智能專線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)模式和選擇策略研究

劉曉村 胡欣 周強(qiáng)

摘 ?要：文章以政企專線業(yè)務(wù)承載網(wǎng)絡(luò)建設(shè)模式作為主要研究對象，著重于傳統(tǒng)運(yùn)營商自身多類承載網(wǎng)絡(luò)的選擇策略研究。通過分析湖北聯(lián)通專線承載網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)優(yōu)勢，并結(jié)合現(xiàn)網(wǎng)實(shí)際客戶應(yīng)用所取得的效果，根據(jù)客戶不同需求靈活利用各類網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢，選擇對運(yùn)營商而言成本最優(yōu)、效益最大的基礎(chǔ)承載網(wǎng)絡(luò)來與之匹配。一方面解決由于MSTP網(wǎng)絡(luò)退網(wǎng)面臨的尋求替代網(wǎng)絡(luò)的問題，另一方面既保證專線客戶的訴求又保障承載網(wǎng)絡(luò)的可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：組網(wǎng)特點(diǎn);選擇策略;IPRAN;Pe-OTN;SDN

中圖分類號：TN919.3 ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2096-4706（2020）13-0041-04

Abstract：This paper takes the construction mode of government enterprise special line service carrying network as the main research object，and focuses on the selection strategy of multi class bearer network of traditional operators. Through a thorough analysis of the characteristics and advantages of Hubei Unicoms special line carrying network，combined with the actual customer application results of the existing network，according to the different needs of customers，flexible use of various network advantages，select the carrier network with the best cost and maximum benefit for operators to match with it. On the one hand，it solves the problem of seeking alternative network for MSTP network withdrawal，on the other hand，it not only ensures the demand of special line customers，but also ensures the sustainable development of bearer network.

Keywords：networking characteristics;selection strategy;IPRAN;Pe-OTN;SDN

0 ?引 ?言

隨著移動寬帶、家庭寬帶市場增長預(yù)期的穩(wěn)定，本公司作為傳統(tǒng)運(yùn)營商，逐步把主要的發(fā)展精力及方向轉(zhuǎn)向云服務(wù)等企業(yè)相關(guān)的業(yè)務(wù)增長上，和互聯(lián)網(wǎng)云業(yè)務(wù)提供商進(jìn)行合作與競爭。豐富的網(wǎng)絡(luò)專線管道資源是傳統(tǒng)運(yùn)營商在該領(lǐng)域的優(yōu)勢所在，如何最優(yōu)選擇網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行業(yè)務(wù)匹配也是傳統(tǒng)運(yùn)營商效益最優(yōu)化的具體體現(xiàn)。為了更充分地挖掘運(yùn)營商自身網(wǎng)絡(luò)的價(jià)值，區(qū)分其與互聯(lián)網(wǎng)云業(yè)務(wù)提供商的專線品質(zhì)，專線市場產(chǎn)品未來可以從帶寬、鏈路可用率、丟包率、安全、時延及抖動、快速開通時間和客戶的網(wǎng)絡(luò)自管理能力等重要的產(chǎn)品屬性進(jìn)行等級區(qū)分，按需為不同品質(zhì)要求的專線提供不同的網(wǎng)絡(luò)資源和技術(shù)解決方案。

1 ?組網(wǎng)方案

1.1 ?IPRAN方式

IPRAN是針對IP化基站回傳應(yīng)用場景進(jìn)行優(yōu)化定制的路由器整體解決方案，設(shè)備形態(tài)一般為支持IP/MPLS的路由器設(shè)備。其主要特征為IP/MPLS/以太轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議、TE FRR（匯聚/核心層）、以太環(huán)/鏈路保護(hù)技術(shù)（接入層）、電路仿真、MPLS OAM、同步等。

采用IPRAN技術(shù)接入大客戶專線業(yè)務(wù)，建設(shè)范圍主要涉及接入層，匯聚層和核心層一般可利舊現(xiàn)網(wǎng)資源或按需擴(kuò)容。

IPRAN以承載大顆粒以太專線業(yè)務(wù)為主，兼顧E1/STM-1等低速專線業(yè)務(wù)，具備如下網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)：（1）大帶寬：支持FE/GE/10 GE等高速以太網(wǎng)端口技術(shù)，能夠快速滿足日益增長的專線業(yè)務(wù)提速需求;（2）高性價(jià)比：管道帶寬支持統(tǒng)計(jì)復(fù)用，網(wǎng)絡(luò)資源得到充分利用，整體經(jīng)濟(jì)性較好;（3）廣覆蓋：分組覆蓋率超過90%，可以作為傳統(tǒng)SDH/MSTP專線網(wǎng)絡(luò)的有效補(bǔ)充，緩解SDH/MSTP網(wǎng)絡(luò)資源緊張的壓力。解決最后一公里覆蓋不足的問題，保障政企客戶快速獲取接入資源。

1.2 ?Pe-OTN方式

由于傳統(tǒng)OTN網(wǎng)絡(luò)存在著網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)不夠靈活、開放等問題，無法對全局網(wǎng)絡(luò)資源實(shí)現(xiàn)高效的配置和管理，單一的業(yè)務(wù)匯聚和承載功能已經(jīng)無法滿足業(yè)務(wù)流量的快速增長、業(yè)務(wù)精細(xì)化調(diào)度和大帶寬業(yè)務(wù)承載及保護(hù)等方面的需求。因此需要迫切地引入新技術(shù)來緩解上述問題。Pe-OTN是在OTN基礎(chǔ)上發(fā)展的新技術(shù)，它具備分組處理、多業(yè)務(wù)交叉和統(tǒng)一調(diào)度的功能，可以在很大程度上緩解OTN網(wǎng)絡(luò)在承載和運(yùn)維方面的壓力。以全程全網(wǎng)的視野，實(shí)現(xiàn)專線的端到端承載，打造大帶寬、低時延、高安全、靈活彈性的智簡專線網(wǎng)絡(luò)，其組網(wǎng)特點(diǎn)是：（1）大帶寬網(wǎng)絡(luò)，保障現(xiàn)網(wǎng)海量專線的提速，為2 M專線到100 GE專線承載做好鋪墊;（2）從企業(yè)到企業(yè)一跳直

達(dá)，提供最低時延的解決方案，提升專線在金融等低時延場景領(lǐng)域的競爭力;（3）通過SDN控制器實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)快速下發(fā)和調(diào)整，實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)運(yùn)行智能診斷、資源高效管理，真正實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化、網(wǎng)絡(luò)調(diào)度全程智能化。

Pe-OTN可以100%兼容SDH/MSTP業(yè)務(wù)，同時具備大帶寬、安全和靈活的特點(diǎn)。

1.3 ?SDN化方案

SDN主要以邏輯控制與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)分離為出發(fā)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)的集中化控制和全局資源優(yōu)化管理等。

SDN的核心價(jià)值在于能夠比傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)更快捷、更可靠、更省力。

1.3.1 ?SD-IPRAN

SD-IPRAN是基于SDN化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，推出的高質(zhì)量、高可靠性、高安全性的IPRAN專線解決方案，可為客戶提供點(diǎn)到點(diǎn)、點(diǎn)到多點(diǎn)的新型以太網(wǎng)專線，具有快速開通、自助帶寬調(diào)整、線路質(zhì)量在線測量和快速故障響應(yīng)特點(diǎn)。

IPRAN網(wǎng)絡(luò)的核心匯聚和接入層均實(shí)現(xiàn)了SDN化之后，業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)路徑的計(jì)算不再需要由設(shè)備之間協(xié)商完成，而是通過SDN控制器根據(jù)全網(wǎng)拓?fù)湫畔⒔y(tǒng)一計(jì)算和分配，能夠規(guī)避很多由于節(jié)點(diǎn)信息獲取不全面而導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)路由粗糙問題，具備如下網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)：（1）自動：通過SDN管控融合系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)端到端網(wǎng)絡(luò)跨域協(xié)同，網(wǎng)絡(luò)配置和控制自動下發(fā);（2）可視：網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量實(shí)時采集、上報(bào)、可視化呈現(xiàn);業(yè)務(wù)質(zhì)量實(shí)時檢測，故障及時發(fā)現(xiàn)，主動運(yùn)維;網(wǎng)絡(luò)流量分布實(shí)時呈現(xiàn)，支撐業(yè)務(wù)開通評估;（3）開放：開放北向接口，各類政企可按需加載、隨需應(yīng)用。用戶級portal業(yè)務(wù)自助發(fā)放，BOD帶寬隨需調(diào)整;（4）敏捷：支持即插即用、即換即通功能，實(shí)現(xiàn)CPE設(shè)備自動上線、業(yè)務(wù)遠(yuǎn)程下發(fā)。

1.3.2 ?SD-OTN

Pe-OTN在原網(wǎng)管的基礎(chǔ)上升級至SDN控制器，控制器在保留網(wǎng)管功能的同時，增加了對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的控制功能，以自動化為基礎(chǔ)，打造智能分析能力，最終實(shí)現(xiàn)傳送網(wǎng)絡(luò)自治，具備如下功能特點(diǎn)。

1.3.2.1 ?業(yè)務(wù)自動化

全場景L1/L2專線自動跨層發(fā)放;基于時延在線檢測算路、可視和預(yù)警;基于G.HAO技術(shù)的帶寬無損調(diào)整;光電協(xié)同發(fā)放，光層自動調(diào)測;CPE上線，專線自動開通;資源實(shí)時監(jiān)控和預(yù)測，提前給出優(yōu)化建議，資源“0”等待。

1.3.2.2 ?智能運(yùn)維，網(wǎng)絡(luò)可保障

光線路質(zhì)量監(jiān)控和分析，實(shí)現(xiàn)40%劣化類問題提前發(fā)現(xiàn);基于ASON的業(yè)務(wù)自愈;光器件質(zhì)量監(jiān)控和分析，實(shí)現(xiàn)主要劣化類問題提前發(fā)現(xiàn);客戶典型專線故障處理自動化，減少大量界面跳轉(zhuǎn)和人工操作;基于分析預(yù)測提供光參優(yōu)化和路由優(yōu)化建議;故障/隱患資源自動隔離，專線保障“0”值守;基于分析預(yù)測的主動優(yōu)化，業(yè)務(wù)“0”中斷。

1.3.2.3 ?網(wǎng)絡(luò)開放性

RESTCONF/YANG業(yè)務(wù)API;RESTCONF/YANG支持業(yè)務(wù)開通、存量、告警;業(yè)務(wù)開通流程深度集成，機(jī)機(jī)接口打通。

2 ?選擇策略研究

目前國內(nèi)主要運(yùn)營商本地網(wǎng)仍以SDH/MSTP為主，新增專線業(yè)務(wù)正逐步向IPRAN網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遷移，部分精品專線業(yè)務(wù)已經(jīng)在Pe-OTN網(wǎng)絡(luò)中承載，網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)啟動向SDN化方向的演進(jìn)。

2.1 ?IPRAN方式

不同類型的企業(yè)對網(wǎng)絡(luò)的要求不盡相同。微型企業(yè)是網(wǎng)絡(luò)流量的最主要消費(fèi)者，占據(jù)75%以上的帶寬資源，要求隨時隨地快速接入。中小企業(yè)占據(jù)大概20%的帶寬資源，這些企業(yè)會組建不同部門間的互聯(lián)VPN，其代表有連鎖超市、物流公司等，這類客戶對網(wǎng)絡(luò)的可靠性、私密性要求更高。金融、政府部門、大型企業(yè)對網(wǎng)絡(luò)的要求最嚴(yán)格，這些部門一般有自己的局域網(wǎng)，采用高品質(zhì)專線對局域網(wǎng)進(jìn)行互聯(lián)。

傳統(tǒng)SDH/MSTP專線網(wǎng)絡(luò)由于產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展限制，單位承載成本高，設(shè)備能耗和維護(hù)成本居高不下，無法適應(yīng)ALL-IP時代企業(yè)專線業(yè)務(wù)大帶寬、多業(yè)務(wù)、IP化和靈活覆蓋的發(fā)展需求。IPRAN分組專線解決方案基于IP/MPLS架構(gòu)，構(gòu)筑高帶寬、高可靠性、易維護(hù)的高速專線承載網(wǎng)，致力于解決集團(tuán)客戶業(yè)務(wù)快速發(fā)展與傳統(tǒng)TDM專線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)瓶頸之間矛盾的難題。

IPRAN組網(wǎng)結(jié)構(gòu)與SDH/MSTP類似，為環(huán)形組網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更加扁平化，覆蓋范圍也基本相同。在當(dāng)前SDH/MSTP網(wǎng)絡(luò)資源日趨緊張的情況下，IPRAN是專線承載網(wǎng)絡(luò)的有效補(bǔ)充，同時也可以滿足專線用戶大帶寬提速需求。

IPRAN網(wǎng)管系統(tǒng)一般有2種部署模式，即采用第三方綜合網(wǎng)管或者設(shè)備廠商原廠網(wǎng)管部署方案。綜合網(wǎng)管可以同時對接異廠家網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，完成端到端業(yè)務(wù)自動配置打通。

2.2 ?Pe-OTN方式

近幾年運(yùn)營商創(chuàng)新業(yè)務(wù)正逐步成為收入增長的主要驅(qū)動力，其中高端專線成為運(yùn)營商收入增長新引擎，但需求被壓抑，家庭寬帶與互聯(lián)網(wǎng)專線帶寬均提升非常快，互聯(lián)網(wǎng)流量激增;而高價(jià)值的組網(wǎng)類專線帶寬提速慢，現(xiàn)網(wǎng)還有大量的2 M專線業(yè)務(wù)。

高價(jià)值客戶對專線的品質(zhì)有著非常高的要求，例如高可用率、高安全、低時延、快速開通等。政府客戶最關(guān)注網(wǎng)絡(luò)安全指標(biāo);金融客戶最關(guān)注網(wǎng)絡(luò)低時延和高安全指標(biāo);大企業(yè)最關(guān)注彈性大帶寬指標(biāo);中小企業(yè)對價(jià)格敏感，專線品質(zhì)要求不高。對于開通時間，所有客戶都希望越快越好。各類客戶對專線品質(zhì)的具體需求如表1所示。

一方面是黨政軍政務(wù)用戶和金融行業(yè)用戶等對高品質(zhì)管道專線的需求日益迫切，另一方面是傳統(tǒng)的SDH/MSTP資源緊張，IPRAN網(wǎng)絡(luò)屬于軟隔離方案，無法完全滿足用戶的需求。而Pe-OTN在完全兼容SDH/MSTP業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)上，兼具大帶寬、安全和靈活的特點(diǎn)，網(wǎng)管也支持向SDN控制器升級演進(jìn)，滿足了高品質(zhì)專線的各項(xiàng)要求：（1）高可用率：可用率不低于99.99%，0誤碼，24小時可用;（2）業(yè)務(wù)敏捷：線上業(yè)務(wù)預(yù)定發(fā)放，分鐘級業(yè)務(wù)開通;（3）低時延、低抖動：時延逼近物理極限，時延與負(fù)載無關(guān);（4）在線自管理：關(guān)鍵指標(biāo)客戶可視，關(guān)鍵指標(biāo)無損修改;（5）可保證帶寬：帶寬端到端硬隔離，L1按需加密。

分組增強(qiáng)型OTN技術(shù)是糅合SDH、OTN以及分組一體化的技術(shù)，是打造極致體驗(yàn)品質(zhì)專線的最佳承載方案。

2.3 ?能力對比分析

相比MSTP，Pe-OTN和IPRAN的帶寬更大，并帶有統(tǒng)計(jì)復(fù)用的功能;相比IPRAN，Pe-OTN和SDH/MSTP在時延、可靠性、安全性方面具備優(yōu)勢;相比Pe-OTN，IPRAN的成本優(yōu)勢更加明顯。具體的承載網(wǎng)絡(luò)能力參數(shù)對比如表2所示。

綜上所述，對專線業(yè)務(wù)多種承載方案的特性和能力進(jìn)行了比對分析，提出了以下幾點(diǎn)建議：（1）SDH/MSTP：面向中低速高價(jià)值專線（2 M～622 M），如：高價(jià)值金融、黨政軍等政企專線SDH/MSTP技術(shù)成熟，可靠性高，是當(dāng)前高端客戶的首選。面向未來的發(fā)展主要面臨帶寬資源不足、無法向大帶寬演進(jìn)的問題;（2）IPRAN：主要聚焦安全性不敏感、帶寬共享型的大顆粒以太網(wǎng)專線承載，帶寬要求靈活、彈性、時延不敏感的場景，如：中小企業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)公司、部分政企的非實(shí)時類業(yè)務(wù)等;（3）Pe-OTN：聚焦大顆粒高品質(zhì)專線承載，具備大帶寬、高可靠性，基于ODUk專線承載技術(shù)，適用于大帶寬透傳專線，采用EoO或ODUk透傳技術(shù)。如：黨政軍、金融、大型企業(yè)等政企、IDC等;（4）SDN化：在Pe-OTN和IPRAN的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上部署SDN管控平臺，使得承載網(wǎng)絡(luò)具備異廠家端到端業(yè)務(wù)發(fā)放能力，實(shí)現(xiàn)帶寬隨選、智能運(yùn)維、客戶自助服務(wù)等敏捷智慧功能，提高網(wǎng)絡(luò)智能化水平，縮短客戶響應(yīng)時間，增加客戶良好感知程度，進(jìn)而提升企業(yè)品牌價(jià)值。

3 ?現(xiàn)網(wǎng)應(yīng)用效果

隨著政企業(yè)務(wù)應(yīng)用多元化、服務(wù)差異化、需求個性化等快速發(fā)展，為提升政企業(yè)務(wù)發(fā)展競爭力，保障用戶的良好體驗(yàn)，結(jié)合MSTP網(wǎng)的逐步退網(wǎng)，我們積極進(jìn)行了政企業(yè)務(wù)智能化創(chuàng)新應(yīng)用的探索。

3.1 ?SD-IPRAN方式

從2017年開始進(jìn)行基于IPRAN+IP承載網(wǎng)方式的智能專線組網(wǎng)建設(shè)，以地市IPRAN設(shè)備與IP承載A網(wǎng)互通，IPRAN網(wǎng)絡(luò)和IP承載A網(wǎng)進(jìn)行Overlay方式的數(shù)據(jù)配置，以GRE隧道方式接入IPRAN網(wǎng)絡(luò)中，以VPN方式進(jìn)行業(yè)務(wù)交互。通過部署第三方網(wǎng)管平臺實(shí)現(xiàn)了基于現(xiàn)有IPRAN網(wǎng)絡(luò)的綜合業(yè)務(wù)接入，政企業(yè)務(wù)開通便捷，符合網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)規(guī)律。

本公司現(xiàn)已先后進(jìn)行某超市等政企業(yè)務(wù)接入，實(shí)現(xiàn)約400多條電路開通，目前網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)穩(wěn)定，客戶體驗(yàn)良好，同時也促進(jìn)了政企業(yè)務(wù)收入的增長，節(jié)省傳統(tǒng)方式建設(shè)成本數(shù)百萬元。

3.2 ?SD-OTN方式

OTN系統(tǒng)的規(guī)模性建設(shè)，Pe-OTN的技術(shù)越來越成熟，也為黨政軍、金融、證券等高價(jià)值大客戶提供了高品質(zhì)一站式專線的新解決方案。

通過部署Pe-OTN+SDN解決方案，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的智能化轉(zhuǎn)型。將某銀行類客戶業(yè)務(wù)在Pe-OTN系統(tǒng)中承載，實(shí)現(xiàn)剛性管道端到端快速智能發(fā)放和智能調(diào)速，客戶的大帶寬、高質(zhì)量需求均得到保障。Pe-OTN+SDN平臺對網(wǎng)絡(luò)模型和資源進(jìn)行抽象，實(shí)現(xiàn)更簡化的資源管理，提供更安全可靠、敏捷、靈活的專線連接服務(wù)。

4 ?結(jié) ?論

針對運(yùn)營商而言，政企專線業(yè)務(wù)應(yīng)本著“效益優(yōu)先，兼顧長遠(yuǎn)”的原則，不斷挖掘現(xiàn)有承載網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)和能力優(yōu)勢，根據(jù)不同應(yīng)用場景和客戶類型，合理選擇承載技術(shù)，在滿足客戶需求的前提下，最大程度的節(jié)省網(wǎng)絡(luò)投資。隨著政企客戶的需求逐步多元化以及承載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷演進(jìn)，未來將形成以具備SDN能力的多網(wǎng)絡(luò)技術(shù)共存的政企專線承載網(wǎng)絡(luò)。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡介：劉曉村（1978.11—），男，漢族，河南鄭州人，就職于湖北聯(lián)通網(wǎng)絡(luò)發(fā)展部，傳輸規(guī)劃主管，通信專業(yè)工程師，國家注冊通信與廣電專業(yè)一級建造師，長期從事傳輸網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃、建設(shè)以及維護(hù)等方面工作，碩士研究生，研究方向：通信傳輸網(wǎng)總體規(guī)劃和下一步演進(jìn)、寬帶接入等關(guān)鍵技術(shù)和應(yīng)用;胡欣（1982.01—），男，漢族，湖北黃岡人，就職于湖北聯(lián)通網(wǎng)絡(luò)發(fā)展部，傳輸工程主管，通信專業(yè)工程師，學(xué)士學(xué)位，本科，研究方向：通信傳輸網(wǎng)技術(shù)演進(jìn)、創(chuàng)新應(yīng)用等關(guān)鍵技術(shù)和應(yīng)用;周強(qiáng)（1987.07—），男，漢族，湖北荊門人，就職于有線傳輸設(shè)計(jì)部，設(shè)計(jì)員，通信工程師，學(xué)士學(xué)位，本科，研究方向：光傳送網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、傳送網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)和應(yīng)用。