梅县片区网络结构扁平化改造实施方案研究

【摘 要】通过对梅州铁通梅县区域互联网原有网络结构的分析，发现其忙时严重影响用户的正常使用。介绍了网络结构的扁平化和高带宽是宽带市场发展的趋势，研究了在该片区如何利用新建的PTN传送网对现有的网络结构进行扁平化改造，网络改造后，网络带宽和结构更加合理，网管对该区域的监测数据证实了网络结构扁平化改造能够给广大客户提供更加优质和稳定的宽带产品。

【关键词】扁平化网络 PTN ADSL

doi：10.3969/j.issn.1006-1010.2016.06.002 中图分类号：TN913.2 文献标识码：A 文章编号：1006-1010（2016）06-0009-04

引用格式：佘克首. 梅县片区网络结构扁平化改造实施方案研究[J]. 移动通信， 2016，40（6）： 9-12.

1 引言

2000年，国家对铁路和电信等行业提出重大改革，铁路通信网也由单一的服务于铁路系统转变面向市场，为广大市民提供公众通信服务。跟随着电信改革的步伐，中国铁通作为固网基础电信运营商正式成立，对广大市民提供固网电信服务，中国铁通梅州分公司也在2001年成立。中国铁通梅州分公司的铁路通信网络属于铁路通信末端局点，城域网资源极其薄弱。在建设梅县片区网络时，考虑到互联网业务量规模较小，且该区域的光缆资源比较紧张，因此所有互联网设备都汇集到该区域永光机房的S5328C接入交换机，然后再单链路上行至火车站机房的BAS（ME60-X8）。随着梅县片区宽带用户规模的不断壮大以及网络游戏、高清电视在线播放、IPTV、远程教育等高带宽需求软件的普及应用，用户的需求日趋多样化和个性化。但是，该组网方式已经显露弊端。近期，上行链路拥塞，流量高峰时设备PING包时延增加，出现丢包等现象导致用户上网速度缓慢，严重影响用户的正常使用。

2 梅县片区原互联网网络结构

梅县片区内共建设有永光、金苑、天秀三个无人值守机房，该区域的互联网业务全部通过永光机房的S5328C接入交换机裸纤上行到火车站机房的BAS（ME60-X8），上行链路总带宽为1×GE。永光机房的5台DSLAM和1台GPON OLT在机房内直接接入交换机；金苑机房的2台DSLAM通过裸纤上行接入永光机房的S5328C接入交换机；天秀机房的4台DSLAM通过S5328C接入交换机后，通过裸纤上行接入永光机房的S5328C接入交换机。

3 原网络存在的问题

3.1 网络设备连接存在接入交换机及DSLAM级联，

OLT倒挂等问题

梅县片区的原网络结构存在如下三点问题：

（1）永光机房的GPON OLT挂在S5328C接入交换机下层，属于OLT倒挂。

（2）金苑机房两台DSLAM存在级联问题。

（3）天秀机房的S5328C接入交换机挂在永光机房的S5328C接入交换机下层，属于网络交换机级联。这些问题引起永光机房链路上行瓶颈，给网络运行埋下了安全隐患。

3.2 网络结构存在安全隐患，互联网质量无法满足

用户要求

近期互联网业务快速发展，梅县片区三个机房互联网用户总数已经超过2000户，而永光机房的接入交换机是采用单一链路裸纤的方式上行，全部业务依赖在这唯一通道上，存在严重的安全隐患。而且该片区网络出口总带宽为1×GE，严重制约了互联网用户的网络质量。近期该区域用户反映互联网网速过慢，公司网维中心在高峰期对该区域的网速流量进行监测统计，结果显示：

（1）最大流入速度达到916Mbps，上行链路利用率超过90%。

（2）晚上流量高峰时会出现丢包现象，最高丢包率达到5.53%，平均时延也有所增加，最高达到16.12ms。

（3）下载测试时，普通ADSL 2M用户在流量高峰时下载速度只有90kbps左右，无法达到2M宽带的下载标准。从统计结果可以看出该片区的网络上行链路带宽明显不足、设备丢包率高、PING包时延长、用户端在流量高峰时的下载速度不达标。这些互联网指标的测试结果说明该片区的网络带宽无法满足用户的正常使用，用户在忙时使用互联网业务时出现卡、慢等不良现象。

4 组网改造方案

4.1 组建PTN传送网

随着中国铁通梅州分公司互联网业务市场的深入发展，用户规模的不断壮大以及网络游戏、高清电视在线播放、IPTV、远程教育等高带宽需求软件的普及应用，这对电信运营商的网络带宽提出了更高的要求。广大互联网用户不再满足于原来1Mbps、2Mbps的速度，期望得到更高的带宽。

在通信技术上，随着电信业向宽带化、移动化、数据化方向的发展，电信网业务的全IP化已经成为趋势。当前，各种现有业务都向IP化方向发展，同时新型业务也都是建立在IP基础上的。IP化业务呈现出带宽突发性、高峰均值比等特点。中国铁通公司前期建设的基于电路交换的传送网则是以刚性管道为特点，不能很好地满足这些分组业务的传送需求。

根据广东铁通公司的规划和部署，各地市公司开始组建本地PTN传送网，取代原来的SDH网络并承载互联网业务，在满足多样化需求的同时也进一步保证传送网的运行安全。如何组建符合发展需要的传送网成了新的挑战，分组传送网（PTN）为解决分组业务的传送提供了一个很好的平台。

PTN是一种以分组作为传送单位，以承载电信级以太网业务为主，兼容TDM、ATM和IP等业务的综合传送技术。该技术支持多种基于分组交换业务的双向点对点连接通道，具有适合各种粗细颗粒业务、端到端的组网能力，提供了更加适合IP业务特性的“柔性”传输管道，具备丰富的保护方式。遇到网络故障时能够实现基于50ms的电信级业务保护倒换，实现传输级别的业务保护和恢复。继承了SDH技术的操作、管理和维护机制，具有点对点连接的完美OAM体系，保证网络具备保护切换、错误检测和通道监控能力。完成了与IP/MPLS多种方式的互连互通，无缝承载核心网IP业务，实现了业务QoS的区分和保证，灵活地提供SLA等。

根据广东铁通公司的规划和部署，为了满足各地市分公司的宽带业务发展和高速率传送带宽的需求，为了节省光纤资源，提高光纤资源的利用率，提高设备通信通道的安全性和稳定性并使网络符合总部的偏平化要求，需在梅县片区内的三个机房新建PTN设备，通过PTN设备承载宽带网业务和窄带语音业务。

梅县片区内三个机房利用既有光缆资源已新建了PTN传送网，同时将火车站、江南、月梅、永光四个机房组成了10G保护环，永光—金苑、金苑—天秀组成两条10G链，各点之间理论带宽是原网络的10倍。

4.2 互联网业务割接到PTN传送网

在梅县片区（永光机房—金苑机房—天秀机房）的PTN传送网建立后，将三个机房的互联网业务割接到PTN网上并对部分业务组网进行调整，达到对网络扁平化的要求。具体操作为：

（1）金苑机房增一台接入交换机S5328C，下挂机房内的两台DSLAM，解决了DSLAM级联问题。

（2）永光机房的GPON OLT、金苑机房的S5328C

接入交换机、天秀机房的S5328C接入交换机不再接入永光机房的S5328C交换机，而是通过PTN传送网独立下挂于火车站机房的BAS（ME60-X8）。优化改造后，永光机房的S5328C接入交换机、GPON OLT，金苑机房的S5328C接入交换机，天秀机房的S5328C接入交换机各独占1×GE的上行链路。

5 优化改造效果

5.1 拓宽上行链路带宽

永光机房的S5328C接入交换机、GPON OLT，金苑机房的S5328C接入交换机，天秀机房的S5328C接入交换机各独占1×GE的上行链路，总上行带宽是原来的4倍。公司网维中心在高峰期对该区域的网速进行监测统计，结果显示：

（1）永光机房的S5328C接入交换机最大流入速度为385.5Mbps，GPON OLT最大流入速度为366.3Mbps。

（2）金苑机房的S5328C接入交换机最大流入速度为132.1Mbps，上行链路利用率只有13.2%。

（3）天秀机房的S5328C接入交换机最大流入速度为236.9Mbps，上行链路利用率只有23.69%。同时，通过PING包，不再出现丢包现象，时延也大幅度下降，最高时延只有8.76ms。

5.2 网络结构更趋于合理可靠

通过此次优化改造，解决了梅县片区内三个机房内的交换机级联、DSLAM级联、GPON OLT倒挂的问题。

5.3 用户上网体验明显改善

通过此次优化改造，梅县片区内三个机房的互联网网络设备都有足够带宽应付用户的各种大流量应用，特别是在每天的流量高峰期，不会再出现因链路拥塞而导致用户上网慢或者掉线的情况。通过平时和上网高峰期的实际测试，网络丢包、时延偏大、视频播放卡屏、马赛克、语音和图像不同步、缓冲严重等问题已经彻底解决。超清视频点播也极为流畅，极大地改善和提高了用户的使用感知，同时网络的稳定性也有了很大的提升，可以很好地满足业务发展的需要。单线程下载测试时，普通ADSL2+2M用户在流量高峰时下载速度达到230kbps左右。

6 结束语

文章介绍了中国铁通梅州分公司梅县片区内三个机房的网络扁平化改造工程，改造后金苑、天秀两个机房的互联网不再汇聚到永光机房的S5328C接入交换机，而是直接上行至火车站机房的BAS（ME60-X8）。这样既减少了网络层次，也便于集中管理，同时满足了互联网业务发展质量的要求，用户体验有明显的改善，这也为日后其它地区网络优化改造提供了切实可行的范本。

随着通信技术的迅猛发展，通信设备的单机处理能力越来越强，没必要设置过多汇聚节点，造成分散管理，增加管理难度。网络的扁平化是组网的总体趋势，其主要目的是提升网络质量、减少网络层次、减少网络设备、减少故障点、节约成本、增加资源灵活调度的能力等。

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