城域传输网络的优化

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1、概述
　　城域传输网络是各种移动业务网和支撑网的公共“传送平台”。目前，各运营商的传输网络经过多年的建设，网络架构日趋完善，层次清晰。但随着传输电路需求的稳步增长、传输工程建设频率的加快以及传输网络规模的不断扩大，传输网络在安全性、扩展性和资源利用等方面暴露出了一些问题，给网络的发展和维护带来了比较大的压力。
　　为进一步提高传输网络的安全性，合理利用网络资源，需要从业务流向、网络架构、网络保护、光缆路由和传输网管等多个方面对现有的传输网络资源进行优化。笔者结合传输网络工程设计和运行的经验，总结了若干传输网络优化经验，可为传输网络发展完善提供有益的借鉴。
2、传输网络优化原则
　　传输网络优化是对现有网络结构的完善、网络能力的提升和网络安全性的提高，在实行网络优化时建议遵循以下原则：
　　（1）传输网的优化建设应以满足业务需求为前提，遵循网络建设和网络优化相结合的原则；
　　（2）网络结构的合理性对网络的发展建设至关重要，直接影响网络的建设成本、组网效率、资源的有效利用，应根据业务的流量流向、业务量大小、业务的安全性需求、光缆路由条件和光缆网结构，综合考虑业务需求和投资效益选择合理的网络结构，减少因网络升级改造导致的频繁割接；
　　（3）充分分析和利用现有资源，挖掘现网潜力；
　　（4）查找网络瓶颈和安全隐患，提出优化思路及方案；
　　（5）考虑到网络建设的实际情况，优化意见和建议尽可能与实际相结合；
　　（6）进一步提高网络资源的利用率和增强网络调度的灵活性，降低运维成本，以达到结构合理、扩容灵活、安全可靠、维护方便和技术先进的目标。
3、传输网络优化思路
　　下面主要从组网架构、电路开放、同路由改造、接入层优化和网管优化共6个方面谈谈城域传输网络优化的思路。
　　3.1　组网架构和电路开放的优化
　　城域传输网一般可分为骨干层、汇聚层和接入层三层。骨干层实现各骨干节点之间业务的传送、跨区域的业务调度；汇聚层负责一定区域内业务的汇聚和疏导；接入层负责业务的接入。对于中小城市，骨干层和汇聚层也可合一，形成两层网络架构。
　　（1）骨干层的优化
　　骨干层宜采用10 Gbit/s系统。为了进一步提高安全性，应分多平面建设，各个局向电路在各个平面内负荷分担传输，可采用单厂商双平面、双平面双厂商组网方式进行业务分担。应根据业务的流量流向特点，合理组织网络结构，尽量减少跨环业务转接，提高网络的带宽利用率和灵活调度能力。考虑到局间中继电路量大、相对稳定，而基站至BSC的电路归属调整频繁，电路调度量大，可考虑将局间中继电路和基站电路进行分离。
　　在条件允许的情况下，建议对局间中继电路进行分等级管理，即根据业务的等级采用不同的业务分担方式，具体见表1。

表1　骨干环局间业务分类及分担方式

序号             业务等级       业务流向情况
   1                 钻石级           双平面业务分担
                          2                 金级             单平面承担业务或双平面业务分担
3                  银级            单平面承担业务

　　（2）汇聚层的优化
　　考虑到汇聚环的容量、接入能力及网络的安全性，单个2.5 Gbit/s环网上的节点数宜控制在4～6个，下挂的接入层622 Mbit/s环上节点数为6～8个、155 Mbit/s环上节点数为6～8个；汇聚点直接下挂的支链长度不能超过4个节点，接入环下挂的支链长度不能超过3个节点。
　　汇聚层和接入层组网应统一考虑，原则上要求必须有两个节点向上连接，各类业务应采用负荷分担方式从两个节点进行疏通；同时需要考虑单节点和单平面失效故障，宜采用间插覆盖的网络结构，以防止汇聚区域内业务全阻。具体的组网方式可以根据实际情况选用下列4种。
　　●双平面双节点结构MSP+通道保护组网方式
　　网络架构如图1所示。汇聚层组建双平面2.5 Gbit/s系统，接入层采用155 Mbit/s环挂接在不同平面的汇聚设备上，电路采用通道保护方式。相邻基站的电路通过不同的汇聚节点汇聚，中心机房通过不同的落地设备上下电路，当汇聚节点或中心落地设备瘫痪时，影响50%的电路。同一站点的3G电路和2G电路通过不同的节点汇聚和不同的落地设备上下电路，使2G/3G业务互为保护。

图1　双平面双节点结构MSP+通道保护组网方式

　　●双节点挂环端到端通道保护组网方式
　　网络架构如图2所示。接入环挂接在同一汇聚环上不同的汇聚设备上，电路采用全程端到端PP保护方式。这样可以消除汇聚节点单节点失效导致业务中断的风险，大大提高设备的安全性。

图2　双节点挂环端到端通道保护组网方式

　　●双节点挂环MSP+通道保护组网方式
　　网络架构如图3所示。接入环挂接在同一汇聚环上不同的汇聚设备上，相邻基站的电路通过不同的汇聚节点汇聚。其保护方式是接入层通道保护环配合骨干层MSP环，同一个2 Mbit/s业务的主用和保护路由均由同一个汇聚节点进行转接，虽然单个层面上业务均有较好的保护，但整个业务路径上存在单个节点过环的风险。

图3　双节点挂环MSP+通道保护组网方式

　　●双平面单节点挂环MSP+PP组网方式
　　网络架构如图4所示。汇聚层组建双平面，接入环采用单节点方式挂接在单个汇聚设备上，接入层节点采用间插组网，即在接入层站点较多光缆环上采用同缆分纤隔点开放组成两个155 Mbit/s接入环。

图4　双平面单节点挂支路环组网方式

　　3.2　同路由改造及优化
　　应加强建设与整改骨干层和汇聚层的光缆路由段，必须保证不出现同路由情况，尤其要注意部分需要站点转接的路由段。
　　对于骨干层现有路由存在一定隐患的、有条件建设第二路由的段落，应加大力度进行第二路由光缆的建设，某些地区限于自建资源的建设周期等问题，可依据实际情况，充分利用多方资源（自建、租用、置换）、各种手段（有线、无线），在确保网络安全的前提下尽快实现网络保护，最终达到整个环路具备双路由保护，也为OLP系统的建设做好充分的准备。
　　中心站点进出局光缆必须保证有两条以上的路由到达局前井，有条件的情况下，中心站点可改造为从不同局前井或不同楼内竖井进入机楼，进一步确保网络的安全。一般汇聚节点在设立前应确保进出局光缆从两个方向进入机房，以防止单向进出局路由出现故障导致汇聚点失效。对一些受自然条件制约无法实现不同路由进出的重要站点和环路，可采用同路由不同杆（管）路的方法来提高安全性。
　　3.3　接入层优化
　　接入层必须保证无线路及进出中心局房同路由，建议不设置过长、过大环路及过长链路，接入层节点数城区环8个左右、郊区环路10个以内。
　　对于接入层过大、过长环路，可选择环上距离较近且能将现有环路进行拆分的节点，新建直接光缆路由，拆分后环路包含节点数目应当大致相当，如图5（a）所示。新建光缆路由较困难的情况下，可以采用同缆分纤拆环的方式进行拆分，如图5（b）所示。对于接入层过长链路，宜在建设初期杜绝长链的产生。对于已经存在的长链，建议考虑新建迂回路由，将长链成环，如图5（c）所示。对于无法建设迂回路由的长链，建议同路由环回形成虚拟环，防止单个节点失效（停电）影响所有下游节点业务，如图5（d）所示。此外，可通过合理选择汇聚机房，将汇聚节点进一步下沉，利用新增的2.5 Gbit/s节点对原有环进行调整，如图5（e）所示。

图5　接入层环路与链路的优化

　　3.4　网管优化
　　城域网网管系统建设应遵循网管集中化的原则。根据城域网网络规模的不同，设置网管系统。对于网络规模较小的城域网，宜通过一套统一的网管系统实现网元层和子网层管理功能，简化网管系统结构；对于网络规模较大的城域网，可采用子网级和网元级分层建设方式。应从网管分级管理、网管及网络安全、网管管理能力等方面对网络进行规划和优化，主要从ECC的优化和DCN的优化来考虑。
　　ECC的优化可以从以下几个方面进行考虑：
　　●对于网络规模较大的城域网，应进行合理的ECC子网规划和分割，可采用ECC穿通、ECC关断的方法将每个ECC子网网元数量控制在合理有效的范围内；
　　●通过关闭ECC端口、ECC路由透传等方法实现ECC子网的路由简化、ECC子网的隔离和ECC子网通信优化，从而保证网络的ECC路由通畅和ECC管理的维护和操作；
　　●尽量减少ECC在环内的多路由转发，减轻网络中网元特别是网关网元和一些多环路多链路相连的关键节点的ECC通信压力；
　　●对ECC子网配置主备网关网元，实现网络在主用网关网元出现故障时，能够通过备用网关网元实现对网络的有效管理，从而提高安全性。
　　对于网管DCN，要求所有城域传输系统接入网管DCN系统，网管DCN未达到节点宜采用专线传输。任一平面的网管数据应通过异平面进行传输，以确保安全性。
4、结束语
　　综上所述，只有对传输网及时进行优化才能够提升网络的安全性和网络容量，充分保证各类业务的开通，从而保证建成满足各类业务需求、调度灵活、安全可靠、高效运营、快速业务提供、保障企业持续发展的基础传送网络。