北方某城市WDM/OTN网络评测浅析

2019-03-15贾延寿叶健洁苑海峰

邮电设计技术 2019年2期

贾延寿，叶健洁，李伟，苑海峰，张飞

（1.北京电信规划设计院有限公司，北京100048；2.中国联通天津分公司，天津300052；3.天津市邮电设计院有限责任公司，天津300040）

0 前言

WDM/OTN作为基础网络同时也作为业务网络，为数据网、分组网、大客户业务等提供了一个承载平台，其运行质量对整个通信网络的质量起着至关重要的作用。但WDM/OTN网络在快速建设的过程中，经常会在网络结构、资源配置、利用率及安全性等方面暴露出一些问题，因为其网络规模扩展较快，时间要求一般比较紧，使方案制定及维护生产很难面面俱到；加上传输网络作为一个承载网络，必须被动地根据业务网络发展的需要不断进行调整。这些都在一定程度上给目前的WDM/OTN网络带来一些问题和隐患。

随着LTE、5G、移动互联网、物联网的兴起以及云计算/数据中心的广泛应用，近几年带宽需求爆发式增长，传送网网络侧的压力越来越大，这将促使运营商除引入新技术外，还要考虑提高网络承载效率，降低每比特流量的传输成本，提升本地网投资有效性。

基于以上原则对北方某大型城市（以下简称为某地（市））WDM/OTN网络结构、承载业务情况等基础数据进行收集和分析，发现WDM/OTN网络中的一些问题，给出网络优化建议，从而提高网络承载效率和投资有效性。

1 WDM/OTN网络评测

北方某地（市）WDM/OTN系统是由1套中兴40×10GDWDM系统和1套华为80×10G/40G/100GOTN系统组建。

中兴10GWDM系统覆盖各县中心局在内的15个节点，主要解决郊县城域网/承载网上联需求、SDH组环需求和郊县3G基站至RNC分组域GE业务的传送。拓扑结构如图1所示。

华为OTN系统已基本覆盖大部分业务节点，已覆盖62个节点，2015年全网启用了WSON功能，是目前城域网上联、UTN组网及各类大客户业务的主要承载平台。拓扑结构如图2所示。

图1 中兴波分网络拓扑图

图2 华为80×10G/40G/100GOTN系统拓扑图

下面就以某地（市）现有WDM/OTN网络为例，从结构合理性、配置合理性、利用率、过渡保护及与业务匹配度等对投资有效性影响大的几个主要因素进行阐述。

1.1 结构合理性分析

主要分析市县波分环路是否包含数据网核心/汇聚节点（CR节点）、UTN核心节点，分析各汇聚节点至核心节点的BRAS/SR上联业务、UTN组网业务是否转接，转接是否引起额外的建设投资。

1.1.1 华为OTN系统

某地（市）属大型本地网，包含6个数据网核心/汇聚节点（业务落地点），2个UTN核心节点，其业务流向复杂且核心节点分布在多个局房，因此华为OTN核心层采用独立组网方式，但尚未配置ROADM；市县波分OTN1、OTN2、OTN5系统BRAS/SR上联业务、UTN组网业务流向一般集中在2个核心节点，途经其他节点时未通过OTU转接，而是在各穿通节点通过搭接光跳线进行的光层转接，没有因结构不合理引起过度OTU转接及额外的投资，案例如图3所示。

图3中所示业务路由1、2为县局D节点BRAS/SR上联业务：

路由1为县局D—县局E（光层穿通）—数据核心A业务落地点。

路由2为县局D—县局C（光层穿通）—县局B（光层穿通）—县局A（光层穿通）—核心G（光层穿通）—核心F（光层穿通）—核心E（光层穿通）—数据核心D业务落地点。

图3 郊县进市数据业务路由示意图

图4 中兴波分系统跨环转接示意图

可见，每条路由途经中间各节点均为通过搭接光跳线穿通至两端业务落地点的，随承载业务量增加，各穿通节点存在大量转接光跳线，因此更适合ROADM进行调度；考虑到业务安全，现有网络不建议再增加ROADM，建议今后新建OTN平台时，考虑核心层独立组网并配置ROADM，使业务调度更加方便灵活，减少局房内转接光跳线的使用量。

1.1.2 中兴波分系统

如图4所示，环1（市县环）各郊县节点至环2（市区环）各核心节点间的业务是通过核心A、核心F及长途局3个节点OTU落地转接，由此产生额外的OTU转接板卡的费用。

通过分析可见，华为OTN结构相对合理，中兴波分系统结构不合理。其原因是建网初期采用传统波分设备，多按环网组建传输系统，势必造成跨环业务转接较多，成本相对较高。

1.2 配置合理性分析

主要分析是否配置中继OTU（包括用于中继功能的收发合一OTU、OTN线路侧板卡），并结合业务节点间距离、衰减，分析判断中继OTU配置合理性。

1.2.1 华为OTN系统

华为OTN除在数据核心B—县局A（λ1）、数据核心B—县局B（λ2）、数据核心C—县局A（λ10）、数据核心D—县局D（λ4）、数据核心D—县局E（λ5）等5条10G单波上分别在县局D和县局B采用电中继收发合一OTU。

数据核心D—县局E（λ62和λ68）2条40G波道上在县局B采用40G线路板卡作为电中继。其余业务波道均未采用中继功能的收发合一OTU、OTN线路侧板卡，不存在过度中继的问题。配置电中继的波道如图5所示。

由图5可知，上述均为市县波分上联业务，进城光缆距离在400 km左右，衰减相对较大，为保证传输质量，适当增加中继OTU相对合理。

图5 华为OTN系统配置电中继波道示意图

1.2.2 中兴波分系统

由于中兴系统对所承载的数据业务考虑了单波保护，部分保护通路途经节点数量较多，距离相对较远，有23条保护波道上配置了收发合一中继OTU，其中OTUG板卡40块，FCAG板卡6块。

通过分析可见，华为中继OTU配置相对合理，中兴波分系统配置不合理的原因是早期数据专业要求传输提供单波保护，而环网保护路由多为远距离段落，造成中继OTU的使用及额外投资。

1.3 利用率合理性分析

分析波分系统线路端口、支路端口利用率，并分析利用率过低产生原因。

1.3.1 华为OTN系统（10/40/100G系统）

华为OTN系统线路端口利用率统计如表1所示。华为OTN系统支路端口利用率统计如表2所示。

华为OSN8800 TOA GE支路端口利用率15%，是由于板卡密度相对较高（8端口/板卡），且所承载业务量少，方向分散，导致端口利用率低。

华为OSN9600各支路端口利用率低，是由于2016年引入OSN9600设备初期，考虑到所选用板卡密度要与背板容量相匹配，另外在只能根据政企等大客户业务需求进行预测，还要对客户需求做到快速响应的情况下，预标配了各类型板卡，目前仅开通全运会、特通网等少量大客户业务，因此端口利用率较低，后期工程应优先考虑挖潜利旧现有冗余端口。

表1 华为OTN系统线路端口利用率统计表

表2 华为OTN系统支路端口利用率统计表

1.3.2中兴波分系统（10G波分系统）

中兴波分GE支路端口利用率相对较低，是由于GE支路板卡密度相对较高（8端口/板卡），且中兴波分属于传统波分无电交叉功能，支路板卡无法实现共享使用，因此暂无可挖潜利用资源。中兴波分系统端口利用率统计如表3所示。

表3 中兴波分系统端口利用率统计表

1.4 过度保护分析

截至2016年底，华为OTN系统中除苹果公司2条40G大客业务采用单波SNCP保护外，其余电路均无保护，其中包括部分大客户100G业务波道；考虑到客户业务的重要性，建议对原有未保护的客户业务电路进行优化，提供更安全的服务。

中兴波分系统中所承载的58条IP城域网电路，在数据网层面已考虑保护的情况下，仍采用了光通道层OCHP保护，配置光保护单板OP板卡116块，保护波道占所开通波道的77%，主要是由于波分系统承载IP城域网业务初期，数据专业要求传输专业提供保护，鉴于中兴波分系统属老旧系统，由过度保护引起的中继OTU板卡资源不再考虑挖潜利旧。

1.5 波分已用支路端口与业务网上联端口匹配度分析

中兴WDM网络属老旧波分系统，所承载业务将逐步腾退，下面主要分析华为OTN系统。

华为OTN系统已用支路端口与业务上联端口如表4所示。

OSN8800设备10G（ODU2-TQX/TDX）业务网上联带宽占已用支路端口比例为77.61%，已用支路端口与业务需求不匹配，存在业务虚占波分端口情况。原因如下：

a）城域网上联带宽升为100G，原有10G端口为虚占。

b）部分业务需求变化引起。

c）部分40G支路端口未被其他线路端口共享使用。

表4 已用支路端口与业务上联端口匹配表

2 WDM/OTN网络优化

通过分析，中兴WDM系统在结构、配置存在不合理，存在过度保护、过度中继等问题，该网络2018年即将停服，考虑在下一规划期逐步退网，不再挖潜利旧；华为OTN系统在结构、配置等方面相对合理，但存在端口虚占用、重大客户业务存在安全隐患、单一平台承载等问题，需要进一步对网络进行优化及挖潜。

2.1 中兴波分设备腾退

现有中兴波分系统2018年即将停服，且在结构合理性方面存在不足，造成转接OTU使用过多；存在过度保护引起中继OTU使用过多等问题，在下一规划期已考虑逐步退网，腾退建议如下。

a）随着原有BRASMA5200G设备、RPR环和贝尔IP承载网等业务网老旧设备陆续退网，大部分GE电路也随之腾退。

b）近期数据核心层CR设备升级，BR到CR间的链路升级为100G，该地区至数据核心CR节点16条10G电路自然退网。

c）对于不能自然退网的郊县3G分组域业务至RNC局的GE电路、部分RPR环和贝尔IP承载网的GE电路以及10G SDH业务可考虑将业务割接至华为OTN系统或其他新系统。

中兴设备腾退后预计可节约机房用电约20 kW、机房面积约7 m2。

2.2 华为OTN端口虚占优化建议及降本增效效果

通过已用支路端口与业务网上联端口的匹配度分析，华为OTN系统10G（ODU2-TQX/TDX）端口存在虚占情况。

经查，2017年年底前IP城域网的2个汇聚CR上联核心CR共计36条10G电路确定可以腾退，至少能腾退72个10G支路端口，可利旧挖潜约72万元端口资源。对其他虚占用电路后续需要与各业务网核实波分端口实际占用情况，或通过在网管上逐条对业务进行核查，对无光波道、端口与相关业务网人员沟通确认，将不再使用的端口资源撤除后回收再利用，并及时记录、修改原有资料，对后续新增需求优先考虑利旧腾退的资源。

2.3 重大客户电路承载安全措施的提升建议

近几年大客户100G业务需求逐年增长，2015年—2017年共增加了约40条100G电路需求，同时其要求的保护级别也应随之提升；对目前尚未采取保护措施的部分大客户电路建议待网络具备双平面承载条件时实行分网承载，让OTN网络实行差异化服务，提高业务的安全性。

2.4 某地（市）WDM/OTN网络发展建议

根据中国联通集团公司提出的“本地传输网100GOTN多厂家部署策略”，直辖市及其他特大型本地网可根据业务发展和组网需要，尽量采用双平面组网策略，建设OTN第2平面网络，充分引入竞争降低设备采购成本，从而降低网络建设成本，满足业务发展需求，并在OTN网络的可靠性、关键业务保障、可扩展性等方面提供网络架构保障。

2.4.1 某地（市）本地网自身建设需求

a）基于某地（市）WDM/OTN网络自身现状，中兴WDM早已不再扩容，并面临停服和退网，目前新增业务需求仅可以通过现有华为OTN平台扩容解决。

b）随着集客业务数量及带宽的激增，现有MSTP系统3G基站分组业务迁移释放容量有限，其中腾讯IDC 100G大带宽业务的增长及保护级别提升，均对现有华为OTN单一平台的业务承载带来一定压力，设备及波道资源利用率迅速增加。

c）目前实施的IP城域网扁平化改造，IP城域网核心节点减至2个，部分原近郊及城区内大量BRAS/SR上联业务光纤直驱链路受光缆条件及距离影响将改由OTN承载，业务颗粒为100G，使得现有华为OTN单一平台的承载能力及安全性均受到极大挑战。

d）只在单一平台扩容建设无法引入价格竞争，不利于降低整体建网成本。

基于业务承载安全性、网络健壮性的角度出发，建议在下一规划期适时考虑OTN第2平台的引入，保障重要业务的主备路由分网承载的同时，充分引入竞争，降低设备采购成本。

2.4.2 某地（市）未来OTN网络平台建设思路

某地（市）所在城市群区域网络规划需求中，分别在互联网业务、DC互联、大客户专线等方面做了部署，要求提供端到端带宽保证，做到网络智能化、快速开通、带宽动态可调、低时延，对网络连续性和网络安全性要求高。结合某地（市）所在城市群区域网络规划建设需求确定未来新增OTN网络平台建设思路。

a）聚焦重点客户、重点业务，建设大带宽、低时延、弹性可扩展网络，实现本地传送网与区域传送网的无缝对接。

b）通过100GOTN系统与区域核心网设备实现互通；业务的汇聚及收敛应在本地传送网系统内完成。

c）引入ROADM设备，实现业务全程端到端的光路连通及灵活调度，并实现光层ASON。

d）逐步引入SDN技术，加载网络控制器，实现网络智能化。