1、有關本地傳輸網(SDH網絡優化思路的探討侯全心(廣州杰賽通信設計院概要:本文基于總結對本地傳輸網的認識,通過對目前國內地傳輸網的需求和存在問題的分析,提出傳輸網優化的必要性,并對指標的定義、優化的流程、優化的實施等思路進行探討。關鍵詞:本地傳輸網優化本地傳輸網是指地區級城市及所轄縣城內的城域網和連接地區級城市和其郊區(縣之間的所有傳輸基礎設施構成的網絡。主要承擔本地各業務網節點間中繼電路傳輸,并按城市地理分布分區匯聚、收斂來自用戶接入層面的傳輸電路。現在各運營商的本地傳輸網經過近幾年的快速發展已初具規模,為各項業務的開展提供了必要的通道,但也存在著一些諸如網絡安全性差、利用效率低、結構復雜、層

2、面不清、管理難度大、接入業務能力差等問題。而對傳輸網的優化問題由于其復雜性和不迫切性往往被忽視。本文基于對傳輸網的認識,及電信網絡對本地傳輸網的需求、本地傳輸網的特點和存在問題的分析,對本地傳輸網網絡優化工作思路進行探討。一. 對傳輸網絡的認識電信網絡從功能上分為控制功能群、傳送功能群。傳送功能群不論是以前的PDH,還是目前成熟的SDH、WDM,以及以后的ATSN/ASON(智能光網絡等,其網絡設計、建設均可以從以下方面考慮,即“三個分析點,四個考量,三個要素”。三個分析點是指對傳輸網傳送承載的業務,進行分析的著手點。從傳輸的角度講,業務電路分析需考慮的問題可歸為三方面:性、向、量。性是指業務

3、電路的屬性及對服務等級優先級、質量保證的要求,如話音、IP、ATM等對傳輸的要求各不相同。電路性質產生對傳輸設備所具備性能的要求,如業務的接入、處理能力等。向指業務的流向,其直接決定傳輸網絡的拓撲結構。量是指業務流量的大小,其決定網絡建設的容量等級。四個考量是指傳輸網絡應該具備的性質或功能,包括網絡可靠性、可控性、高效性、擴展性。可靠性指保證網絡設備運行的穩定,網絡運行的保護、恢復等,設備板件的保護備份等,即應有較強的對網絡正常運行的保障;可控性是指對網絡應有較強的網絡管理能力,實現業務電路在傳輸網絡上的端到端調配,保證業務的即時開通、調配,使傳輸網成為可運營的基礎網絡。高效性是網絡生產電路的

4、效益,如通道規劃安排產出的通路應是高產出、高效率的,使網絡的投資成本得到充分的發揮,并降低運營成本。擴展性指要求網絡可持續發展、應方便網絡的升級、擴容,使網絡建設具有延續性。三個要素是本地傳輸網組成的三個基本要素:網絡結構、傳輸設備、光纜線路。其中傳輸設備是傳輸網中的點,是構成傳輸網絡的連接樞紐;光纜線路是傳輸網的線,連接各傳輸節點,而網絡結構是傳輸網在整體面上的體現,是網絡得以滿足考量因素正常運營的關鍵。以上三個分析點是傳輸網優化設計之源,是切入點;四個考量因素是傳輸網優化設計之主線,貫穿整個設計過程;三個要素是傳輸網設計之本、是直接體現。二. 目前傳輸網的特點目前的傳輸網絡以較大規模光纖S

5、DH傳輸網為主體。為承載TDM業務而設計制定的SDH 技術,以其高的可靠性、強的可控性、好的擴展性以及完善的網絡體制,在現在傳輸網中占著主導地位。以SDH技術為基礎發展的MSTP(多業務傳送平臺技術,是適應數據業務接入的需求,在原有的SDH技術上增加了相關的數據接入、處理功能而形成,目前已經形成了多個版本:基于二層交換、內嵌RPR(彈性分組環功能、內嵌MPLS 功能、ATM處理等。其在以后承載3G移動業務方面的性能也優于光纖直連、ATM等方案。以MSTP技術建設具有綜合業務傳輸能力的傳輸網已成為各運營商的共識。在網絡結構方面,本地傳輸網絡按分層分割的方式進行建設,一般分為核心層、匯聚層、邊緣接

6、入層。核心層負責以大顆粒業務的調度和多業務處理為主要任務,匯聚層以多業務顆粒匯聚、傳送、調度和處理為主要任務,核心、匯聚層系統設備通常采用 2.5Gb/s 、10Gb/s 設備或WDM設備,在業務需要交叉量較大的節點設置DXC設備或選用MADM設備作為小型交叉連接設備。邊緣接入層以細顆粒傳送、調度和多業務接入處理為主要任務,一般采用155/622Mb/s環網結構,接入設備要求提供豐富的用戶接口。三. 傳輸網絡優化問題的提出1. 新形式下對傳輸網的要求根據電信運營環境競爭規范化、服務質量化、業務個性化的發展趨勢,新形式下電信網絡對傳輸網特別是城域內的傳輸網相對以往有更高的要求:(1對傳輸網絡質量

7、可靠性的要求更加嚴格,需為客戶提供滿足SLA(服務等級協議規定的各種服務質量等級的電路需求,如有些客戶需要高達100%的可靠、可用性。(2為降低運營商的投資、運營成本和提高競爭力,傳輸網需要由以前的單純支持TDM 業務的傳輸網轉向支持TDM、數據等綜合業務的傳輸網。(3上層網絡需滿足大容量的各種業務的匯聚、疏導,而下層接入網絡需滿足各用戶對業務的個性化需求,提供豐富業務接口和帶寬分配。(4對客戶的激烈爭奪,要求傳輸網絡滿足業務電路開通的時間需求,更迅速的接入新用戶,并可隨時根據客戶需求對電路進行調整。(5市場需求變化頻率增快,要求傳輸網絡在較短的時間段內完成網絡的擴容升級,具有良好的擴展性。2

8、. 現有傳輸網存在問題根據對傳輸網考量的四個因素分析,目前典型的本地傳輸網存在以下問題。網絡的可靠性方面:個別網絡結構安全性差,結構合理性需提高;骨干設備尤其是中心局房設備關鍵板件存在不安全隱患;電路運行負荷分擔不均衡,個別設備業務過于集中;同步鏈路的傳送主備用鏈路規劃欠合理,存在過長同步鏈路,造成同步質量欠佳。光纜線路仍存在大的故障點,如存在關鍵節點單路由引入、較長鏈狀結構等;網絡的可控性方面:由于分期建設和設備招標等諸多因素的影響,存在不同廠家相互對接的情況,雖不影響電路的開通,但在電路調度、運行維護的可控性方面存在不足,并影響到了數據等新業務的接入,即設備環境欠佳。網管系統的ECC網絡欠

9、規劃,使網管信息傳送、開銷字節的傳送解讀等速度欠佳,造成管理的時效性低。對電路的通道規劃缺乏對電路等級的分級管理考慮,實現SLA的電信服務較為困難。網絡的高效性方面:網絡通道利用率偏低,特別是綜合業務運營商存在不同業務網的不同傳輸網時,通道大量閑置;因前期設備性能的局限造成的對新業務接入能力的不足,也是通道利用不高的原因;通道使用缺少整體規劃或在整體規劃下由于電路的緊急開通,而造成的電路運行混亂,致使電路調配日益復雜,局端上下電路難度增加,交叉矩陣浪費嚴重且使用不均衡,電路運行的清晰度低;線路纖芯的規劃分配不合理,限制了設備組網的靈活性,存在大范圍纖芯迂回的現象;管理不到位,纖芯使用混亂。網絡

10、的擴展性方面:網絡結構的整體規劃不徹底或達不到長遠發展演進的需求,網絡的延續建設性差;通路的安排和使用欠合理,新電路的開通接入維護復雜;個別設備性能升級擴展性差,對接入新技術、新業務的適應能力差。3. 優化的必要性和目的由以上新形式下對傳輸網的要求可以看出,為適應未來電信市場的競爭并在競爭中搶得先機,運營商針對目前傳輸網絡存在的諸多問題,對現在的傳輸網進行優化整合顯得非常必要,通過優化使傳輸網不僅可以保證各業務的開通,更可以進一步成為開展新業務、爭奪新用戶的前鋒。通過優化使傳輸網的資源潛力得到充分的發揮,整合現有的各方面優勢和解決存在問題,建設成網絡結構更清晰、支持業務更豐富、運營維護更方便、

11、電路生產更高效、設備環境更合理、擴容升級更平滑的傳輸網絡。用更少的投資,做更好的事情。四. 傳輸網絡評估優化的原則基于傳輸網在電信網絡中的特殊地位,其網絡的優化應堅持以下原則:(1應在保障運營電路的安全性和新業務的正常接入運營下,完成網絡的優化。2充分分析中遠期業務的流量、流向,完善和優化網絡結構、通路組織,達到網絡的高效、高產出能力;以全局的角度、全網的高度進行傳輸網絡優化;確保傳輸網絡發展的連續性。(3充分分析和利用現有資源,挖掘現網潛力;充分分析前期網絡運行、維護中存在問題,研究造成網絡故障的原因并對其進行解決。(4傳輸網絡的優化不宜僅是網絡本身的短期優化,應包含對運營資料、備件配置的管

12、理的優化,并形成系統的數據監測、分析、預警、優化調整機制。(5結合業務電路的屬性和流向,對網絡生產指標量化,明確反映生產能力。五. 傳輸網生產性能指標隨著傳輸設備系統設計、生產、施工水平的提高,傳輸系統的誤碼、抖動、漂移等的電路性能指標,已成為傳輸網最基本的性能要求。相對于這些硬性的必須滿足指標,要對一個傳輸網絡進行評估考量,就要從其生產能力方面制定一些生產性能指標,下面就對此作以探討。按照對傳輸網各考量因素,將傳輸網生產指標分為四大類:可靠性指標、可控性指標、高效性指標、擴展性指標。1. 可靠性指標這里的網絡可靠性指標主要指網元的保護比例,包括:-業務電路保護率,是指全網開通電路中,可由網絡

13、保護或恢復功能完成保護的電路比例; -光路保護率,是指設備光接口間(包括光接口板、光連接線、光纖等的光通路的保護比例(含單路由同纜分纖保護;-網元節點保護率,是指業務節點滿足設備、光纜線路兩者均有備份保護要求的比例; -ECC通路保護率,是指ECC通路有備份保護的網元數和總網元數的比例。-設備板件保護率,是指單機設備關鍵板件的保護比例,包括支路板件保護率、主控交叉板保護率、時鐘單元保護率等。-設備同步時鐘鏈路保護率,是指SDH傳輸設備中同步時鐘單元參考時鐘鏈路受有效保護的網元數占全部網元的比例。-光纜線路皮長保護率。以上保護比例可統一由以下公式獲得:-主、備用情況下的最大同步鏈路數。2. 可控

14、性指標主要指在網絡層面對電路生產的控制度的指標,包括:-現網電路平均開通時間,是指從接收到電路開通請求到電路調測開通的時間。其值應滿足運營企業要求,受管理運維機制、通道規劃和使用情況、網管能力和響應時間以及節點設備線纜布放等情況影響。-網管(ECC子網響應時間,是指從網管指令發出到指令完成返回成功指示的時間。主要影響因素有ECC子網劃分,網管系統尋址方式等。-可即時開通電路數,是指各站點可根據電路開通請求,在開通要求時間內開通的電路數。-備件的響應時間,是指從接到備件請求到備件送達現場所需要的時間。應能滿足故障恢復時限。3. 高效性指標包括網絡生產電路的能力和使用率。(1生產能力方面是指現網系

15、統的最大可用通道數,反映網絡最大生產力。其核定應根據業務電路對傳輸網的需求、業務電路對傳輸網資源占用形式、傳輸網具體結構拓撲模型和時隙使用方式進行核算評估。按業務電路的分類,可將生產能力分為:-入局通路數,指可提供的外圍匯聚節點至核心局房的通路;-局間通路數,指可提供的核心局房間的通路,為純局間電路和轉接電路提供通路;-外圍可用通路數,指外圍節點間可開通電路數(如提供租用專線電路等;-邊緣可接入通路數,指邊緣網絡可為用戶接入核心匯聚層的通路數之和。上述“光路截面VC-4數”,應考慮復用段保護環和通道保護環的不同。可參見下文中簡單示例。(2網絡資源利用率a、網絡資源利用率方面可以采用不同的方法,

16、其中華為公司提出的網絡資源使用效能指標可以反映出全網的資源配置和業務分配情況。其指標越高,業務分配就越合理且網絡的經濟性越好。一般復用段環最大為50%,點對點鏈形無保護最大為100%,通道環3節點時最大為33%,特殊的2節點情況也可達50%。計算公式如下:b、這里提出基于具體網絡結構拓撲,分子網(一般按環、鏈進行分割、按提供通道能力的為基數的考量指標。-網絡資源利用率指已開通電路占系統可提供電路(按上述生產能力核算的比例,包括:全網平均資源使用利用率;單子網VC-12利用率;單子網VC-4通道利用率;單VC-4的VC-12通道利用率。;一般情況下高的利用率的產生原因有兩個方面,一是開通電路增多

17、,二是資源使用不合理造成的浪費,對前者需要通過擴容解決,對后者則應通過網絡優化,調整不合理通道分配,避免浪費。(3設備資源利用率是指各單機設備目前使用資源數占設備可提供資源數的比例,包括設備的槽位總線利用率;交叉資源利用率;支路端口利用率。(4光纜線路方面的纖芯利用率。(5維護備件配置對應比,是設備各類型關鍵板件的備件數與目前運行板件總數的對應關系,不宜過大或過小,其值應根據設備以往的故障損壞情況確定。4. 擴展性指標-冗余率,相對于資源利用率,擴展性指標為網絡電路的冗余率。冗余率的大小要根據當地的業務發展速度預測和擴容建設速度確定,一般冗余在20-30%時,網絡即需開始擴容工作。-VC-4凈

18、荷復雜度,指高階通路使用的清晰度,即按電路分類,單個VC-4內的電路種類數和各自數量的比重,從側面對交叉矩陣的消耗、對未來網絡擴展方便使用度。max(payload為按業務電路歸類方式,VC-4內最大量類別的電路(VC-12數; min(payload為VC-4內最小量類別的電路數(VC-12;其值越大,反映的復雜度越大,其消耗低階交叉矩陣的數量也越大。-在網絡的整體擴展方面還應從網絡升級的空間以及升級到下一級時需追加的投資和擴容的方便性進行考慮。以上指標從不同側面反映了傳輸網生產性能,它們是相互聯系的整體,工程中不可過分的強調某項指標,而應該追求各指標的統一。六. 優化的流程和內容概要1.

19、優化的流程傳輸網評估優化流程一般可按圖-1下列流程進行,:圖-1 傳輸網評估優化流程主要分為三個階段:現狀分析評估、方案制定分析、優化實施評估。現狀分析評估為優化工作的重點,主要內容有二部分,一是業務的分析,應調查分析運營商的全部運營網絡的現狀、中遠期發展規劃,相應綜合出統一的傳輸需求模型。另一方面就是對現有傳輸網絡的資源、能力分析,評估各項生產指標,并根據需求模型、考量指標得出其存在的問題。第二階段是優化方案的制定分析階段,該階段主要根據對需求和現狀的分析,得出適合本地區的傳輸拓撲模型和目標指標,并對現網的各項指標進行評估分析,得出與需求目標比對,并對存在的問題進行細化。而后根據需求和存在問

20、題制定優化方案并進行指標的預分析和預算。最終得出可行的優化調整方案。第三階段是優化實施評估階段,該部分根據制定的優化方案進行各項工程勘察,根據機房、纖芯、電源等等各種因素對優化方案進行必要的修正補充,確定具體割接實施方案,而后完成割接調整,完成對優化結果的評估,并協助建立后期運維優化機制。在優化過程中,宜同時對現網的各資源管理進行優化,形成有效、準確的資源管理基礎數據,并建立完善的網絡日常運維優化、資源管理更新修正機制。2. 網絡優化的內容傳輸網的優化內容包括根據考量指標對其組成的三要素:網絡結構、傳輸設備、光纜線路所進行的優化。2.1. 網絡結構的優化網絡結構的優化包括結構拓撲的優化、通路的

21、優化、網管的優化、同步方式的優化等,其中拓撲的優化是其他各項優化的基礎,也是優化工作的重點。(1結構拓撲的優化目前的傳輸網建設應采用分層的概念進行,一般的網絡可分為三層:核心層、匯聚層、邊緣接入層。各地區應根據本地區的業務網發展規劃(特別是中心局址規劃建立穩定的、適合本地區的傳輸網絡結構拓撲發展模型。以下就典型的拓撲模型作以示例簡介:1）業務量較大，兩局址型。該類地區業務流向為兩局址雙集中型，網絡結構為三層，核心 層承擔兩局間電路和調度電路； 若中心局房對應管轄區域合理并有清晰的劃分， 可采用以下 拓撲,假設五個環路均為 STM-16 環路，如圖2。該拓撲情況下外圍的匯聚環路提供集中型 業務至

22、相應中心局房，入局通路數為各環系統容量，共 4 個 VC-4 通路，兩局間環路提 16 供 16 個 VC-4 通路。 如圖2 業務量較大，兩局址型（1） 若中心局房對應管轄區域沒有清晰的劃分，并且至各局的業務趨于均衡，可采用以圖3 簡 化拓撲，假設各環路均為 STM-16 環路，采用兩纖雙向復用段保護方式，則外圍匯聚節點至 中心局房入局通路數為 4 個 VC-4 通路,兩中心局房間提供 4 個 VC-4 通路，同局內設 16 8 備通過 STM-1/4 光口連接，采用 DNI（雙節點互連）保護提高安全性： 如圖3 業務量較大，兩局址型（2） 由以上例子可看出，不同的業務流向，不同的結構拓撲，

23、其生產能力和需使用的設備是有區 別的。可見分析業務流向對建立拓撲模型的重要。 2）業務量大，多局址型，其業務流向也較為復雜，中心局房對應管轄區域劃分不夠清晰； 網絡結構一般為三層， 核心層承擔局間電路和調度電路； 根據調度電路的大小可以建設單獨 的調度網路，可采用環狀或網狀結構，下圖為三局址拓撲，這里不再作具體分 如圖4 業務量大，多局址型 以上拓撲模型僅是幾個最典型的例子，各地區地理環境、業務結構各有不同，故應根據本地 區的實際情況制定適合的拓樸模型， 從而為本地傳輸網的網絡結構的穩定發展打下基礎， 并 可進一步對生產性能高效性的各指標進行評估比較。 拓撲結構的優化還應考慮環路節點數的取定，

24、其數值應滿足各節點對環路容量的分擔要求； 以及結合光纜線路的優化進行鏈路成環改造等。 （2）層間的銜接方式的優化 邊緣接入層和核心匯聚層層間銜接一般有如下幾種方式： 方式一，通過設備間支路電口或光口連接： 如圖5 方式一圖示 方式二，邊緣環和匯聚環共用一套設備： 如圖6 方式二圖示 方式三，較方式二多增加一套設備，或作為擴展子架： 如圖7 方式三（1）圖示 如圖8 方式三（2）圖示 網絡具體采用那種方式應從以下一個方面考慮： a、設備廠家類型，如兩層間為不同廠家設備，則只能采用方式一； b、局端落地電路和轉接電路的比例，若本端轉接電路數大于本端落地電路數，則采用方式 二，反之可采用方式三。 c

25、、網絡安全性的考慮和機房面積的占用。 （3）中心機房設備落地電路保護的優化 一般中心機房傳輸設備有大量的電路需要落地，目前多數廠家已經可以提供對支路板件的 1:N 保護，但從負荷、風險分擔的角度講，在中心局房的傳輸設備一般采用光、電分離的方 式配置，即主子架完成群路、支路等光接口接入和核心控制、交叉功能，E1 支路等電接口 采用專用的擴展子架來完成上下。 對擴展子架與主機架的連接可進行保護， 提高電路保護率。 下圖所示出為 10Gb/s 設備下的擴展子架的兩種保護方式。 如圖9 擴展子架保護方式 （4）通路的優化 通路優化宜在分析現網電路運行及新增電路需求的基礎上， 對本區內業務電路的流量、

26、流向 進行歸納，作出通道安排的遠期規劃，而后按規劃通路調整電路和運營電路。 a、通道規劃本著簡單、高效、發展的原則進行。 b、根據網絡分層的分工，建議低階通道疏導、歸整盡量在網絡的邊緣（如邊緣匯聚點）進 行。 在網絡的骨干層采用高階通道整體規劃， 優選復用段保護方式， 減少對交叉資源的消耗。 c、高階通道可根據業務的類別（如話音、數據等）進行通道分配，也可以根據業務的流向 或局向（即電路的落地點）歸類進行通道分配。 d、對高階通道的占用盡量按短路由規劃、并考慮通道利用的均衡，減小通道分配負荷的不 平衡度。 e、對數據業務電路的通路規劃，應考慮數據業務的動態特性，采用共享通路方式兼顧基本 帶寬和

27、動態峰值帶寬分配。 f、應適當考慮現網的電路運營情況，盡量減少通路時隙的調整量。 g、通路優化的同時應對中心局房電路落地支路安排、DDF/ODF 的成端安排進行優化。 （5）網管的優化 網管系統的優化可分為兩個方面： 一是網管信息傳送的優化； 另一個是網管系統職能的優化。 網管信息傳送目前是依托傳輸系統本身的 DCC 通道進行。一般通過設備環境及網絡結構優 化后， 網管信息應可在網絡上進行透明的傳送。 應避免網管信息在不同設備廠家間進行傳送， 確實需要時，應保證網管信息傳送的可靠、透明性。根據設備網管系統對其網元尋址方式劃 分 ECC 子網， 以提高 ECC 子網的響應時間。 通過使用或租用

28、DCN 網電路對無保護 ECC 通 道進行保護、對網管系統網關網元等進行備份。 網管系統職能的優化主要指對網管系統安全管理級別和權限劃分，及多網管下的管理范圍、 職責分工進行優化配置，發揮網管設備管理潛力，提高網絡的可運營性、可控性。 （6）同步方式的優化 主要指根據同步時鐘的傳送要求，對網絡主、備用同步鏈路時鐘信號的傳送、倒換等進行優 化，設定 SSM 字節，避免出現同步環路。 應減小同步鏈路長度尤其是主用情況下的鏈路長度，保證同步定時傳送的可靠、精準。同步 鏈路節點應控制在 20 個以內，盡量不超過 16 個。 2.2. 設備的優化 可分為設備功能選型、設備廠家環境、設備利用率等三個方面來

29、考慮。 （1）設備功能選型是指運營商根據自身網絡的發展規劃和商務談判等情況，選擇符合自身 網絡發展的設備類型。總的來說目前的傳輸網設備優選處理能力強、業務接口豐富的 MSTP 設備，這里就不再進行論述。 （2）設備廠家環境優化 設備環境的優化主要是對現網設備的地域分布、 層面分布進行優化。 一個本地傳輸網為了提 高設備廠家服務競爭的需要，不宜局限在一個廠家的設備，但也不宜過多，一般限制在 2-3 個廠家。設備的多廠家環境有兩種情況：一個是橫向劃分，即分層面多廠家環境，另一個是 縱向劃分，即分區域多廠家環境。 就 SDH 技術體制而言，因有統一的標準、接口等，不同廠家間可以實現以上兩種設備環境 的劃分。而從目前 SDH 的應用及已發展的 MSTP 來看，其新功能均是基于對開銷字節的解 釋而實現（如虛級聯、流量控制 LCAS、融合 RPR 等）的，今后的新功能實現也將是這樣， 而在不同廠家間對開銷字節的解釋上仍存在著一定程度的“不通性”， 縱向劃分可避免這種事 情的發生，提高業務電路的端到端調配能力，故從網絡的管理調度、新業務的開通承載上， 建議采用縱向劃分。 建議根據目前的設備類型的組成對設備區域進行中遠期的規劃劃分， 通 過設備搬遷調整實現合理劃分，即可提高設備的可控能力，又可適當引入設備廠家