本地傳輸網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)優(yōu)化分析

0 前言

　　隨著目前各大運(yùn)營商大規(guī)模建設(shè)步伐逐漸放緩，為使網(wǎng)絡(luò)具有更為合理的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，更高的網(wǎng)絡(luò)可靠性，更好地滿足下一步3G網(wǎng)絡(luò)大量的電路需求，并使本地網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)適合將來ASON技術(shù)的引入，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)需要進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整和優(yōu)化，本文著重從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、保護(hù)方式、下載方式、設(shè)備選擇等方面對本地傳輸網(wǎng)的調(diào)整優(yōu)化方向進(jìn)行分析。

1 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的選擇

　　目前大部分運(yùn)營商的本地傳輸網(wǎng)絡(luò)選擇的是二層或三層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。兩層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)將骨干層和匯聚層合二為一，通常在較小的本地網(wǎng)中出現(xiàn)，在較大的本地網(wǎng)中主要為三層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。

　　掛接方式1在早期的傳輸網(wǎng)絡(luò)中經(jīng)常采用，后考慮到節(jié)約設(shè)備和機(jī)房空間，慢慢演進(jìn)至掛接方式2。該掛接方式節(jié)約了匯聚層機(jī)房大量的155M設(shè)備，減少了故障點(diǎn)，降低了成本。該架構(gòu)層次非常清晰，便于分層管理，各環(huán)可有獨(dú)立的通路組織圖，便于規(guī)劃和維護(hù)，各環(huán)環(huán)路長度相對較短，易于避免長路徑環(huán)路故障率較高的缺點(diǎn)，為當(dāng)前最為普遍的傳輸網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。

　　但隨著技術(shù)的發(fā)展和對網(wǎng)絡(luò)安全要求的提高，該網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)慢慢暴露出了一些問題：

　　a） 由于網(wǎng)絡(luò)層間均為單節(jié)點(diǎn)掛接，當(dāng)出現(xiàn)上層網(wǎng)絡(luò)單節(jié)點(diǎn)失效時(shí)，該節(jié)點(diǎn)掛接的下層網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)將全部丟失。因此骨干層和匯聚層節(jié)點(diǎn)的失效對網(wǎng)絡(luò)的影響非常大，特別是中心機(jī)房節(jié)點(diǎn)，目前大規(guī)模采用10G以上速率的傳輸設(shè)備，該設(shè)備的節(jié)點(diǎn)失效對整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的影響可以說是災(zāi)難性的。

　　b） 運(yùn)維部門需要分別對骨干層、匯聚層和接入層在網(wǎng)管上操作3次，工作量較大。

　　c） 考慮到向ASON的演進(jìn)，今后骨干層和匯聚層將逐漸形成MESH網(wǎng)絡(luò)。目前該架構(gòu)采用的保護(hù)方式主要為復(fù)用段形式，在兩處斷纖時(shí)并不能給予電信級的保護(hù)，倒換時(shí)間將遠(yuǎn)超過50 ms，而且對于ASON的路徑分離原則不建議在骨干層和匯聚層間進(jìn)行單點(diǎn)轉(zhuǎn)接。

　　筆者認(rèn)為今后的傳輸網(wǎng)絡(luò)將逐漸向雙節(jié)點(diǎn)掛接的網(wǎng)絡(luò)過渡。目前一些運(yùn)營商采用了雙平面的掛接方式。

　　該種掛接方式接入環(huán)分別掛接在兩個(gè)平面上，電路采用雙平面分擔(dān)的方式，在某一平面匯聚層節(jié)點(diǎn)設(shè)備失效時(shí)將有一半業(yè)務(wù)丟失。該種雙節(jié)點(diǎn)保護(hù)方式不能實(shí)現(xiàn)單節(jié)點(diǎn)失效時(shí)對所有業(yè)務(wù)的保護(hù)，因此一般不建議采用該保護(hù)方式。

　　該種掛接方式可以實(shí)現(xiàn)在單節(jié)點(diǎn)失效時(shí)業(yè)務(wù)的完全保護(hù)，因此是真正的雙節(jié)點(diǎn)保護(hù)。該方式又可以分為實(shí)纖方式和虛纖方式，一般骨干層與匯聚層間采用實(shí)纖方式，但對于匯聚層與接入層之間，為了節(jié)約光纜，建議采使用虛纖方式。

2 保護(hù)方式的選擇

　　目前進(jìn)行雙節(jié)點(diǎn)掛接有多種保護(hù)方式，如SNCP+SNCP、MSP+MSP、SNCP+MSP等，當(dāng)然，PP環(huán)可作為SNCP的一種特殊存在形式。

2.1 適應(yīng)原有維護(hù)習(xí)慣的改造方式

　　前面已經(jīng)提到，本地網(wǎng)單節(jié)點(diǎn)掛接時(shí)骨干/匯聚層復(fù)用段保護(hù)方式使用較多，在不修改原有保護(hù)方式完成網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)對運(yùn)維而言是相對比較容易接受的一種方式。

　　一般建議在骨干層與匯聚層間采用復(fù)用段的DNI保護(hù)方式，匯聚層與接入層采用MSP+PP的方式，這兩種保護(hù)方式在現(xiàn)網(wǎng)中有一定的應(yīng)用案例，技術(shù)相對成熟。

　　存在問題：隨著中心機(jī)房容量的極大提升，普遍采用了10G速率的大容量傳輸設(shè)備，下載設(shè)備與大容量傳輸設(shè)備單節(jié)點(diǎn)相連，下載設(shè)備的逐漸增多，一旦中心機(jī)房傳輸主設(shè)備節(jié)點(diǎn)失效，將造成大面積的網(wǎng)絡(luò)癱瘓，而目前這種惡性事故在多個(gè)運(yùn)營商均有發(fā)生。

　　解決思路：可以用雙節(jié)點(diǎn)下掛的方式進(jìn)行解決，在中心節(jié)點(diǎn)設(shè)備失效時(shí)下載設(shè)備業(yè)務(wù)完全不丟失，下載設(shè)備失效時(shí)只影響本機(jī)的較少業(yè)務(wù)。

　　方法1：在下載環(huán)處不宜采用MSP+MSP的方式，據(jù)多個(gè)廠家的測試數(shù)據(jù)表明，同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中多MSP+MSP對倒換時(shí)間有較大的影響。

　　方法2：用MSP+全網(wǎng)SNCP的保護(hù)方式，全網(wǎng)SNCP即從接入層至中心機(jī)房下載設(shè)備全部采用SNCP方式，但可以與MSP方式組合使用，在MSP保護(hù)方式的環(huán)路中同樣進(jìn)行雙發(fā)選收，這種保護(hù)方式很好地解決了雙節(jié)點(diǎn)下掛的問題，但卻造成骨干/匯聚層帶寬利用率下降了一半。

　　目前方法2在現(xiàn)網(wǎng)中已被一些運(yùn)營商所采用，但由于帶寬利用率下降一半的問題，運(yùn)營商在采用該種方式時(shí)必須考慮到成本問題。

2.2 SNCP的改造方式

　　目前SNCP+SNCP的分層保護(hù)方式鑒于大多廠家倒換時(shí)間較長，不是一種非常適合本地網(wǎng)改造的方案，但特殊形式的PP+PP環(huán)保護(hù)是一種全網(wǎng)SNCP保護(hù)方式，即從接入點(diǎn)至下載點(diǎn)的SNCP保護(hù)，也可俗稱為大PP環(huán)保護(hù)方式，這種保護(hù)方式原理非常簡單，因?yàn)楸镜鼐W(wǎng)電路大量屬于集中型業(yè)務(wù)，所以基本不存在浪費(fèi)帶寬的問題，因此在電路利用率方面與復(fù)用段保護(hù)是基本一致的。

　　這種保護(hù)方式的優(yōu)點(diǎn)如下：

　　a） 全網(wǎng)的SNCP保護(hù)方式可以實(shí)現(xiàn)全程全網(wǎng)只需做一次電路，這樣對維護(hù)的壓力可以減小。

　　b） 全網(wǎng)SNCP保護(hù)方式將極大地淡化通路組織圖的概念，而重視全網(wǎng)端口的對應(yīng)表，這種方式與今后的ASON保護(hù)方式是異曲同工的，通路組織圖概念的淡化將不再強(qiáng)調(diào)必須準(zhǔn)確了解全網(wǎng)電路的路徑，將極大地減少維護(hù)工作量。

　　c） 除接入點(diǎn)與下載點(diǎn)任意設(shè)備失效均不會影響業(yè)務(wù)，由于中心機(jī)房設(shè)備將下掛大量下載設(shè)備，因此有效地進(jìn)行了風(fēng)險(xiǎn)分擔(dān)。

　　d） 骨干層將來向ASON演進(jìn)時(shí)可直接將電路屬性更改為1+恢復(fù)的形式，演進(jìn)方式非常平滑，而且由于全網(wǎng)相當(dāng)于永久1+1的保護(hù)方式，在多處斷纖的情況下下載點(diǎn)倒換時(shí)間均遠(yuǎn)小于50 ms。

　　e） 可以做到中心節(jié)點(diǎn)設(shè)備失效時(shí)下載電路的完全保護(hù)，大PP環(huán)便于下載設(shè)備與兩個(gè)機(jī)房的主設(shè)備相連，而且不會多占用帶寬，該方式并沒有增加主設(shè)備的光口，而且一旦兩個(gè)機(jī)房下載設(shè)備在同一個(gè)下載環(huán)中，還可以減少中心節(jié)點(diǎn)設(shè)備一半的下載光口。

　　這種保護(hù)方式的缺點(diǎn)如下：

　　a） 直接采用全網(wǎng)SNCP的保護(hù)方式，這對原有網(wǎng)絡(luò)必須進(jìn)行復(fù)用段改SNCP的大規(guī)模電路調(diào)整。這種改造方式需要設(shè)備性能的支持，如果能在同一環(huán)路中同時(shí)支持SNCP和復(fù)用段保護(hù)的方式，則對電路的影響較小，但如果不支持，則涉及到大量電路的保護(hù)屬性改變，可能中斷電路的時(shí)間較長，在網(wǎng)絡(luò)改造時(shí)需要注意。

　　b） 由于以前是分層進(jìn)行保護(hù)，各環(huán)的保護(hù)路徑相對較短，全網(wǎng)SNCP的改造后形成整個(gè)本地網(wǎng)的大PP環(huán)，保護(hù)路徑較長，因此兩處斷纖的可能性增大，由于骨干/匯聚層光纜段落相對較少，目前可采用光纖倒換器的方式進(jìn)行保護(hù)，這樣在多處斷纖時(shí)業(yè)務(wù)也可以得到保護(hù)，相當(dāng)于形成了分層的網(wǎng)絡(luò)保護(hù)，而且由于本地網(wǎng)光纜長跨距段落有限，因此使用光纖倒換器后對跨距規(guī)格基本沒有影響；將來采用了ASON技術(shù)以后將形成骨干/匯聚層的MESH網(wǎng)結(jié)構(gòu)，與使用光纖倒換器相比減少了為每段光纜尋找備用路由的工作量，并且全網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了智能化。

　　c） 由于考慮全網(wǎng)的雙節(jié)點(diǎn)保護(hù)，因此下載設(shè)備需與兩個(gè)中心機(jī)房的主設(shè)備相連，因此將占用一定數(shù)量的局間光纜。

　　d） 一些廠家網(wǎng)管不支持對SNCP進(jìn)行批量電路操作，有可能會增加一些網(wǎng)管工作量。

3 設(shè)備選擇

　　除超大型本地網(wǎng)外，大型波分設(shè)備在很長一段時(shí)間內(nèi)都不會是優(yōu)先選擇，而且如粗波分容量較小，速率較低，距離較短，與SDH相比沒有明顯的競爭優(yōu)勢，除在一些特殊場合，將不會成為本地網(wǎng)內(nèi)的主流應(yīng)用，因此主要考慮ASON/SDH的選型要求。

3.1 大容量低階交叉設(shè)備

　　對于多業(yè)務(wù)網(wǎng)并存的運(yùn)營商如中國聯(lián)通，已經(jīng)需要大容量的低階交叉，中國電信和中國網(wǎng)通雖然目前對低階交叉需求不大，但今后隨著3G牌照的發(fā)放也將帶來對低階交叉的需求。對于單業(yè)務(wù)運(yùn)營商如中國移動(dòng)，今后將面臨傳統(tǒng)G網(wǎng)與3G網(wǎng)絡(luò)并存的問題，必然會造成對大量低階交叉功能的需求。因此，目前各大運(yùn)營商傳輸網(wǎng)絡(luò)雖不一定立即配置大容量的低階交叉，但必須考慮傳輸設(shè)備在低階交叉功能上的平滑升級性。

3.2 光口冗余度較大

　　基于便于擴(kuò)容與今后MESH化的原則，主節(jié)點(diǎn)設(shè)備必須有相當(dāng)?shù)墓饪陬A(yù)留，像大型本地網(wǎng)由于容量及MESH化的要求將耗費(fèi)大量的光口，而且目前主節(jié)點(diǎn)設(shè)備普遍具有數(shù)百G的高階交叉，槽位背板容量普遍基于10G或以上帶寬，在這種槽位上下低速率業(yè)務(wù)如155M光口將大量耗費(fèi)槽位資源，而且不利于形成風(fēng)險(xiǎn)分擔(dān)，因此建議主節(jié)點(diǎn)設(shè)備不再提供低速率業(yè)務(wù)端口，下載功能由下載設(shè)備完成，大量的下載設(shè)備均進(jìn)行雙節(jié)點(diǎn)保護(hù)，由于業(yè)務(wù)分擔(dān)在各個(gè)下載設(shè)備上，有效進(jìn)行了風(fēng)險(xiǎn)分擔(dān)。基于對主節(jié)點(diǎn)設(shè)備槽位資源的節(jié)約，下載設(shè)備群路光口建議使用10G/2.5G速率。

3.3 向ASON的平滑演進(jìn)

　　基于ASON是傳輸網(wǎng)的發(fā)展方向，而且在近期內(nèi)將會有大規(guī)模的應(yīng)用，因此主設(shè)備必須具備今后向ASON平滑演進(jìn)的功能，基于ASON保護(hù)方式有多種，必須結(jié)合網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的架構(gòu)要求，選擇適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)方式，著重考慮現(xiàn)有保護(hù)方式今后向ASON演進(jìn)時(shí)的平滑性。

4 其他

　　a） 對于大型本地網(wǎng)，考慮到維護(hù)上的便利性，在投資允許的前提下盡量考慮進(jìn)行網(wǎng)管備份，而且最好不要出現(xiàn)冷備份，盡量避免人工倒換。

　　b） 在進(jìn)行前期網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時(shí)還應(yīng)注意光纜路由的MESH化，沒有光纜路由的MESH化，在向ASON升級時(shí)將不可能建設(shè)一個(gè)很好的ASON。

5 總結(jié)

　　總之，今后本地傳輸網(wǎng)將向更高容量、MESH化，雙節(jié)點(diǎn)保護(hù)、下載業(yè)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)分擔(dān)等方向進(jìn)一步發(fā)展，只要考慮到本地傳輸網(wǎng)今后發(fā)展中一些需要注意的問題，本地傳輸網(wǎng)在安全性、容量、維護(hù)簡易性等各方面均會得到很大的提高。

----《郵電設(shè)計(jì)技術(shù)》

作者：周珊月 劉銳