某市OTN网络扩容优化分析

2021-02-18朱友芬符慧迪

通信电源技术 2021年16期

朱友芬，薛强，符慧迪

（1.中国联合网络通信有限公司广东省分公司，广东广州 510000；2.中讯邮电咨询设计院有限公司，北京 100048）

1 S市传输网络现状及问题

S市隶属于南方，经过多年的发展建成了10G WDM、100G WDM、SD-OTN等多张传输网络，主要部署在汇聚层以上，解决IP城域网、IP承载网、IDC网络以及GE以上颗粒的集客专线业务等。在超高速、超大容量的光传送网中，网络故障会造成巨大的影响和损失，使得网络的可靠性和生存能力受到很大的挑战，带来极大的安全隐患，因此生存性是传输网规划和设计的关键性能指标[1]。

经过多年的发展，S市OTN网络存在以下3个问题。一是S市OTN网络在进行业务路由分配时缺乏全局考虑和长远规划，随着业务量的急剧增加，OTN网络业务在少数传输链路上的过度集中存在突发性拥塞的风险；二是S市现有的10G WDM平台在网年限超15年，设备故障率高且已停厂，亟需退网；三是S市100G WDM系统未部署SDN功能，无法实现业务端到端的快速发放。

2 面向OTN的业务需求

2.1 带宽需求

OTN网络主要承载GE以上颗粒，是以业务需求为驱动建设的网络，目前主要解决IP城域网、IP承载网、IDC网络以及集客专线业务需求。IP城域网针对OTN网络的需求主要是10GE颗粒，近年来随着互联网业务的蓬勃发展，互联网数据中心在各大城市均大规模建设，出口带宽均在100G以上。BRAS上联需求目前多为10GE或多个10GE捆绑，后续将跳过40GE平台，直接上升为100G。

目前S市IDC业务发展迅速，建设了多个IDC专属机房，出口带宽需求均为100G或多个100G。IDC业务以及集客业务将逐步成为主流业务，IP承载网不再建设直至退网。业务网的带宽需求随着数据业务的蓬勃发展，将逐步由10G提升为100G。传输100G WDM系统成为主要承载网络，而10G WDM系统面临退网[2]。

2.2 保护要求

S市的IDC及城域网业务的倒换机制对传输系统提出了更高的要求，即50%扩容门限，两个平面可以倒换，单平面链路中断不超50%。

根据IDC及城域网业务故障时的倒换机制，建议传输系统通过优化调整，通过降低单平面峰值利用率来提升网络抗故障中断能力，提高网络的生存性。

2.3 网络优化

网络优化就是在充分了解网络运行状态的前提下，对现有网络进行数据采用和分析，了解影响网络质量的因素，采取各种技术手段对网络进行调整优化，使网络达到最佳运行状态，使资源利用最优化[3]。

3 案例分析

3.1 通过优化调整实现OTN系统间流量均衡分担

S市目前有5个100G WDM系统，共承载在5条光缆上，每个系统均由2条光缆形成光层保护，但各系统承载IDC和城域网业务不均衡。S市100G WDM网络现状如表1所示。

表1 S市100G WDM网络现状

由表1可知，系统1、2同光缆路由，系统3、5同光缆路由。S市2021年6月份，光缆1和3同时中断，由于城域网的故障倒换机制，各平面峰值利用率均超出50%，各平面（方向）间无法实现灵活倒换，因此电路故障时只能在单平面（方向）进行负荷分担，导致IDC网络和城域网出现了流量拥塞。各网络的业务倒换情况如下，IDC网络B、D方向业务全拥塞，城域网B方向业务全拥塞[4]。

为解决这一安全隐患，S市对5个100G WDM系统进行优化调整（表2），保证各个系统均衡承载，中断单个传输系统业务不拥塞，中断单个平面业务不拥塞。

表2 S市100G WDM网络调整方案

IDC业务调整方案违A方向原系统1承载的4条业务调整两条至系统3和系统4、系统2调整1条至系统5，保证了各个系统间的业务均衡，单个传输系统业务不拥塞，单个平面业务不拥塞。同理，调整B、C、D方向的业务分摊到5个系统上，实现了业务的均衡分摊，提升了网络的生存性和健壮性。

城域网业务调整方案为A方向原系统1承载的13条业务调整4条至系统系统2，保证了业务均衡分担，单个传输系统业务不拥塞，单个平面业务不拥塞。同理，调整B方向的业务分摊到3个系统上，实现了业务的均衡分摊，提升了网络的生存性和健壮性。

综上，S市的5个100G WDM系统经网络优化后，各系统间的业务承载实现了真正的负荷分担，提升了业务承载的安全性和可靠性。

3.2 引入光网络前沿领先技术，提升网络的运行效率

S市结合光缆路由进行OTN网络的MESH化重构，实现了波长一跳直达。全光交换对网络波长资源的调度、管理提出更高的要求，OXC的出现既可以满足网络MESH化、一跳直达的要求，又可以简化网络，降低运维难度[5]。

结合未来业务的发展情况，引入光交叉连接（Optical Cross-Connect，OXC）和波分交换网络（Wavelength Switched Optical Network，WSON）等光网络前沿领先技术，保证全网最佳性能。针对当前核心调度节点和未来维度数会增加的节点优先部署OXC设备，一是可以避免后续涉及到的业务割接工作，二是可以解决机房空间和功耗不足的问题，满足未来5～10年的光层演进需求，保证了网络的稳定性。

将WSON和SDN相结合，确保网络抗多次断纤，提升网络可靠性。OXC的作用就是服务于全光交换和全光调度，具备大维度无阻塞交换能力，具有极高的交叉调动容量。WSON的核心能力主要有以下3点。

（1）自动发现。WSON采用GMPLS协议来实现节点、拓扑和资源的自动发现，简化了维护流程。

（2）自动建连。相较于传统的固定连接、手工配置连接方式，WSON基于设备ROADM技术使物理层设备具备灵活建立连接的能力，可实现业务的一键式开通。

（3）自动恢复。基于ROADM技术，在发现故障时WSON可以快速建立新路径，实现业务的快速恢复，从而缓解光纤维修的紧急度，降低紧急修复光纤的时间压力，减少紧急事件引入的额外成本。

相对传统的1+1保护，WSON保护真正实现“有路就通”的抗多次断纤保护，具体对比如图1所示。

图1 传统的1+1保护和WSON保护对比

3.3 网络精简

S市目前在网的10G WDM系统已运行了15年以上，故障率高且设备已停产，无备件可用，亟需退网。由于S市目前的10G WDM系统承载业务较多，如果一次性迁移，需花费大量的人力和物力，投资大且无效益，因此制定了10G WDM退网的整体思路。以SD-OTN政企精品网为底座进行业务割接，老旧设备腾退，并持续优化网络架构实现节能降耗，最大化SD-OTN基础网和业务网价值，提升S市的数字品质体验。

可持续发展的城市离不开完善的基础化信息能力，S市在现网SD-OTN全光网的基础上，以绿色环保为己任，积极制定节能环保措施，通过割接、退网、优化等手段，在提升网络品质的同时节能降耗，减少碳排放。