【網路通信】城域傳輸網的規(guī)劃與優(yōu)化方法詳細

1、城域傳輸網的規(guī)劃與優(yōu)化方法導讀傳輸網是電信業(yè)務的承載網,是保證整個網絡質量的關鍵.本文根據目前城域傳輸網存在的資源配置不合理的問題,分別針對光纜網、設備網討論了相應的優(yōu)化和規(guī)劃方法.注重通過科學評估網絡,利用網絡優(yōu)化來提高網絡資源利用率,最后結合具體例子進行了說明. 1、引言目前電信市場競爭日益激烈,如何降低投資成本和運行維護成本,以最小的投資獲取最大的利益回報,成為運營商競爭的關鍵.而本地傳輸網作為業(yè)務承載網,是重要的基礎資源.一個結構清晰、容量充足、性能安全穩(wěn)定的本地傳輸網對各種業(yè)務的開展尤為重要.目前各運營商都在嘗試降低在網絡基礎設施建設方面的投資,但隨著業(yè)務量的增加,網絡必須不斷地擴容

2、.如何能夠滿足實際需求并且在恰當地點擴展網絡,需要通過網絡規(guī)劃來解決.另一方面,企業(yè)的盈利需要不斷地降低OA米(操作、管理和維護)費用,圍繞“提升網絡安全穩(wěn)定性,提升資源利用率,提高網絡維護效率”3大目標,對網絡進行優(yōu)化是必然的選擇,因此,網絡優(yōu)化必須與網絡規(guī)劃建設相結合.當前運營商應該在網絡規(guī)劃和網絡建設時,預先想到網絡優(yōu)化問題,以網絡優(yōu)化的思想來指導網絡規(guī)劃,著眼于長期發(fā)展的需要,以建立一個高效、優(yōu)化、增值的光傳送網絡為目標.本文結合工作實例介紹了城域傳輸網相應的優(yōu)化與規(guī)劃方法.2、目前本地傳輸網中存在的問題設備就像一個個關節(jié),通過脈絡光纜組成了龐大的傳輸網絡.隨著中國國內運營商的不斷發(fā)展

3、壯大,其傳輸網絡越來越龐大,網絡結構更加復雜,運行維護的難度也越來越大.由于資金、技術等方面的限制,早期建設的傳輸網絡存在諸多問題并逐漸暴露出來,具體表現(xiàn)如下.(1)光纜網方面光纜網芯數種類過多,層次不清,不利于維護管理,線路迂回過大,造成損耗增大.比如有些接入層SDH(同步數字系列)環(huán)路占用了主干光纜纖芯.管道線路資源不足,嚴重限制了光傳輸網絡的發(fā)展.存在重大安全隱患.部分地區(qū)由于管道光纜缺乏,路由上不能形成環(huán)路,影響了SDH成環(huán).接入層存在大量PDH(準同步數字系列)光設備及PDH微波設備.SDH設備或以長鏈出現(xiàn),或為同路由光纜成環(huán),無法發(fā)揮SDH環(huán)保護的功能,一段光纜的中斷就可能導致整個

4、區(qū)域的業(yè)務中斷.(2)設備網方面資源配置不合理:有的設備端口利用率、槽位利用率偏高,無法增加新的業(yè)務;通路組織安排不合理,有些站點由于交叉能力的限制不能開通新的業(yè)務,造成資源浪費;存在單節(jié)點失效時大量電路中斷的安全隱患.例如核心層時隙沒有合理規(guī)劃,對于跨多節(jié)點的業(yè)務,各跨段的時隙不連續(xù),形成了大量時隙空分和時分的現(xiàn)象,當單節(jié)點失效時,由于SDH環(huán)時隙錯連,大量電路就會中斷.網絡結構不合理,未能發(fā)揮SDH優(yōu)勢.例如,有些接入環(huán)上的站點太多(20多個),造成業(yè)務開通困難,斷環(huán)風險過大,資源利用率低.設備版本不一致,有些設備板卡級別低,不能支持SNCP(子網連接保護)倒換,造成業(yè)務無保護.SDH自愈

5、環(huán)在光纜中斷時可以對環(huán)路業(yè)務提供有效的保護.隨著技術的發(fā)展和業(yè)內競爭的加劇,單一的環(huán)保護已不能滿足運營商的要求,必須考慮對關鍵節(jié)點或環(huán)路的容災.3、本地傳輸網的規(guī)劃與優(yōu)化方法3.1光纜網的規(guī)劃與優(yōu)化對于光纜網主要從網絡穩(wěn)定性、覆蓋面、抗故障風險等方面來考慮其規(guī)劃建設,需進行以下幾個方面的工作:盡量提高光纜線路安全性,加大管道建設力度.能鋪設管道的要盡量鋪設管道,不能鋪設管道的可根據具體情況利用桿路架空,光纜無法接入時再考慮無線接入.原則上要求所有SDH環(huán)路光纜路由成環(huán),做到以有線為主、無線為輔.進局的光纜要選擇兩條不同的物理路由,從而實現(xiàn)真正意義上的保護.盡量擴大管道覆蓋范圍,在保證組網路由上

6、各段落具備一定的管道資源外,應結合城市道路的建設進行管道敷設,保證未來傳輸網絡的發(fā)展.依據近期城市基礎設施完善和城市道路交通規(guī)劃中提出的道路建設項目,結合運營商的實際業(yè)務發(fā)展需求,在保證網絡組織的基礎上再選擇部分路段作為管道基礎建設的先期投入.同時考慮為使數據業(yè)務便捷地接入用戶,應提前進行接入層光纜管道的建設.合理選取匯聚機房.應在管道匯聚區(qū)選取匯聚節(jié)點并建設匯聚機房,形成安全、清晰的匯聚區(qū)域劃分,充分發(fā)揮匯聚節(jié)點設備的匯聚作用和能力,避免邊緣網絡為了成環(huán)而進行的跨區(qū)域迂回,提高纖芯利用率.結合傳輸業(yè)務的分層設置,建議將核心/匯聚層的光纜分離出來,成為核心/匯聚層的專用光纜.根據這個原則,核心

7、節(jié)點之間、大匯聚點之間沒有直達光纜或有直達光纜但纖芯為基站使用的段落,建議新建光纜.由于這個層面涉及的節(jié)點數量并不多,同時可采用的技術手段選擇余地比較大,因而新建光纜的芯數不必過大,一般可選光纜芯數在24芯至144芯.建立光纜自動監(jiān)測系統(tǒng),優(yōu)先建立主干光纜的監(jiān)測系統(tǒng).通過測試光纜中的備纖,分析光纖網絡的運行質量,實現(xiàn)光纜的預防性維護.尤其當光纜發(fā)生中斷等異常情況時,系統(tǒng)能夠自動通過OTDR(光時域反射儀)進行測試,定位光纜故障發(fā)生的具體位置并迅速通知相應的線路維護人員進行搶修,從而大大縮短故障歷時.3.2設備網的規(guī)劃與優(yōu)化3.2.1評估首先要做好網絡的評估,網絡評估是網絡規(guī)劃與優(yōu)化的第一步,包

8、括資源評估和網絡評估.依據一系列指標,對全網進行詳細的了解和把握,找出其中存在的瓶頸和風險點,在此基礎上提出切實可行的網絡優(yōu)化方案,為網絡的后期發(fā)展、規(guī)劃提供全面、系統(tǒng)的數據參考.3.2.1.1資源評估資源評估的具體指標包括以下內容:槽位資源占用率.查看設備已插機盤占可插機盤的比例,機盤包括支路盤、線路盤、交叉盤等.當占用率很高甚至達到100%時,說明站點已無擴容能力,需通過工程新建、下掛擴展子架、負荷分擔等方法分擔壓力,其要考慮這種站點的容災,一般占用率為70%時比較合適.對于骨干、匯聚層站點,統(tǒng)計時要看這些站點是否已經配置了TPS(支路保護倒換)和交叉主備保護.線路時隙資源占用率.以某一環(huán)

9、路為單位,查看環(huán)上相鄰兩站點的在用線路時隙占線路總時隙的比例,統(tǒng)計顆粒為VC4.當環(huán)路為復用段環(huán)時,不計算后一半的保護時隙.此指標可以衡量組網的合理性,找出光線路時隙的瓶頸段落(數值較大的段落),通過調整電路的流量及流向,最終提高光線路時隙資源使用率的合理性.交叉資源占用率,包括高階交叉和低階交叉.以站點為單位,查看已用交叉占可用交叉的比例(以VC4為單位).指標主要體現(xiàn)每個站點設備內部數據設置使用方面的情況,當已用資源占全部資源的比例比較高時,說明再進行數據設置將較為緊張,可考慮通過擴容和調整時隙路由等方法來解決.網管資源占用率.主要查看各網管管理的網元數,當超過網管配置的硬件要求時,網管就

10、會變慢;ECC子網如果設置不合理,會引起ECC風暴,造成大量網元脫管.3.2.1.2網絡評估網絡評估的內容包括網絡結構、網絡生存性、同步網情況等方面,目標是拆除不合理的環(huán)和鏈,建立層次結構清晰的3層網絡,避免出現(xiàn)大量迂回路由,使骨干層真正發(fā)揮骨干的調度作用,使網絡具有更為合理的網絡架構,更高的網絡可靠性,可更好地滿足3G網絡大量的電路需求,并使本地網網絡架構適合將來ASON技術的引入.主要評估以下幾項.網絡拓撲結構是否合理,是否存在不合理的環(huán)和鏈;匯聚層設置是否合理,是否真正起到匯聚的作用.是否存在大量的鏈型網絡,造成業(yè)務無法保護.尤其對于對電路質量要求高的大客戶,要盡快與線路部門商議方案,做

11、成環(huán)處理.匯聚層和核心層的業(yè)務轉接安全性如何,骨干層與匯聚層相連是否使用了雙節(jié)點互聯(lián)(DNI)技術.PP(單向通道保護)環(huán)上帶環(huán)、鏈的站點是否配置了SNCP屬性,交叉板、線路板的版本是否支持SNCP倒換,查看是否有實際路由已經成環(huán),但邏輯配置仍然是無保護鏈的情況存在.保護方式是否正確,對于匯聚型的業(yè)務最好設成PP環(huán),設成米SP(復用段保護)環(huán)沒有任何優(yōu)勢并且會造成業(yè)務保護倒換的時間過長.3.2.2優(yōu)化方法通過重新規(guī)劃骨干和匯聚層各環(huán)的VC4通路時隙,解決設備的高/低階交叉問題,以下是時隙調整的原則.在骨干層節(jié)點全部用VC4穿通,以避免以后骨干層節(jié)點的低階交叉成為瓶頸.事先規(guī)劃好骨干層任意兩站點

12、間的時隙,跨點時各段盡量用相同的VC4,避免復用段環(huán)在單節(jié)點失效時發(fā)生時隙錯連.環(huán)間的業(yè)務盡量用VC4調度,環(huán)上線路速率為10 Gbit/s的設備盡量少用低階.盡量使當前的業(yè)務排滿每個VC4通道,以避免設備時分交叉能力的不同形成時隙碎片.根據網絡的分層,建議低階通道的疏導、歸并盡量在網絡的邊緣進行(接入點至匯聚點).在網絡的核心層采用高階通道整體規(guī)劃,減小對交叉資源的浪費,最好根據業(yè)務的流向、局向歸類進行通道分配.對高階通道的占用盡量按照短路由規(guī)劃,并綜合考慮通道利用的均衡性,避免某一段通道占用過甚造成業(yè)務開通困難.對數據業(yè)務的通路規(guī)劃,應考慮數據業(yè)務的動態(tài)特性,采用共享通路方式兼顧基本帶寬和

13、動態(tài)峰值帶寬分配.通過以下的網絡結構調整來提高資源利用率及網絡生存性.匯聚層作為一個獨立的傳輸層面,應具有有效覆蓋及有效匯聚的功能,過于密集的環(huán)網或覆蓋不足均不可行.對于機房條件好的匯聚點,如滿足機房面積50 米2,雙外電引入及光纜入局安全時,可建單匯聚點接入環(huán)作為永久匯聚方式.若機房條件不夠理想,則應建雙節(jié)點引入.通過接入環(huán)拆環(huán)或升級容量來充分發(fā)揮環(huán)路的優(yōu)勢.城區(qū)匯聚環(huán)所帶節(jié)點數量應在46個(不含核心節(jié)點),業(yè)務需求不大的時候,采用10 Gbit/s設備框,但只插入2.5 Gbit/s板卡,組成2.5 Gbit/s傳輸系統(tǒng).將來業(yè)務增大的時候,插入10 Gbit/s板卡升級為10 Gbit/

14、s傳輸系統(tǒng).在線速率為622 米bit/s時,以36個節(jié)點為宜;ST米-16以48為宜.一個匯聚環(huán)下掛的接入層鏈、環(huán)數量不宜過多,為34個;邊緣層接入環(huán)所帶節(jié)點數量應不超過16個,從方便電路調配來考慮,810個為宜.宏基站與微蜂窩(包括大客戶)盡量分別組環(huán),宏基站接入環(huán)采用622 米bit/s傳輸系統(tǒng),微蜂窩接入環(huán)采用155 米bit/s傳輸系統(tǒng).4、具體案例為了更清楚地說明如何進行傳輸網評估分析和優(yōu)化,下面以一個案例來說明.圖1為某一網絡的網絡結構,網絡名稱為“城域網1”.圖1城域網1組網結構4.1傳輸網評估4.1.1資源評估線路時隙占用率:統(tǒng)計各環(huán)路線路時隙的占用情況,以匯接環(huán)1為例,其線

15、路時隙占用率如表1所示.表1匯聚環(huán)1的線路時隙占用率由統(tǒng)計可知,環(huán)上各站點間線路時隙占用率不均衡,并且有些區(qū)段占用率偏高,如“AE”、“HA”段時隙占用率分別達到了100%、87.5%.有些VC4通道的時隙還沒有用完,就開通了新的VC4通道,形成了時隙碎片,存在安全隱患并使資源利用率變低.如“HA”段某個VC4通道使用率僅為7.9%,此段其他VC4通道占用率都在80%左右.槽位占用率:由于大部分業(yè)務為匯聚業(yè)務,都需要在中心站點落地,骨干節(jié)點(站點A、B、C、D)的槽位占用率都非常高,普遍達到了95%以上,已無擴容的可能.目前還有銀行等大客戶的業(yè)務急需接入進來,電路需求量都是VC4級別,電路需求

16、大.同時為了解決網絡覆蓋范圍不夠廣的問題,需要接入更多的站點.隨著3G時代的到來,各站點的電路需求會進一步的增加,對核心節(jié)點的電路接入能力的壓力也會進一步增加,骨干層將不堪重負.交叉資源占用率:統(tǒng)計骨干層、匯聚層各站點的交叉資源占用情況.骨干層核心節(jié)點主要用于大顆粒業(yè)務的調度,支路業(yè)務的上下應由其下掛的擴展子架來完成.但由于VC4通道規(guī)劃得不合理,各核心節(jié)點普遍存在大量占用低階交叉資源的情況,如核心層站點“A”的低階交叉占用率達到了87.5%,造成進一步開通業(yè)務困難.網管資源占用情況:城域網1網管管理的等效網元數已經達到了975個,而目前使用的網管硬件的管理能力是1 000個等效網元,很快將超

17、過網管所能管理的上限.超過網管能力的上限后,將出現(xiàn)網管運行緩慢等問題,該問題需要盡快解決.4.1.2網絡評估網絡安全情況:匯聚層節(jié)點E通過1個支鏈下掛接入環(huán)1,沒有任何保護意義.環(huán)上有安全性不高的單鏈(接入環(huán)3所帶的長支鏈),需做成環(huán)處理.對于接入層環(huán)路,很多都是匯聚點單點帶環(huán).匯聚節(jié)點并不像核心節(jié)點那么安全(雙外電引入并且有油機發(fā)電保障,光纜入局安全),一旦帶環(huán)匯聚節(jié)點失效,將造成大量業(yè)務中斷.有的環(huán)路過長,如接入環(huán)2所帶節(jié)點達到了25個,不但危險性大,而且線路資源利用率太低,需劈環(huán)并組成小環(huán).網上設備版本不一致,有些交叉板、線路板的版本過低,并不支持SNCP的業(yè)務倒換,光纜斷裂時業(yè)務將不能

18、得到保護.保護方式合理性差:匯聚節(jié)點N所帶的接入環(huán)3上的業(yè)務都是集中型業(yè)務,環(huán)上任意兩點之間并沒有業(yè)務,但配置成了米SP環(huán).這種情況下米SP環(huán)與PP環(huán)相比沒有任何優(yōu)勢,而且倒換時間延長,需更改保護配置.4.2優(yōu)化方法(1)時隙調整查看線路時隙占用原因.以“EA”為例,除了“E”所帶的附近基站業(yè)務,還有“EA”、“GA”(路由為GFEA)的數據業(yè)務,用于承載AT米網.目前網絡中還有同在站點E的10 Gbit/s設備(用“J”表示),決定利用其來分擔壓力.同時將“HA”利用率不高的VC4通道中的時隙調整到其他VC4通道,減少時隙碎片.時隙調整后,此環(huán)的前后線路時隙對比如圖2所示.圖2匯聚環(huán)1優(yōu)化前

19、后線路時隙對比查看骨干節(jié)點A、B、C、D產生低階交叉的原因.因為VC4服務層路徑都是在兩兩節(jié)點之間設置的,所以配置VC 12級別業(yè)務時各核心節(jié)點就會產生低階交叉.現(xiàn)在直接配置各匯聚節(jié)點到骨干層核心節(jié)點擴展子架的VC4服務層路徑,中間站點都是VC4穿通,并且時隙連續(xù).這樣核心層站點就不會存在占用低階交叉資源的情況,并且由于時隙連續(xù)減小了單節(jié)點失效時米SP環(huán)時隙錯連的危險,產生故障時排除也非常方便.(2)搭建新環(huán)針對城域網1核心節(jié)點槽位占用率高,網管能力到達極限,電路要求多,但擴容能力弱的現(xiàn)象,決定利用其他站點的原有的已安裝但未開通的10 Gbit/s的設備搭建城域網2骨干環(huán)A1、B1、C1、D1

20、,并將城域網1中的一些站點割接進入城域網2,以減小城域網1的壓力.預先規(guī)劃各匯聚節(jié)點到擴展子架的VC4通道,避免核心節(jié)點存在低階交叉.調整完后,兩個網管管理的網元數都不超過600個.考慮到米、L兩站點需要匯聚附近的接入環(huán),并且這兩站點機房條件也好,將這兩站點升級為匯聚點,和城域網2中的兩核心節(jié)點C1、D1組成新的匯聚環(huán).隨著數據業(yè)務帶寬需求的增大,原來用于承載數據業(yè)務的2.5 Gbit/s環(huán)路已經不夠,在匯聚環(huán)中的I、J、K、米、L站點插入2.5 Gbit/s板卡組成新的2.5 Gbit/s環(huán)路用來承載AT米網,并將原來的接入網上承載的一部份AT米業(yè)務割接到此環(huán)路,以減輕原環(huán)壓力.對于近期急需接入的大客戶(如銀行、證券公司)業(yè)務,由于此類電路業(yè)務顆粒大(一般為VC4量級),電路安全要求高,此站點不再通過接入、匯聚、骨干3層進行接入,而是直接接入骨干層.這樣不但不會浪費匯聚層的帶寬,