运营探讨——以OTN从容应对未来

文/刘伟 刘中林

     移动省干传送网不断涌现出大颗粒IP业务的传送需求。面对这一新形势，A省移动勇于探索，顺势而动，引入了具有ASON功能的OTN网络。在满足了现网传送需求的同时，也为A省移动未来的长远发展奠定了基础。

    大颗粒业务传送考验移动省干

    在移动软交换建设之前，移动网络中的业务主要为TDM。SDH网络特别适合TDM业务的传送，并具有大容量、灵活的业务调度、可靠的业务保护与恢复能力、良好的网络可维护性等性能。采用SDH进行移动省干的建设为最佳选择。

    近年来，A省移动业务发展迅速，移动软交换全面建设。目前，全省已基本实现了移动软交换；网络人口覆盖率达到93%，城市覆盖率达到99.9%，省内重点旅游区覆盖率100%。然而，随着业务的快速发展，以及3G移动网络建设的即将启动，传统的SDH移动省干传送网已难以适应新形势下业务发展的需要。

    A省移动传送网分两个层面：接入层和核心层。接入层提供从基站到BSC/RNC之间的业务传送。核心层包括城域核心层与城间长途骨干层。其中城域核心层提供BSC与MSC、MSC与MSC/MGW之间的业务传送；城间长途骨干层（即省干传送网）提供省内城市间MGW之间的长途业务传送。

    城间MGW与MGW之间业务已全部IP化，业务由省干IP承载网进行承载，而省干IP承载网上的业务则由省干传送网进行传送，业务颗粒为POS/FE/GE。城市间的长途业务量大，带宽需求增长迅速，对可靠性要求较高，从而对省干传送网提出了较高要求：必须适应IP业务的传送；必须具有大的传送容量；必须提供较高的传送可靠性；必须做到网络的弹性可扩展；业务调度必须灵活快捷；等等。

    从业务颗粒上看，在移动省干上业务颗粒如今以2.5G POS、GE为主（而在移动国干，业务颗粒以10G POS为主）。相比以往的VC-4颗粒，大颗粒业务迅速增多。

    业务颗粒变大对原有的IP over SDH over WDM的建网模式带来了冲击。SDH的存在，带来了灵活的业务调度和可靠的业务保护，使IP业务能够享受到电信级的传送服务；同时，也提供了极方便的网络管理与维护。在网络中业务颗粒小，业务量不大的情况之下，这种建网模式具有较好的性价比。但是，当传送网核心层的业务量迅速增加，网络中业务变为以2.5G POS、GE等大颗粒为主时，必须对原有SDH网络进行大规模扩容，从而SDH层的投资在整个投资中所占的比重迅速增加。这时，SDH设备与网络的复杂度将大大增加，可靠性大大降低，管理与维护成本将迅速增加，导致这一建网模式变得不再可行。

    面对这一新变化，A省移动决定抽掉SDH层，将IP化的业务颗粒直接放在WDM上进行传送，也就是通常说的IP over WDM建网模式。

    IP over WDM也有不足

    通过IP over WDM方式组网，节省了SDH层的投资，使得网络层次变得清晰、简单，降低了整体CAPEX和OPEX。但是，由于没有了SDH层对业务的可靠保护，对业务进行保护的重担落在了WDM层上。虽然在IP层也可通过双平面设计并引入快速恢复技术，做到对业务50ms的故障恢复，但实现难度较高，成本较高，技术性与经济性无法得到保障。

    移动省干对于传送网“物理链路的可靠性、业务调度的灵活性、网络的可扩展性、日常维护的便利性”等方面提出了极高的要求。传统WDM由于本身的技术限制，本质上只是一种点对点的大容量传输技术，在网络扩展能力、业务保护能力、业务的监控与维护等方面有不足之处。具体表现在：

    首先，组网能力较弱，对业务的保护能力不足。移动骨干网业务量大，保护级别高、流向灵活，要求传送层对业务实施可靠的保护，以保证实现电信级的业务保护与恢复。在实施保护的同时，还要有较高的网络带宽利用率。传统波分因为主要基于光层进行故障检测和启动保护动作，所以除少数1＋1波长保护之外，很难提供其他的稳定可靠的保护手段，保护手段单一，保护能力弱。同时，保护要额外占用波长资源，并难以做到带宽共享。

    其次，业务分配固定，业务调度不灵活。A省移动的用户数已经超过1200万，任何新业务的推出，都会造成带宽需求的急剧增加，这就要求传送网能够实现快速的带宽提供。而传统WDM网络各业务所需的通道/波长分配固定，网络拓扑和通道/波长规划调整困难，通道/波长必须以点对点的形式进行配置，无法动态调整，不能提供带宽。

    第三，网络日常维护和管理单一，无法监控所传送业务的状态。传统波分系统虽然提供了光监控信道，但仅用于对光信道的物理性能（如信道光功率大小与均衡性、光信道劣化状态、信道连通状态、光放大器工作状态等）进行监控，不能对所传送的业务的误码检测及告警进行监控，没有提供专门用途的开销。而SDH系统采用了标准的帧结构，并专门拿出约5％的开销用于管理，从而使业务具有良好的性能监测与保护机制。这是两者在业务管理上的最大差别。

    因此，A省移动认识到，在省干传送网采用IP over WDM建网模式难以满足业务对传送网的新需求，必须探索新的传送模式，且这种传送模式应该是结合了SDH和波分各自的优势，既具有波分的大容量传输能力，又具有SDH的高效的保护、灵活的调度和完善的管理维护能力。

    IP over OTN成为首选

    面对这一新问题，A省移动进行了深入探讨和详细的论证，并邀请华为公司参与讨论。

    由于OTN网络的交叉调度颗粒为ODU1/GE，与SDH的VC-4交叉调度颗粒相比要大得多，从而大大提高了调度效率。同时，OTN充分继承了SDH的灵活性与可靠性方面的优势，以及WDM大容量、长距离方面的优势，将两者的优点结合起来，形成了新一代的传送模式。双方都认为，OTN是实现省干传送网大颗粒IP业务的可靠传送，并满足移动网络未来发展需求的优选方案。

    2007年初，A省移动与华为公司合作，决定采用IP over OTN的建网思路，在业务量最大的省干区域引入具有ASON功能的OTN网络，以传送省干中的大颗粒IP业务。

    工程初期开通了数条2.5G POS等大颗粒业务，每条业务分配一个独立的ODU1时隙。所有业务节点配置了大颗粒交叉连接矩阵（交叉调度颗粒为ODU1）。OTN设备通过加载ASON/GMPLS控制平面，实现了基于OTN的ASON，从而实现了网络的智能化，以及对2.5G POS业务的可靠保护。

    OTN给A省移动带来了如下好处：

    其一，组网灵活，网络扩展方便。A省移动OTN网络，初期仅实现了4个城市（含省会城市）之间的业务传送，为双平面，每平面内组OTN环网；两平面间进行了互通。随着业务的发展，以后OTN网络会逐步根据需要实现全Mesh组网，并扩展到其它城市。

    其二，保护完善，可靠性高。A省移动同时实现了电层SNCP保护和光层ASON，相比传统的通道级1+1保护，可靠性较高，不但可以支持多点故障，而且恢复时间满足电信级的要求。

    其三，业务调度灵活，维护便利。采用基于光波长、电层子波长的OTN调度功能，使得大颗粒业务在不同局点之间进行灵活调度，可做到“点击”提供带宽。同时，OTN体系开销丰富，可以实现类似于SDH网络的管理和监控能力，有利于网络的日常维护、快速的故障定位，从而提高维护效率。