SDH業(yè)務(wù)遷移和網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)策略研究

盧慧嬌，沈銘

（中國移動(dòng)通信集團(tuán)福建有限公司廈門分公司，福建 廈門 361008）

0 引 言

SDH（同步數(shù)字傳輸體制）作為傳送網(wǎng)的主流技術(shù)之一，在聯(lián)通、電信及移動(dòng)等運(yùn)營商都建立大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)，承載著政企、金融及部隊(duì)等重要業(yè)務(wù)。隨著業(yè)務(wù)逐步朝IP 化和大帶寬的方向發(fā)展，原有的SDH 技術(shù)已無法滿足承載需求。同時(shí)SDH 設(shè)備老舊，在網(wǎng)時(shí)間長，故障率變高，但國內(nèi)一些主流設(shè)備商已逐步停止SDH 設(shè)備供貨及相關(guān)服務(wù)，SDH 網(wǎng)絡(luò)承載的業(yè)務(wù)面臨技術(shù)服務(wù)風(fēng)險(xiǎn)。

隨著大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等賦能行業(yè)的快速發(fā)展，建立大帶寬、低時(shí)延、高可靠性的專線網(wǎng)絡(luò)已迫在眉睫。在現(xiàn)網(wǎng)SDH 仍有大量存量，承載重要政企專線的前提下，如何結(jié)合現(xiàn)有傳送網(wǎng)絡(luò)，采用新技術(shù)新網(wǎng)絡(luò)遷移SDH 網(wǎng)絡(luò)所承載的業(yè)務(wù)，并使SDH 網(wǎng)絡(luò)向PTN/SPN/OTN 等新網(wǎng)絡(luò)平滑割接演進(jìn)，已成為運(yùn)營商亟需解決的技術(shù)難題。

針對(duì)上述現(xiàn)狀，課題組通過對(duì)比分析，制定SDH 業(yè)務(wù)遷移方案，發(fā)現(xiàn)基于VC-OTN 技術(shù)的政企專網(wǎng)承載方案，具備架構(gòu)簡化、帶寬可調(diào)、時(shí)延可視、快速調(diào)度等優(yōu)點(diǎn)，不僅推動(dòng)SDH 業(yè)務(wù)遷移，而且滿足新增專線用戶個(gè)性化需求，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)同時(shí)為運(yùn)營商帶來新的增值服務(wù)，催生新的贏利點(diǎn)。

1 當(dāng)前主流傳送網(wǎng)技術(shù)

近年來，移動(dòng)業(yè)務(wù)發(fā)展迅猛，城域傳送網(wǎng)除了承載2G基站、專線業(yè)務(wù)外，新的智能管道、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等5G 行業(yè)應(yīng)用，對(duì)傳送網(wǎng)提出更高的要求，推動(dòng)著各種接入和傳送技術(shù)不斷發(fā)展，以下對(duì)目前主流的接入和傳送技術(shù)做簡要介紹和分析。

1.1 PTN 技術(shù)

PTN（分組傳送網(wǎng)）采用分組包交換技術(shù)為TDM、IP等業(yè)務(wù)提供端到端專線級(jí)別的傳輸管道。具備全I(xiàn)P 業(yè)務(wù)承載能力，通過PWE3（偽線仿真）實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)電路業(yè)務(wù)的兼容性，具有便捷的OAM 和網(wǎng)管能力、端到端的業(yè)務(wù)配置和端到端QoS 帶寬及流量管理工程。通過T-MPLS（傳送多協(xié)議標(biāo)簽）和PBT（運(yùn)營商骨干傳送）技術(shù)體制實(shí)現(xiàn)分組傳送，兩者均支持端到端、雙向點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的連接，基于50 ms 的電信級(jí)業(yè)務(wù)保護(hù)倒換能力，均可用來實(shí)現(xiàn)SDH 向分組交換的轉(zhuǎn)變。

1.2 OTN 技術(shù)

OTN（光傳送網(wǎng)）是基于SDH 和WDM 的傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，結(jié)合SDH 和WDM 的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)電/光層子波長交叉，具有SDH 技術(shù)字節(jié)、網(wǎng)絡(luò)維護(hù)和管理能力等。以光交叉OTN 網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，利用G709 規(guī)范的封裝規(guī)程映射，在光層實(shí)現(xiàn)波長級(jí)交叉調(diào)度和信號(hào)傳輸。它不僅提供通信協(xié)議的完全透明，而且為WDM 提供端到端的連接和組網(wǎng)能力，為ROADM 提供光層互聯(lián)的規(guī)范并補(bǔ)充了子波長匯聚和疏導(dǎo)能力。OTN 能力支持單波長20 Gbit/s 和超過10 Tbit/s 的系統(tǒng)總?cè)萘?，是真正面向未來的網(wǎng)絡(luò)。

1.3 SPN 技術(shù)

SPN（切片分組網(wǎng)）是面向5G 承載的新一代傳輸網(wǎng)絡(luò)，可實(shí)現(xiàn)大帶寬、低時(shí)延、高效率的綜合業(yè)務(wù)傳輸，完全兼容分組網(wǎng)的帶寬統(tǒng)計(jì)復(fù)用，并通過FlexE 接口和SE 通道提供低時(shí)延、硬隔離的切片通道。FlexE 接口采用時(shí)分復(fù)用方式，提供通道化隔離和多端口綁定能力，實(shí)現(xiàn)了以太網(wǎng)MAC 與物理媒介層的解耦，構(gòu)建端到端剛性管道。SE 在FlexE 技術(shù)基礎(chǔ)上，對(duì)高速率接口進(jìn)行精細(xì)化劃分，即兼容以前以太網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)避免報(bào)文經(jīng)過L2/L3 層存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)，將以太網(wǎng)切片從端口級(jí)向網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)擴(kuò)展。

1.4 技術(shù)比較

下面給出了上述各類傳送網(wǎng)技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比，如圖1所示。

圖1 傳送網(wǎng)技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比

2 SDH 業(yè)務(wù)遷移方案

基于上述主流傳送網(wǎng)技術(shù)的分析比較，研究構(gòu)建了以下兩組SDH 業(yè)務(wù)遷移方案，并對(duì)其效果進(jìn)行了充分對(duì)比。

2.1 基站業(yè)務(wù)的遷移

2G 基站一般使用2Mbit/s 電路，可通過接入層到核心層端到端的PTN 網(wǎng)絡(luò)承載：

（1）2G 基站IP 化改造后，2G 基站可全部遷移到PTN系統(tǒng)上，采用傳輸PTN 三層方案。與LTE 的承載方案一樣，L2/L3 節(jié)點(diǎn)和L3 節(jié)點(diǎn)口字型組網(wǎng)配置L3VPN 業(yè)務(wù)，L2/L3 節(jié)點(diǎn)與接入側(cè)網(wǎng)元配置雙歸業(yè)務(wù)，配置PW APS 和MC_LAG 保護(hù)。

2G 基站業(yè)務(wù)承載方案，為VLL+靜態(tài)L3VPN 方式，采用獨(dú)立Tunnel 和L3 VPN，規(guī)劃單獨(dú)IP 地址和VLAN，雙歸到現(xiàn)網(wǎng)L2/L3，但采用不同的VPN 同LTE 隔離，落地側(cè)新增L3 同BSC 對(duì)接，采用主備路由方式對(duì)接。

基站側(cè)Abis 接口從當(dāng)前的TDM E1 接口升級(jí)改造為ETH IP 接口，BSC 同PTN 之間采用IP 接口對(duì)接，BSC 到移動(dòng)核心網(wǎng)MSC 之間的接口和承載方式不變。

（2）未完成IP 化改造的基站業(yè)務(wù)，PTN 接入設(shè)備需增擴(kuò)2M 接入板，2G 基站業(yè)務(wù)才能割接至PTN 接入設(shè)備中，BSC 側(cè)需與PTN 進(jìn)行SDH 光口對(duì)接。

2.2 專線業(yè)務(wù)的遷移

政企客戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全性要求較高，要求提供可靠的剛性帶寬、保證的時(shí)延以及物理層隔離。SDH 基于TDM 的傳送方式，能為用戶提供剛性管道、穩(wěn)定可靠的帶寬和時(shí)延保證。而PTN 網(wǎng)絡(luò)因技術(shù)特點(diǎn)無法滿足上述客戶要求。當(dāng)前VC-OTN 技術(shù)已兼容傳統(tǒng)SDH 能力，大顆粒政企業(yè)務(wù)可通過OTN ODUK 承載，而剛性帶寬的小顆粒政企業(yè)務(wù)，因顆粒小、對(duì)接設(shè)備復(fù)雜、電路數(shù)量多等，則可采用VC-OTN的方式承載。建設(shè)一張能為政企專線客戶提供滿意服務(wù)的傳送網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)平滑演進(jìn)，是運(yùn)營商重點(diǎn)關(guān)注的問題。

2.2.1 VC-OTN 技術(shù)介紹

VC-OTN 是具有VC 交叉功能的OTN 技術(shù)，融合OTN、TDM 和分組（PKT）三個(gè)平面的技術(shù)，能夠綜合承載分組業(yè)務(wù)、SDH 業(yè)務(wù)和OTN 業(yè)務(wù)。核心理念是“All in One”，采用統(tǒng)一線卡，集成PKT、SDH 和OTN 的處理模塊，自由靈活地封裝映射及分配帶寬。通過定義VC 適配ODU幀結(jié)構(gòu)，具有強(qiáng)大的交叉能力，根據(jù)業(yè)務(wù)屬性提供不同粒度的處理方式，映射到最匹配的管道中，實(shí)現(xiàn)同時(shí)對(duì)多種業(yè)務(wù)的承載。與SDH 無縫對(duì)接、混合組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)梳理與整合，滿足多業(yè)務(wù)發(fā)展需求。

目前國內(nèi)主流設(shè)備廠家均有支持VC-OTN 的成熟設(shè)備及線卡，可大量使用VC-OTN 部署核心、匯聚層、接入層等各層級(jí)網(wǎng)絡(luò)，投資相對(duì)經(jīng)濟(jì)且容易操作，因此VC-OTN技術(shù)是替代SDH 的首選方式。

2.2.2 政企專網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

通過搭建VC-OTN 政企專網(wǎng)，滿足政企專線低時(shí)延、高可靠性和高安全性等基本需求，同時(shí)VC-OTN 專線業(yè)務(wù)具備易發(fā)放、易維護(hù)，大小顆粒專線共存、剛性管道與彈性管道共存等特點(diǎn)，滿足專線業(yè)務(wù)復(fù)雜混合場(chǎng)景承載需求。如圖2所示，政企專網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)為：

圖2 政企專網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

（1）省核心機(jī)房部署兩臺(tái)OTN 設(shè)備，通過省干WDM/OTN 網(wǎng)絡(luò)對(duì)接地市設(shè)備，采用OTUk 灰光接口對(duì)接透傳，實(shí)現(xiàn)省干組網(wǎng)與地市組網(wǎng)的結(jié)構(gòu)分層，對(duì)接速率根據(jù)需求可選用支持ODU0 小顆粒調(diào)度的OTU2 或OTU4，實(shí)現(xiàn)全省業(yè)務(wù)的統(tǒng)一調(diào)度。

（2）地市內(nèi)分四層架構(gòu)：核心層、骨干匯聚、普通匯聚及綜合業(yè)務(wù)接入點(diǎn)。地市兩個(gè)核心機(jī)房分別部署OTN 設(shè)備，分別與兩個(gè)省核心互聯(lián)，帶寬為2×100 G，采用SNCP或LMSP 進(jìn)行保護(hù)，負(fù)責(zé)本地跨區(qū)業(yè)務(wù)調(diào)度及跨域網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)調(diào)度，同時(shí)兼做匯聚設(shè)備使用。

（3）地市核心到骨干匯聚下行配置混合10 Gb/s 或100 Gb/s 彩光線路板，用于向各匯聚節(jié)點(diǎn)分別開通100 Gb/s 波道承載業(yè)務(wù)，采用SNCP 或LMSP 進(jìn)行保護(hù)。

（4）骨干匯聚OTUk 灰光接口對(duì)接普通匯聚，采用LMSP 進(jìn)行保護(hù)，實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)業(yè)務(wù)調(diào)度。

（5）普通匯聚采用多點(diǎn)組環(huán)，10GE 環(huán)網(wǎng)內(nèi)虛擬出SDH 邏輯平面，環(huán)上業(yè)務(wù)采用SNCP 保護(hù)，通過灰光接口板下掛接入型OTN 或CPE 設(shè)備，滿足綜合業(yè)務(wù)區(qū)業(yè)務(wù)接入。

（6）接入層按需部署，采用多速率多業(yè)務(wù)類型的接入型OTN 或CPE 設(shè)備，通過灰光接口上連到匯聚設(shè)備，支持EoS、EoO、EoSOO 等多業(yè)務(wù)承載方式傳送業(yè)務(wù)。

以上各層級(jí)組網(wǎng)使用的灰光接口或彩光線路板均支持ODU、分組、VC 交叉功能。若現(xiàn)網(wǎng)已有OTN 網(wǎng)絡(luò)，可在現(xiàn)網(wǎng)基礎(chǔ)上搭建VC-OTN 網(wǎng)絡(luò)，骨干匯聚層以上利舊光層和波道，只需增加VC-OTN 電子架和CPE，投資大大減少。

3 SDH 網(wǎng)絡(luò)替代方案

在網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)過程中，若存在個(gè)別客戶確實(shí)不愿意更換接入方式，可使用替代方案作為過渡。接入層設(shè)備仍沿用原有的SDH 設(shè)備，在核心匯聚層部署具有VC 交叉功能的OTN設(shè)備。

核心層可在原有OTN 設(shè)備增加具有VC 交叉功能的子架或單板，并將所有STM-n 端口割接到主架上。擴(kuò)架可利舊原有SDH 設(shè)備或新增匯聚型VC-OTN 設(shè)備，所有以太及2M 業(yè)務(wù)在擴(kuò)架上落地；匯聚層主架利舊政企專網(wǎng)的匯聚OTN 設(shè)備，將所有STM-n 端口割接到主架上，以太及2M業(yè)務(wù)在匯聚OTN 設(shè)備上落地。核心到核心、核心到匯聚使用1+1 LMSP 進(jìn)行保護(hù)，匯聚及接入環(huán)使用SNCP 進(jìn)行保護(hù)，分層分段進(jìn)行保護(hù)，有利于政企專線抗多次斷纖，有效預(yù)防異側(cè)斷纖。

如圖3所示，SDH 接入環(huán)掛接至VC-OTN 匯聚站點(diǎn)，端到端將匯聚環(huán)業(yè)務(wù)遷移到OTN 上。對(duì)于穿通業(yè)務(wù)，在OTN 設(shè)備上進(jìn)行交叉調(diào)整，將穿通業(yè)務(wù)繞過原SDH 設(shè)備，由OTN 的三混線路側(cè)傳輸，實(shí)現(xiàn)穿通業(yè)務(wù)割接；落地業(yè)務(wù)，在OTN 設(shè)備上進(jìn)行交叉調(diào)整，同時(shí)將落地端口割接到OTN設(shè)備上由OTN 的三混線路側(cè)傳輸，實(shí)現(xiàn)落地業(yè)務(wù)割接。

圖3 “S 改O”改造方案

4 結(jié) 論

本文對(duì)SDH 網(wǎng)絡(luò)承載業(yè)務(wù)的遷移方案進(jìn)行研究，著重介紹采用VC-OTN 技術(shù)搭建的政企專網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、業(yè)務(wù)承載方式，旨在實(shí)現(xiàn)全顆粒業(yè)務(wù)調(diào)度，構(gòu)建穩(wěn)定可靠、靈活高效的網(wǎng)絡(luò)。通過搭建VC-OTN 網(wǎng)絡(luò)，融合S 改O 項(xiàng)目，專線業(yè)務(wù)承載多樣化和保護(hù)方式多樣化在網(wǎng)絡(luò)部署建設(shè)中得到驗(yàn)證，有效推進(jìn)SDH 業(yè)務(wù)平緩遷移及網(wǎng)絡(luò)平滑演進(jìn)。隨著VC-OTN 技術(shù)在骨干傳送網(wǎng)和城域傳送網(wǎng)的應(yīng)用，各種業(yè)務(wù)場(chǎng)景建設(shè)將會(huì)更加復(fù)雜，融合組網(wǎng)、自動(dòng)開通、帶寬自動(dòng)調(diào)節(jié)及端到端業(yè)務(wù)時(shí)延地圖可視，將是后續(xù)研究工作的重點(diǎn)。