本地传输网网络架构优化分析

本地传输网网络架构优化与分析林州电信分公司网络部刘军前言随着目前各大运营商大规模建设步伐逐渐放缓，为使网络具有更为合理的网络架构，更高的网络可靠性，更好地满足下一步3G网络大量的电路需求，并使本地网网络架构适合将来ASON技术的引入，网络架构需要进行相应的调整和优化，本文着重从网络结构、保护方式、下载方式、设备选择等方面对本地传输网的调整优化方向进行分析。网络架构的选择目前大部分运营商的本地传输网络选择的是二层或三层网络架构。两层网络架构将骨干层和汇聚层合二为一，通常在较小的本地网中出现，在较大的本地网中主要为三层网络架构。挂接方式已在早期的传输网络中经常采用，后考虑到节约设备和机房空间，慢慢演进至挂接方式2。该挂接方式节约了汇聚层机房大量的155M设备，减少了故障点，降低了成本。该架构层次非常清晰，便于分层管理，各环可有独立的通路组织图，便于规划和维护，各环环路长度相对较短，易于避免长路径环路故障率较高的缺点，为当前最为普遍的传输网络架构。但随着技术的发展和对网络安全要求的提高，该网络架构慢慢暴露出了一些问题：A、由于网络层间均为单节点挂接，当出现上层网络单节点失效时，该节点挂接的下层网络业务将全部丢失。因此骨干层和汇聚层节点的失效对网络的影响非常大，特别是中心机房节点，目前大规模采用10G以上速率的传输设备，该设备的节点失效对整个网络的影响可以说是灾难性的。B、运维部门需要分别对骨干层、汇聚层和接入层在网管上操作3次，工作量较大。C、考虑到向ASON的演进，今后骨干层和汇聚层将逐渐形成MESH网络。目前该架构采用的保护方式主要为复用段形式，在两处断纤时并不能给予电信级的保护，倒换时间将远超过50ms，而且对于ASON的路径分离原则不建议在骨干层和汇聚层间进行单点转接。我认为今后的传输网络将逐渐向双节点挂接的网络过渡。目前一些运营商采用了双平面的挂接方式。该种挂接方式接入环分别挂接在两个平面上，电路采用双平面分担的方式，在某一平面汇聚层节点设备失效时将有一半业务丢失。该种双节点保护方式不能实现单节点失效时对所有业务的保护，因此一般不建议采用该保护方式。该种挂接方式可以实现在单节点失效时业务的完全保护，因此是真正的双节点保护。该方式又可以分为实纤方式和虚纤方式，一般骨干层与汇聚层间采用实纤方式，但对于汇聚层与接入层之间，为了节约光缆，建议采使用虚纤方式。2保护方式的选择目前进行双节点挂接有多种保护方式如：SNCP+SNCP、MSP+MSP、SNCP+MSP等，当然：PP环可作为SNCP的一种特殊存在形式。2.1适应原有维护习惯的改造方式前面已经提到，本地网单节点挂接时骨干/汇聚层复用段保护方式使用较多，在不修改原有保护方式完成网络的演进对运维而言是相对比较容易接受的一种方式。一般建议在骨干层与汇聚层间采用复用段的DNI保护方式，汇聚层与接入层采用MSP+PP的方式，这两种保护方式在现网中有一定的应用案例，技术相对成熟。存在问题：随着中心机房容量的极大提升，普遍采用了10G速率的大容量传输设备，下载设备与大容量传输设备单节点相连，下载设备的逐渐增多，一旦中心机房传输主设备节点失效，将造成大面积的网络瘫痪，而目前这种恶性事故在多个运营商均有发生。解决思路：可以用双节点下挂的方式进行解决，在中心节点设备失效时下载设备业务完全不丢失，下载设备失效时只影响本机的较少业务。方法1：在下载环处不宜采用MSP+MSP的方式，据多个厂家的测试数据表明，同一个网络中多MSP+MSP对倒换时间有较大的影响。方法2：用MSP+全网SNCP的保护方式，全网SNCP即从接入层至中心机房下载设备全部采用SNCP方式，但可以与MSP方式组合使用，在MSP保护方式的环路中同样进行双发选收，这种保护方式很好地解决了双节点下挂的问题，但却造成骨干/汇聚层带宽利用率下降了一半。目前方法2在现网中已被一些运营商所采用，但由于带宽利用率下降一半的问题，运营商在采用该种方式时必须考虑到成本问题。2.2SNCP的改造方式目前SNCP+SNCP的分层保护方式鉴于大多厂家倒换时间较长，不是一种非常适合本地网改造的方案，但特殊形式的PP+PP环保护是一种全网SNCP保护方式，即从接入点至下载点的SNCP保护，也可俗称为大PP环保护方式，这种保护方式原理非常简单，因为本地网电路大量属于集中型业务，所以基本不存在浪费带宽的问题，因此在电路利用率方面与复用段保护是基本一致的。这种保护方式的优点如下：a）全网的SNCP保护方式可以实现全程全网只需做一次电路，这样对维护的压力可以减小。b）全网SNCP保护方式将极大地淡化通路组织图的概念，而重视全网端口的对应表，这种方式与今后的ASON保护方式是异曲同工的，通路组织图概念的淡化将不再强调必须准确了解全网电路的路径，将极大地减少维护工作量。c）除接入点与下载点任意设备失效均不会影响业务，由于中心机房设备将下挂大量下载设备，因此有效地进行了风险分担。d）骨干层将来向ASON演进时可直接将电路属性更改为1+恢复的形式，演进方式非常平滑，而且由于全网相当于永久1+1的保护方式，在多处断纤的情况下下载点倒换时间均远小于50ms。e）可以做到中心节点设备失效时下载电路的完全保护，大PP环便于下载设备与两个机房的主设备相连，而且不会多占用带宽，该方式并没有增加主设备的光口，而且一旦两个机房下载设备在同一个下载环中，还可以减少中心节点设备一半的下载光口。这种保护方式的缺点如下：A、直接采用全网SNCP的保护方式，这对原有网络必须进行复用段改SNCP的大规模电路调整。这种改造方式需要设备性能的支持，如果能在同一环路中同时支持SNCP和复用段保护的方式，则对电路的影响较小，但如果不支持，则涉及到大量电路的保护属性改变，可能中断电路的时间较长，在网络改造时需要注意。B、由于以前是分层进行保护，各环的保护路径相对较短，全网SNCP的改造后形成整个本地网的大PP环，保护路径较长，因此两处断纤的可能性增大，由于骨干/汇聚层光缆段落相对较少，目前可采用光纤倒换器的方式进行保护，这样在多处断纤时业务也可以得到保护，相当于形成了分层的网络保护，而且由于本地网光缆长跨距段落有限，因此使用光纤倒换器后对跨距规格基本没有影响；将来采用了ASON技术以后将形成骨干/汇聚层的MESH网结构，与使用光纤倒换器相比减少了为每段光缆寻找备用路由的工作量，并且全网实现了智能化。C、由于考虑全网的双节点保护，因此下载设备需与两个中心机房的主设备相连，因此将占用一定数量的局间光缆。D、一些厂家网管不支持对SNCP进行批量电路操作，有可能会增加一些网管工作量。这种保护方式的优点如下：a）全网的SNCP保护方式可以实现全程全网只需做一次电路，这样对维护的压力可以减小。b）全网SNCP保护方式将极大地淡化通路组织图的概念，而重视全网端口的对应表，这种方式与今后的ASON保护方式是异曲同工的，通路组织图概念的淡化将不再强调必须准确了解全网电路的路径，将极大地减少维护工作量。c）除接入点与下载点任意设备失效均不会影响业务，由于中心机房设备将下挂大量下载设备，因此有效地进行了风险分担。d）骨干层将来向ASON演进时可直接将电路属性更改为1+恢复的形式，演进方式非常平滑，而且由于全网相当于永久1+1的保护方式，在多处断纤的情况下下载点倒换时间均远小于50ms。e）可以做到中心节点设备失效时下载电路的完全保护，大PP环便于下载设备与两个机房的主设备相连，而且不会多占用带宽，该方式并没有增加主设备的光口，而且一旦两个机房下载设备在同一个下载环中，还可以减少中心节点设备一半的下载光口。3设备选择除超大型本地网外，大型波分设备在很长一段时间内都不会是优先选择，而且如粗波分容量较小，速率较低，距离较短，与SDH相比没有明显的竞争优势，除在一些特殊场合，将不会成为本地网内的主流应用，因此主要考虑ASON/SDH的选型要求。3.1大容量低阶交叉设备对于多业务网并存的运营商如中国联通，已经需要大容量的低阶交叉，中国电信和中国网通虽然目前对低阶交叉需求不大，但今后随着3G牌照的发放也将带来对低阶交叉的需求。对于单业务运营商如中国移动，今后将面临传统G网与3G网络并存的问题，必然会造成对大量低阶交叉功能的需求。因此，目前各大运营商传输网络虽不一定立即配置大容量的低阶交叉，但必须考虑传输设备在低阶交叉功能上的平滑升级性。3.2光口冗余度较大基于便于扩容与今后MESH化的原则，主节点设备必须有相当的光口预留，像大型本地网由于容量及MESH化的要求将耗费大量的光口，而且目前主节点设备普遍具有数百G的高阶交叉，槽位背板容量普遍基于10G或以上带宽，在这种槽位上下低速率业务如155M光口将大量耗费槽位资源，而且不利于形成风险分担，因此建议主节点设备不再提供低速率业务端口，下载功能由下载设备完成，大量的下载设备均进行双节点保护，由于业务分担在各个下载设备上，有效进行了风险分担。基于对主节点设备槽位资源的节约，下载设备群路光口建议使用10G/2.5G速率。3.3向ASON的平滑演进基于ASON是传输网的发展方向，而且在近期内将会有大规模的应用，因此主设备必须具备今后向ASON平滑演进的功能，基于ASON保护方式有多种，必须结合网络建设的架构要求，选择适当的保护方式，着重考虑现有保护方式今后向ASON演进时的平滑性。4、其他A、对于大型本地网，考虑到维护上的便利性，在投资允许的前提下尽量考虑进行网管备份，而且最好不要出现冷备份，尽量避免人工倒换。B、在进行前期网络规划时还应注意光缆路由的MESH化，没有光缆路由的MESH化，在向ASON升级时将不可能建设一个很好的ASON。5、总结今后本地传输网将向更高容量、MESH化，双节点保护、下载业务风险分担等方向进一步发展，只要考虑到本地传输网今后发展中一些需要注意的问题，本地传输网在安全性、容量、维护简易性等各方面均会得到很大的提高。谢谢大家