中國電信網(wǎng)絡(luò)走向智能化OTN網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃優(yōu)化工具保駕護(hù)航

中國電信股份有限公司上海分公司│朱俊

中國電信股份有限公司上海研究院│金嘉亮

中國電信網(wǎng)絡(luò)走向智能化OTN網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃優(yōu)化工具保駕護(hù)航

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通過引入OTN規(guī)劃工具，可以高效、準(zhǔn)確地進(jìn)行光層波長配置及電層的交叉和調(diào)度，滿足靈活高效業(yè)務(wù)承載需求；可以在保證現(xiàn)有業(yè)務(wù)安全穩(wěn)定運(yùn)行的前提下，及時響應(yīng)新業(yè)務(wù)的需求，充分挖掘網(wǎng)絡(luò)性能而不影響網(wǎng)絡(luò)的整體性能和安全。

OTN是基于G.872、G.709、G.798等一系列ITU-T建議所規(guī)范的新型光傳送體系，可以在光域?qū)崿F(xiàn)多種上層業(yè)務(wù)信號的傳遞、復(fù)用、監(jiān)控，保證其性能要求和生存性。OTN有效地繼承了SDH和WDM的優(yōu)勢，可以滿足目前各類業(yè)務(wù)的需求。隨著分組化技術(shù)的發(fā)展，未來OTN將實現(xiàn)“一張網(wǎng)絡(luò)，多業(yè)務(wù)承載”的目標(biāo)。

目前，OTN網(wǎng)絡(luò)作為基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，為大顆粒專線、移動網(wǎng)和數(shù)據(jù)網(wǎng)提供了一個透明的承載平臺。隨著運(yùn)營商從以往單一業(yè)務(wù)經(jīng)營模式向全業(yè)務(wù)方向轉(zhuǎn)型，對OTN作為承載網(wǎng)絡(luò)的靈活性、可靠性提出了更高的要求；同時，隨著OTN網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，采用傳統(tǒng)人工方式對OTN網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計和運(yùn)營優(yōu)化已經(jīng)無法滿足當(dāng)今業(yè)務(wù)快速增長的需求，為保證業(yè)務(wù)的正常運(yùn)行，引入自動化的規(guī)劃優(yōu)化工具已經(jīng)勢在必行。

OTN網(wǎng)絡(luò)自動化工具優(yōu)勢明顯

如何建設(shè)一張網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更合理、支持業(yè)務(wù)更豐富、運(yùn)營維護(hù)更方便、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)更可靠、擴(kuò)容升級更平滑的OTN網(wǎng)絡(luò)，以及如何有效充分地利用OTN網(wǎng)絡(luò)的性能優(yōu)勢，使之發(fā)揮最大的運(yùn)行效益，成為運(yùn)營商在OTN網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和維護(hù)中需要重點(diǎn)考慮的問題。因此，如何對OTN網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行科學(xué)、高效地規(guī)劃和優(yōu)化成為了運(yùn)營商面臨的重大課題。

OTN網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃與優(yōu)化工作，從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)方面來看具體范圍包括波分層（0層）、OTN層（1層）、分組層(2層)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃；從工作內(nèi)容來看，包括網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計、優(yōu)化和性能統(tǒng)計分析及安全評估和故障模擬等方面的內(nèi)容。

利用自動化軟件工具進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃優(yōu)化應(yīng)具備如下優(yōu)點(diǎn)：

● 規(guī)劃優(yōu)化效率高：對于數(shù)十個網(wǎng)元規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)，可在數(shù)分鐘內(nèi)完成相應(yīng)的規(guī)劃優(yōu)化任務(wù)，規(guī)劃效率相比人工規(guī)劃有了極大幅度的提升。

● 規(guī)劃優(yōu)化結(jié)果可信度高：自動化軟件工具利用業(yè)界多年研究積累的各類針對性算法，得到的結(jié)果具有極高的可信度。

● 適用場景廣泛：可以應(yīng)用于新建網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃，也適用于現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容等各類場景。

● 部署成本低：主要成本為購買專用軟件的費(fèi)用，但使用規(guī)劃優(yōu)化軟件節(jié)約的建設(shè)和運(yùn)營維護(hù)成本可以很快抵消在軟件購買方面的投入。

OTN網(wǎng)絡(luò)自動化工具的現(xiàn)狀

當(dāng)前OTN網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃優(yōu)化軟件主要分為兩大類：各類專用網(wǎng)絡(luò)仿真軟件工具箱中對應(yīng)于波分系統(tǒng)和OTN網(wǎng)絡(luò)的軟件工具以及OTN設(shè)備廠商自研的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃優(yōu)化軟件。

典型的專用網(wǎng)絡(luò)仿真軟件有V PI TransportMaker、OPNET Modeler等，這類軟件主要用于光傳輸網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃，具備常規(guī)的規(guī)劃功能，但是一般缺乏主流OTN設(shè)備的仿真參數(shù)信息以及與運(yùn)營商現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)管理平臺之間的接口，難以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)信息同步等操作，同時在網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化和現(xiàn)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)性能分析等方面難以滿足運(yùn)營商的特定需求。

OTN設(shè)備廠商自研的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃工具用于本廠商設(shè)備進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃及后續(xù)安材施工等方面的設(shè)計工作，與本廠商的管理平臺等支撐系統(tǒng)可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)互通，但是尚無法引入網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化等其他功能，并且與運(yùn)營商OSS運(yùn)營系統(tǒng)對接存在一定問題，距離運(yùn)營商所需的個性化功能仍有一定的差距。

圖1 OTN規(guī)劃優(yōu)化工具在運(yùn)營商現(xiàn)網(wǎng)中的位置

運(yùn)營商OTN規(guī)劃需要專用自動化工具

在進(jìn)行OTN網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃建設(shè)和資源調(diào)度時，傳統(tǒng)純手工配置方式不僅效率低下，且難以避免人工錯誤。因此，運(yùn)營商需要一個專用的自動化工具來解決這個問題，提高規(guī)劃效率，及時響應(yīng)現(xiàn)網(wǎng)配置調(diào)度需求，例如解決ROADM組網(wǎng)波長沖突、靈活配置光纖和波長資源滿足新增業(yè)務(wù)需求等重要工作。

現(xiàn)有商用OTN網(wǎng)絡(luò)模擬仿真工具偏重于光網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃功能，對于運(yùn)營商在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維和業(yè)務(wù)發(fā)展中遇到的資源利舊及現(xiàn)網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)優(yōu)化等方面缺乏針對性的功能，無法滿足運(yùn)營商的實際需求。而目前設(shè)備廠商的OTN網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃優(yōu)化工具只能對自有產(chǎn)品進(jìn)行規(guī)劃和優(yōu)化功能，缺乏統(tǒng)一的接口與運(yùn)營商相關(guān)系統(tǒng)實現(xiàn)對接。

因此，運(yùn)營商急需一套專門為現(xiàn)網(wǎng)OTN網(wǎng)絡(luò)開發(fā)的規(guī)劃優(yōu)化工具，具備與現(xiàn)網(wǎng)其他管理系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)實時互通的能力，并滿足運(yùn)營商現(xiàn)網(wǎng)的各類規(guī)劃優(yōu)化需求。

OTN規(guī)劃優(yōu)化工具架構(gòu)

OTN規(guī)劃優(yōu)化工具需要緊密結(jié)合業(yè)務(wù)與網(wǎng)絡(luò)發(fā)展情況，充分考慮網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的整體思路、工作流程與業(yè)務(wù)需求。同時OTN規(guī)劃優(yōu)化工具還應(yīng)與運(yùn)營商現(xiàn)網(wǎng)資源管理系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)具備相應(yīng)的接口，可正確獲取所需的現(xiàn)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信息用于供規(guī)劃優(yōu)化。

OTN規(guī)劃優(yōu)化工具在運(yùn)營商現(xiàn)網(wǎng)環(huán)境中的位置及與其他系統(tǒng)間的接口，如圖1所示。OTN規(guī)劃優(yōu)化工具通過單向接口與現(xiàn)網(wǎng)網(wǎng)管系統(tǒng)和資源管理系統(tǒng)進(jìn)行連接，數(shù)據(jù)流向均為單向輸入，這主要針對現(xiàn)網(wǎng)運(yùn)營維護(hù)的特點(diǎn)，從網(wǎng)絡(luò)安全角度出發(fā)，規(guī)劃優(yōu)化工具的相應(yīng)輸出結(jié)果均需要經(jīng)過人工審核確認(rèn)，才能用于優(yōu)化和施工建設(shè)操作。

圖2 OTN規(guī)劃優(yōu)化工具的模塊組成

同時根據(jù)運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行維護(hù)的特點(diǎn)，OTN規(guī)劃優(yōu)化工具應(yīng)具有用戶權(quán)限控制功能，滿足資源部門、維護(hù)部門以及設(shè)計單位同時使用該工具分別進(jìn)行不同功能操作的需求。

OTN規(guī)劃工具應(yīng)采用面向?qū)ο蟮乃枷脒M(jìn)行信息建模，具有良好的可擴(kuò)展性和可重用性；應(yīng)具備模塊化架構(gòu)，可根據(jù)具體應(yīng)用場景增刪功能組件，適應(yīng)各類規(guī)模網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃需求。

OTN規(guī)劃優(yōu)化工具模塊功能

結(jié)合運(yùn)營商現(xiàn)網(wǎng)的實際需求，OTN規(guī)劃優(yōu)化工具應(yīng)包含8個主要功能模塊，如圖2所示。

圖2每個模塊的主要功能如表1所示。

OTN規(guī)劃優(yōu)化工具的應(yīng)用

利用OTN規(guī)劃優(yōu)化工具中的規(guī)劃設(shè)計功能，可在建設(shè)初期對網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及相應(yīng)的設(shè)備及業(yè)務(wù)配置進(jìn)行高效率規(guī)劃設(shè)計，指導(dǎo)施工建設(shè)，大幅度優(yōu)化投資和后期運(yùn)營費(fèi)用。

網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃建設(shè)階段

網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃建設(shè)可分為網(wǎng)絡(luò)需求分析、網(wǎng)絡(luò)信息采集、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計、網(wǎng)絡(luò)建設(shè)施工等幾個階段。對運(yùn)營商而言，OTN網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃建設(shè)的第一步是進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)需求分析，針對不同的網(wǎng)絡(luò)需求，初步確定網(wǎng)絡(luò)的容量（例如是100Gbit/s×80波還是40Gbit/s×80波等）、組網(wǎng)拓?fù)洹鬏斣O(shè)備型號等信息，作為后續(xù)OTN規(guī)劃優(yōu)化工具輔助設(shè)計的基礎(chǔ)。

在明確網(wǎng)絡(luò)需求后，運(yùn)營商接下來需要對網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的相關(guān)信息進(jìn)行采集并輸入至OTN規(guī)劃優(yōu)化工具中，例如站點(diǎn)、線路、組網(wǎng)和業(yè)務(wù)等各方面的信息。通過設(shè)置業(yè)務(wù)規(guī)劃的約束條件，例如路由分離策略和保護(hù)類型，是否引入多維度ROADM等，由OTN規(guī)劃優(yōu)化工具實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟?guī)劃。

表1 各功能模塊的主要功能

根據(jù)規(guī)劃設(shè)計結(jié)果完成傳輸系統(tǒng)設(shè)計，對系統(tǒng)容量、光層電層配置、波道和電路組織等參數(shù)進(jìn)行確定（例如OTM及OLA站點(diǎn)數(shù)量、位置及站點(diǎn)間距離；線路中的光纜類型、衰減等信息，后續(xù)的光放大板、色散補(bǔ)償模塊的配置；組網(wǎng)中波長及子波長波道的分配及保護(hù)方式的確定）。最后根據(jù)設(shè)計結(jié)果完成施工建設(shè)安材配置工作，確定具體站點(diǎn)設(shè)備和光纖種類等信息。

OTN規(guī)劃優(yōu)化工具還應(yīng)該具備完善的數(shù)據(jù)可視化功能，便于網(wǎng)絡(luò)工程師查看及優(yōu)化。

網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營維護(hù)階段

在現(xiàn)網(wǎng)運(yùn)營維護(hù)過程中，定期對網(wǎng)絡(luò)性能進(jìn)行分析統(tǒng)計是一個必要的環(huán)節(jié)。借助OTN規(guī)劃優(yōu)化工具中的性能分析模塊，集中統(tǒng)計和處理網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中系統(tǒng)信噪比、系統(tǒng)色散補(bǔ)償、光放大器指標(biāo)、光線路衰減損耗、接收端光功率及誤碼性能、時延指標(biāo)等各類性能參數(shù)，對于網(wǎng)絡(luò)例行運(yùn)維而言是非常重要的功能。OTN網(wǎng)絡(luò)必須能夠及時應(yīng)對處理各類自然災(zāi)害及突發(fā)故障對于業(yè)務(wù)的影響，確保業(yè)務(wù)及時恢復(fù)，因此OTN規(guī)劃優(yōu)化工具應(yīng)具備故障模擬和安全優(yōu)化功能模塊，對網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵器件、光線路指標(biāo)進(jìn)行定期評估，對現(xiàn)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)生存性和可靠性分析，確保網(wǎng)絡(luò)具備應(yīng)對各類突發(fā)情況的能力。

為滿足網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化及各類現(xiàn)網(wǎng)業(yè)務(wù)配置需求，運(yùn)營商需要經(jīng)常對城域網(wǎng)OTN層進(jìn)行業(yè)務(wù)調(diào)度和優(yōu)化。通過引入OTN規(guī)劃工具，可以高效、準(zhǔn)確地進(jìn)行光層波長配置及電層的交叉和調(diào)度，滿足靈活高效業(yè)務(wù)承載需求；可以在保證現(xiàn)有業(yè)務(wù)安全穩(wěn)定運(yùn)行的前提下，及時響應(yīng)新業(yè)務(wù)的需求，充分挖掘網(wǎng)絡(luò)性能而不影響網(wǎng)絡(luò)的整體性能和安全。

八大功能模塊

結(jié)合運(yùn)營商現(xiàn)網(wǎng)的實際需求，OTN規(guī)劃優(yōu)化工具應(yīng)包含8個主要功能模塊，包括規(guī)劃設(shè)計、資源優(yōu)化、性能分析、故障模擬、安全優(yōu)化、統(tǒng)計分析、系統(tǒng)安全管理和接口模塊。

小結(jié)

隨著今后OTN網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的日益擴(kuò)大，自動化的OTN規(guī)劃優(yōu)化工具將逐漸成為運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和維護(hù)中不可缺少的輔助工具。近階段OTN規(guī)劃優(yōu)化工具主要考慮光層和OTN層的規(guī)劃與優(yōu)化，今后需逐步向分組層發(fā)展，形成光層、電層、分組層全方位的規(guī)劃和優(yōu)化能力，并且進(jìn)一步納入T-SDN體系中，為運(yùn)營商在合理規(guī)劃設(shè)計新建和擴(kuò)容網(wǎng)絡(luò)、及時優(yōu)化現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源保證其安全性等方面發(fā)揮不可替代的作用，同時將對運(yùn)營商提高網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計和業(yè)務(wù)部署的效率、降低投資運(yùn)營成本、提高核心競爭力起到很大的促進(jìn)作用。

編輯｜刁興玲 diaoxingling@bjxintong.com.cn