朱友芬，薛 強(qiáng)，符慧迪

（1.中國聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信有限公司廣東省分公司，廣東 廣州 510000；2.中訊郵電咨詢設(shè)計院有限公司，北京 100048）

1 S市傳輸網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀及問題

S市隸屬于南方，經(jīng)過多年的發(fā)展建成了10G WDM、100G WDM、SD-OTN等多張傳輸網(wǎng)絡(luò)，主要部署在匯聚層以上，解決IP城域網(wǎng)、IP承載網(wǎng)、IDC網(wǎng)絡(luò)以及GE以上顆粒的集客專線業(yè)務(wù)等。在超高速、超大容量的光傳送網(wǎng)中，網(wǎng)絡(luò)故障會造成巨大的影響和損失，使得網(wǎng)絡(luò)的可靠性和生存能力受到很大的挑戰(zhàn)，帶來極大的安全隱患，因此生存性是傳輸網(wǎng)規(guī)劃和設(shè)計的關(guān)鍵性能指標(biāo)[1]。

經(jīng)過多年的發(fā)展，S市OTN網(wǎng)絡(luò)存在以下3個問題。一是S市OTN網(wǎng)絡(luò)在進(jìn)行業(yè)務(wù)路由分配時缺乏全局考慮和長遠(yuǎn)規(guī)劃，隨著業(yè)務(wù)量的急劇增加，OTN網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)在少數(shù)傳輸鏈路上的過度集中存在突發(fā)性擁塞的風(fēng)險；二是S市現(xiàn)有的10G WDM平臺在網(wǎng)年限超15年，設(shè)備故障率高且已停廠，亟需退網(wǎng)；三是S市100G WDM系統(tǒng)未部署SDN功能，無法實現(xiàn)業(yè)務(wù)端到端的快速發(fā)放。

2 面向OTN的業(yè)務(wù)需求

2.1 帶寬需求

OTN網(wǎng)絡(luò)主要承載GE以上顆粒，是以業(yè)務(wù)需求為驅(qū)動建設(shè)的網(wǎng)絡(luò)，目前主要解決IP城域網(wǎng)、IP承載網(wǎng)、IDC網(wǎng)絡(luò)以及集客專線業(yè)務(wù)需求。IP城域網(wǎng)針對OTN網(wǎng)絡(luò)的需求主要是10GE顆粒，近年來隨著互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的蓬勃發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心在各大城市均大規(guī)模建設(shè)，出口帶寬均在100G以上。BRAS上聯(lián)需求目前多為10GE或多個10GE捆綁，后續(xù)將跳過40GE平臺，直接上升為100G。

目前S市IDC業(yè)務(wù)發(fā)展迅速，建設(shè)了多個IDC專屬機(jī)房，出口帶寬需求均為100G或多個100G。IDC業(yè)務(wù)以及集客業(yè)務(wù)將逐步成為主流業(yè)務(wù)，IP承載網(wǎng)不再建設(shè)直至退網(wǎng)。業(yè)務(wù)網(wǎng)的帶寬需求隨著數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的蓬勃發(fā)展，將逐步由10G提升為100G。傳輸100G WDM系統(tǒng)成為主要承載網(wǎng)絡(luò)，而10G WDM系統(tǒng)面臨退網(wǎng)[2]。

2.2 保護(hù)要求

S市的IDC及城域網(wǎng)業(yè)務(wù)的倒換機(jī)制對傳輸系統(tǒng)提出了更高的要求，即50%擴(kuò)容門限，兩個平面可以倒換，單平面鏈路中斷不超50%。

根據(jù)IDC及城域網(wǎng)業(yè)務(wù)故障時的倒換機(jī)制，建議傳輸系統(tǒng)通過優(yōu)化調(diào)整，通過降低單平面峰值利用率來提升網(wǎng)絡(luò)抗故障中斷能力，提高網(wǎng)絡(luò)的生存性。

2.3 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化

網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化就是在充分了解網(wǎng)絡(luò)運行狀態(tài)的前提下，對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)采用和分析，了解影響網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的因素，采取各種技術(shù)手段對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化，使網(wǎng)絡(luò)達(dá)到最佳運行狀態(tài)，使資源利用最優(yōu)化[3]。

3 案例分析

3.1 通過優(yōu)化調(diào)整實現(xiàn)OTN系統(tǒng)間流量均衡分擔(dān)

S市目前有5個100G WDM系統(tǒng)，共承載在5條光纜上，每個系統(tǒng)均由2條光纜形成光層保護(hù)，但各系統(tǒng)承載IDC和城域網(wǎng)業(yè)務(wù)不均衡。S市100G WDM網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀如表1所示。

表1 S市100G WDM網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀

由表1可知，系統(tǒng)1、2同光纜路由，系統(tǒng)3、5同光纜路由。S市2021年6月份，光纜1和3同時中斷，由于城域網(wǎng)的故障倒換機(jī)制，各平面峰值利用率均超出50%，各平面（方向）間無法實現(xiàn)靈活倒換，因此電路故障時只能在單平面（方向）進(jìn)行負(fù)荷分擔(dān)，導(dǎo)致IDC網(wǎng)絡(luò)和城域網(wǎng)出現(xiàn)了流量擁塞。各網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)倒換情況如下，IDC網(wǎng)絡(luò)B、D方向業(yè)務(wù)全擁塞，城域網(wǎng)B方向業(yè)務(wù)全擁塞[4]。

為解決這一安全隱患，S市對5個100G WDM系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整（表2），保證各個系統(tǒng)均衡承載，中斷單個傳輸系統(tǒng)業(yè)務(wù)不擁塞，中斷單個平面業(yè)務(wù)不擁塞。

表2 S市100G WDM網(wǎng)絡(luò)調(diào)整方案

IDC業(yè)務(wù)調(diào)整方案違A方向原系統(tǒng)1承載的4條業(yè)務(wù)調(diào)整兩條至系統(tǒng)3和系統(tǒng)4、系統(tǒng)2調(diào)整1條至系統(tǒng)5，保證了各個系統(tǒng)間的業(yè)務(wù)均衡，單個傳輸系統(tǒng)業(yè)務(wù)不擁塞，單個平面業(yè)務(wù)不擁塞。同理，調(diào)整B、C、D方向的業(yè)務(wù)分?jǐn)偟?個系統(tǒng)上，實現(xiàn)了業(yè)務(wù)的均衡分?jǐn)?，提升了網(wǎng)絡(luò)的生存性和健壯性。

城域網(wǎng)業(yè)務(wù)調(diào)整方案為A方向原系統(tǒng)1承載的13條業(yè)務(wù)調(diào)整4條至系統(tǒng)系統(tǒng)2，保證了業(yè)務(wù)均衡分擔(dān)，單個傳輸系統(tǒng)業(yè)務(wù)不擁塞，單個平面業(yè)務(wù)不擁塞。同理，調(diào)整B方向的業(yè)務(wù)分?jǐn)偟?個系統(tǒng)上，實現(xiàn)了業(yè)務(wù)的均衡分?jǐn)?，提升了網(wǎng)絡(luò)的生存性和健壯性。

綜上，S市的5個100G WDM系統(tǒng)經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化后，各系統(tǒng)間的業(yè)務(wù)承載實現(xiàn)了真正的負(fù)荷分擔(dān)，提升了業(yè)務(wù)承載的安全性和可靠性。

3.2 引入光網(wǎng)絡(luò)前沿領(lǐng)先技術(shù)，提升網(wǎng)絡(luò)的運行效率

S市結(jié)合光纜路由進(jìn)行OTN網(wǎng)絡(luò)的MESH化重構(gòu)，實現(xiàn)了波長一跳直達(dá)。全光交換對網(wǎng)絡(luò)波長資源的調(diào)度、管理提出更高的要求，OXC的出現(xiàn)既可以滿足網(wǎng)絡(luò)MESH化、一跳直達(dá)的要求，又可以簡化網(wǎng)絡(luò)，降低運維難度[5]。

結(jié)合未來業(yè)務(wù)的發(fā)展情況，引入光交叉連接（Optical Cross-Connect，OXC）和波分交換網(wǎng)絡(luò)（Wavelength Switched Optical Network，WSON）等光網(wǎng)絡(luò)前沿領(lǐng)先技術(shù)，保證全網(wǎng)最佳性能。針對當(dāng)前核心調(diào)度節(jié)點和未來維度數(shù)會增加的節(jié)點優(yōu)先部署OXC設(shè)備，一是可以避免后續(xù)涉及到的業(yè)務(wù)割接工作，二是可以解決機(jī)房空間和功耗不足的問題，滿足未來5～10年的光層演進(jìn)需求，保證了網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。

將WSON和SDN相結(jié)合，確保網(wǎng)絡(luò)抗多次斷纖，提升網(wǎng)絡(luò)可靠性。OXC的作用就是服務(wù)于全光交換和全光調(diào)度，具備大維度無阻塞交換能力，具有極高的交叉調(diào)動容量。WSON的核心能力主要有以下3點。

（1）自動發(fā)現(xiàn)。WSON采用GMPLS協(xié)議來實現(xiàn)節(jié)點、拓?fù)浜唾Y源的自動發(fā)現(xiàn)，簡化了維護(hù)流程。

（2）自動建連。相較于傳統(tǒng)的固定連接、手工配置連接方式，WSON基于設(shè)備ROADM技術(shù)使物理層設(shè)備具備靈活建立連接的能力，可實現(xiàn)業(yè)務(wù)的一鍵式開通。

（3）自動恢復(fù)?；赗OADM技術(shù)，在發(fā)現(xiàn)故障時WSON可以快速建立新路徑，實現(xiàn)業(yè)務(wù)的快速恢復(fù)，從而緩解光纖維修的緊急度，降低緊急修復(fù)光纖的時間壓力，減少緊急事件引入的額外成本。

相對傳統(tǒng)的1+1保護(hù)，WSON保護(hù)真正實現(xiàn)“有路就通”的抗多次斷纖保護(hù)，具體對比如圖1所示。

圖1 傳統(tǒng)的1+1保護(hù)和WSON保護(hù)對比

3.3 網(wǎng)絡(luò)精簡

S市目前在網(wǎng)的10G WDM系統(tǒng)已運行了15年以上，故障率高且設(shè)備已停產(chǎn)，無備件可用，亟需退網(wǎng)。由于S市目前的10G WDM系統(tǒng)承載業(yè)務(wù)較多，如果一次性遷移，需花費大量的人力和物力，投資大且無效益，因此制定了10G WDM退網(wǎng)的整體思路。以SD-OTN政企精品網(wǎng)為底座進(jìn)行業(yè)務(wù)割接，老舊設(shè)備騰退，并持續(xù)優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)實現(xiàn)節(jié)能降耗，最大化SD-OTN基礎(chǔ)網(wǎng)和業(yè)務(wù)網(wǎng)價值，提升S市的數(shù)字品質(zhì)體驗。

可持續(xù)發(fā)展的城市離不開完善的基礎(chǔ)化信息能力，S市在現(xiàn)網(wǎng)SD-OTN全光網(wǎng)的基礎(chǔ)上，以綠色環(huán)保為己任，積極制定節(jié)能環(huán)保措施，通過割接、退網(wǎng)、優(yōu)化等手段，在提升網(wǎng)絡(luò)品質(zhì)的同時節(jié)能降耗，減少碳排放。

4 結(jié) 論

針對多套OTN系統(tǒng)承載業(yè)務(wù)不均衡問題，通過網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化并引入OXC和WSON等光網(wǎng)絡(luò)前沿領(lǐng)先技術(shù)，保證全網(wǎng)最佳性能，實現(xiàn)均衡分擔(dān)的目標(biāo)，提升業(yè)務(wù)承載的安全性，兼顧網(wǎng)絡(luò)精簡。通過S市的部署可以總結(jié)經(jīng)驗，為有多套OTN系統(tǒng)的地市業(yè)務(wù)均衡分擔(dān)提供有力的現(xiàn)網(wǎng)數(shù)據(jù)支撐，為未來業(yè)務(wù)的發(fā)展奠定堅實的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。