(diǎn)裸纖直驅(qū)的方案。同時(shí)原傳輸路由保留作為保護(hù)路由，一旦主用路由中斷則自動(dòng)切換至保護(hù)路由。

圖7 分場(chǎng)景改造方案

市區(qū)等集中區(qū)域，采用雙路由裸纖通過鏈路聚合的方式直達(dá)BAS，既可以增加用戶帶寬又可以加強(qiáng)上聯(lián)的保護(hù)，還可以減少中間故障節(jié)點(diǎn)，降低用戶時(shí)延。

鄉(xiāng)鎮(zhèn)等分散區(qū)域由于距離BAS 較遠(yuǎn)，不宜采取裸纖直達(dá)BAS 這種扁平化的方式，所以部署時(shí)在數(shù)個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)聚集點(diǎn)增加匯聚設(shè)備，匯聚設(shè)備通過雙路由裸纖至BAS，其余區(qū)域通過就近跳纖或者補(bǔ)纜跳纖至匯聚點(diǎn)，以實(shí)現(xiàn)帶寬的擴(kuò)容。同時(shí)為了保障路由的安全性，在無法實(shí)現(xiàn)雙路由裸纖的情況下，采用原傳輸?shù)穆酚勺笥覀溆寐酚?。通過數(shù)據(jù)策略（中興以太網(wǎng)端口的UAPS，Uplink Auto Protection Switching，即上行自動(dòng)保護(hù)倒換）功能。系統(tǒng)定時(shí)檢測(cè)上行端口工作狀態(tài)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)工作端口斷鏈，或者鏈路質(zhì)量下降到不可用的程度時(shí)，及時(shí)地自動(dòng)將業(yè)務(wù)切換到備用端口上，保持業(yè)務(wù)不中斷。華為采用以太網(wǎng)端口保護(hù)組的方案，是指兩個(gè)以太網(wǎng)端口捆綁在一起，其中一個(gè)端口承載業(yè)務(wù)（即工作端口），另一個(gè)端口處于備份狀態(tài)且不承載業(yè)務(wù)（即保護(hù)端口），在工作端口故障時(shí)，業(yè)務(wù)可以從工作端口倒換到保護(hù)端口繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)，從而提升鏈路的可靠性，實(shí)現(xiàn)主備路由的自動(dòng)切換，一旦主用裸纖端口中斷，自動(dòng)切換至保護(hù)傳輸。主用光纜修復(fù)后即自動(dòng)切回。

4 落地實(shí)施

結(jié)合移動(dòng)網(wǎng)GL900 建設(shè)，根據(jù)實(shí)際測(cè)算，共計(jì)補(bǔ)纜1700KM，增加傳輸核心設(shè)備2 套、匯聚設(shè)備12 個(gè)、裂環(huán)48 個(gè)，增加固網(wǎng)匯聚設(shè)備23 套、Bas 板卡16 塊。

整套策略以傳輸和數(shù)據(jù)專業(yè)為主導(dǎo)，逐個(gè)區(qū)域制定設(shè)備增加方案、設(shè)備改造方案，改造路由，改造端口。

圖8 改造后的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/p>

經(jīng)過一段時(shí)間的改造建設(shè)和優(yōu)化實(shí)施工作，某地NPS 的網(wǎng)絡(luò)側(cè)感知已在2019 年提升至第二，同比遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過友商。

圖9 改造后NPS 提升效果

5 結(jié)束語

隨著互聯(lián)網(wǎng)的日益普及和應(yīng)用程序的日益增多，人們對(duì)網(wǎng)絡(luò)的依賴性和需求性也日漸增長(zhǎng)。這將對(duì)我們現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)承載提出更高的要求。

運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)尤其是中國(guó)聯(lián)通某地分公司的網(wǎng)絡(luò)，承載基礎(chǔ)基本是基于IPRAN 的混合組網(wǎng)方式，這種組網(wǎng)方式從網(wǎng)絡(luò)帶寬、可擴(kuò)容性、可管理性方面與日漸增長(zhǎng)的低時(shí)延、高帶寬、強(qiáng)穩(wěn)定性需求相沖突。在短期內(nèi)不增加大規(guī)模投資的情況下，解決此類問題的一個(gè)相對(duì)優(yōu)質(zhì)的方案就是固移兩網(wǎng)分離，固網(wǎng)光纖直驅(qū)。事實(shí)也證明，通過此類方案的部署，釋放了傳輸?shù)某休d壓力，提升了固網(wǎng)帶寬，穩(wěn)定了網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)也增補(bǔ)了光纜基礎(chǔ)資源，為以后的業(yè)務(wù)發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)建設(shè)奠定了基礎(chǔ)。