廣東聯通傳送網SDN管理架構創新實踐及業務應用

駱益民，方遒鏗，劉雁斌，王 維（.中國聯通廣東分公司，廣東廣州 5067；.中訊郵電咨詢設計院有限公司廣東分公司，廣東廣州 5067；.中國聯通東莞分公司，廣東東莞5708）

1 概述

隨著三大運營商對SD-OTN 的大規模集采，政企市場的爭奪日趨白熱化，骨干網絡側的建設呈現趨同的形式，都是主流廠家中標，均采用業界最先進的超100G平臺，啟用SDN技術，逐步實現省市一體化網絡。網絡特點為低時延、大帶寬、高可靠、智能化。

對于部署在客戶端的OTN-CPE，三大運營商的思路也較為統一，低成本、多樣化、設備解耦協同管控成為趨勢（見表1）。

構建SDN 網絡架構既要有頂層設計的戰略思維，又要有腳踏實地的演進路徑。要實現網絡SDN 架構的順利推進，傳統電信運營商的網絡架構和管控模式必須做出相應改變，具體如下。

表1 三大運營商CPE側研究進展情況

a）現有傳輸網分域分層的網絡架構必須扁平化。過度專業化、區域化的網絡架構已經成為端到端自動化運營的最大障礙。

b）現有傳輸網高度依賴廠家的網絡運營模式必須改革，運營商需要強化研發體系。未來開放網絡需要集成和維護運營大量不同來源的新老軟件，運營商必須能夠在代碼層級深度介入開發、測試、集成、維護直至業務交付全過程。

廣東聯通2019 年歷時半年打造了全球最大規模的集光電一體化、集中化管控和扁平化架構于一體的單廠家單域SD-OTN 全光網。由于采用省市一體化模式覆蓋了全省21 地（市）533 個核心和匯聚節點，可基于廠家管控系統實現全省跨地（市）“一張網”管控端到端業務交付。通過以上網絡重構工作，廣東聯通在PEOTN 網絡上實現了“一張網”形態，打破了區域性的限制。但在隨后的網絡運營實踐中，單廠家SDN 網絡也帶來一系列問題，網絡開放解構面臨新的挑戰。

a）采用主流單廠家網絡的優勢是短期內快速升級網絡能力，劣勢是容易被廠家鎖定，會極大制約運營商后續降低網絡建設和運營成本，造成客戶接入終端成本偏高，影響網絡面向業務快速覆蓋，不利于業務競爭，迫切需要引入第三方CPE，提供高中低多檔位CPE終端以匹配不同客戶的需求。

b）SDN 網絡應具有面向多廠家開放解構的特性，單一廠家SDN 體系導致網絡開放程度不足，運營商自主研發參與程度低，難以支撐未來業務創新。

廣東聯通基于中國聯通集團CPE-OTN 自研控制平臺能力，結合傳送網絡現狀，首次提出以自主研發提升網絡SDN 能力為中心轉型，推進網絡架構扁平化、控制面智能化、業務編排定制化的SDN 三層網絡架構演進的“一型三化“總體目標，從管理架構創新、業務流程重構、產品開發聯合創新交付模式3 個維度重構廣東聯通傳送網SDN 網絡管理架構體系，充分發揮自主創新能力，突破單廠家單域SDN 網絡限制，實現新架構的演進與現有架構平滑集成，首次基于自研CPE控制平臺與大網控制器協同實現端到端業務一體化交付，同時大幅降低客戶端CPE設備采購成本。

2 目標網絡架構

2.1 目標網絡架構簡介

廣東聯通在打通OSS/BSS 支撐系統的基礎上，基于集團的研發平臺，實現新架構的演進與現有架構平滑集成和業務的端到端管理。目標網絡架構如圖1所示。

廣東聯通通過自主研發一級、二級協同器實現集團-省-市各級SDN 網絡的全流程管控，打造端到端的業務智能控制體系。

2.2 目標架構落地節奏

廣東聯通網絡管理架構由二層架構（O 域+管控層）向三層架構（O域+協同層+管控層）演進，同時引入CPE 自研管控系統，這涉及多個系統間對接關系的調整，南北向接口的開發驗證，需要在優先保持現網穩定運行的前提下平滑演進。

業務場景實現分3步走：Client→EOO→EOS。

第1 步：CPE 自研管控系統和省內二級協同器優先開發TE隧道（Client）業務南北向接口，對接驗證時，先在省內二級協同器和CPE-OTN 自研管控系統上進行預計算，然后在協同器上預置OTN TE 隧道，預置OTN TE 隧道成功后，繼續下發創建Client 業務接口給NCE-T 和CPE-OTN 自研管控系統，最終完成業務配置。

第2 步：CPE-OTN 自研管控系統和自研二級協同器開發EOO 業務南北向接口進行對接，針對兩端未終結EOO 分段業務，預置OTN TE 隧道成功后，可下發創建EOO業務接口給CPE控制器。

第3 步：CPE-OTN 自研管控系統和自研二級協同器開發EOS 業務南北向接口進行對接，針對兩端未終結EOS 分段業務，預置OTN TE 隧道成功后，可下發創建EOS業務接口給CPE控制器。

各系統間的對接分以下3 步，最終逐步演進到目標架構。

第1 步：CPE-OTN 自研管控系統和自研二級協同器對接實現業務手動開通。

圖1 SD-OTN管控目標架構圖

第2 步：CPE-OTN 自研管控系統和資管系統對接，以及自研二級協同器和OSS 域服開系統對接實現業務自動開通。

第3 步：CPE-OTN 自研管控系統和監控系統對接，以及與自研二級協同器和智網通APP 對接實現網絡監控和運維自動化管理。

3 SDN管理架構及產品創新交付技術要點

3.1 構建南北向接口標準化體系

構建SDN 網絡架構既要有頂層設計的戰略思維，又要有腳踏實地的演進路徑。在引入CPE-OTN 自研控制平臺的同時，不僅要考慮原有SDN 控制平臺的東西向融合，還要考慮與現有BSS/OSS支撐系統的融合，基于廣東聯通多系統多廠家新舊并存的現狀，探索建立跨層多維融合協同并具有南北向接口標準化接口協議體系的SDN 管控體系。在公司網發部、研究院、省網發、運維聯合工作小組多次討論驗證下，廣東聯通在2020 年3 月22 日首次提出多廠家多系統組網環境下SD-OTN 端到端一體化管控架構及實現路徑?？鐚尤诤霞軜嬁蓪崿F跨省跨廠商業務全流程自動開通及管理，具體如下。

a）廣東聯通引入集團CPE-OTN 自研管控系統，末端OTN CPE 和大網設備采用帶外DCN 的方式實現管控系統分離。

b）廣東聯通全面推進基于中國聯通企業標準IETF-ACTN 架構規范落地，啟動省內二級業務協同器接口適配開發測試與上線部署。

c）廣東聯通省內二級協同器基于ACYN 企業標準接口協議與CPE-OTN 自研控制平臺、現網廠家控制器協同，實現跨廠商專線業務端到端自動開通。由于采用中國聯通標準的北向接口協議（NBI），省內二級業務協同器可與集團一級業務協同器實現平滑對接。

d）廣東聯通BSS/OSS 業務支撐系統域和協同器以及自研管控系統進行跨層對接，完成跨廠商業務自動開通及管理。

e）集團業務編排器和廣東省內協同器進行對接完成跨省業務自動開通，實現集團-省-市3 級協同SDN管控及業務端到端自動開通。

3.2 管控平臺架構選型

廣東聯通現有BSS/OSS 域包括資管系統、監控系統、服開系統和大客戶智網通APP。SDN 管理架構升級前，BSS/OSS 支撐系統直接和大網廠家控制器（NCE-T）進行對接，引入集團CPE-OTN 和省內二級協同器后，需要考慮OSS/BSS 四大系統如何與自研CPE 管控系統、原控制器（NCE-T）以及省內二級協同器對接，可選方案如圖2所示。

圖2 方案對比

方案1：省內二級協同器北向和OSS 域對接，南向和自研管控系統以及NCE-T 對接。此方案的優點是所有功能都收口到NCE-Super，網絡架構簡單，對接關系簡單；缺點是省內二級協同器北向采用標準的ACTN（Rest）接口，OSS 域的資管系統和監控系統所有的XML 接口要全部整改，同時原控制器（NCE-T）的存量告警性能對接接口也要全部整改，而且對接資管系統和監控系的ACTN（Rest）標準尚未制定，整改周期預計長達6 個月甚至1 年，且會中斷現網業務，影響大，風險不可控。

方案2：省內二級協同器只和服開系統以及智網通APP 對接，進行業務的協同發放和網絡SLA 指標監控，資管系統、監控系統仍然和自研CPE-OTN 管控系統以及原控制器（NCE-T）對接。此方案的優點是最大程度地繼承原有接口，NCE-T 對接省內二級協同器的接口保持不變，原大網控制器（NCE-T）對接資管和監控系統的接口保持不變，服開系統和智網通APP 對接省內二級協同器的接口改動較小，對現網影響最小。此方案的缺點是對接關系復雜。

綜上所述，省內二級協同器用于跨領域跨廠商的業務協同發放和管理，屬于網絡級系統，方案2是目前最符合目標架構的演進方案，可以實現新舊系統的平滑集成，同時也將網絡升級對現網業務的影響降低至最小。

3.3 對接接口選型

目前廣東聯通網絡架構存在3 套對接接口：告警性能使用的Corba接口、存量采集使用的XML接口、服開系統和智網通APP使用的ACTN（Rest）接口，引入自研CPE 管控系統和NCE-Super 后，需要明確南北向對接的接口種類。南北向接口主要有以下3類。

a）ACTN（Rest）接口：IETF 組織標準接口，用于業務開通和業務級別的SLA 管理。業務創建完成之后，返回創建業務的UUID，通過XML 接口轉換成XML ID，然后使用XML接口進行業務的管理。

b）XML接口：用于物理存量、業務存量、業務通知和監控使用。在業務開通之前，OSS 通過接口同步物理拓撲，在業務開通完成之后，OSS通過接口同步業務的存量。

c）Corba接口：用于網元的告警性能查詢。

廣東聯通現網存量設備已經使用XML 和Corba與OSS域對接，進行告警性能查詢和存量查詢，為了保持SD-OTN 目標網絡架構的可演進性以及最大限度地減少對現網系統的影響，目標架構選擇ACTN（Rest）接口進行業務發放和管理，同時兼容XML 接口完成告警性能存量的查詢。

4 運營模式創新

廣東聯通政企產品實現BSS 域、OSS 域貫通，形成多項技術創新，解決了生產經營的突出矛盾，推動由線下為主到線上線下一體化、從分散到集約、從割裂到貫通、從被動到主動的轉變，實現商機快速穿透、能力高效流通、系統有效貫通，解決當前政企經營中銷售不充分、支撐不到位、交付不敏捷等突出矛盾。

廣東聯通在政企業務原有流程上規劃訂單的運營、生產、交付相關環節的系統及職能定位，劃分為中臺訂單能力、產品運營、交付落地三層架構。中國聯通總部致力于為全國提供通用標準的產品能力并開放接口賦能，而省分公司聚焦前端運營和省內個性化場景交付輔助。

a）聚焦前端運營：通過政企客戶在線門戶提升客戶自助服務和生態匯聚能力，通過組合型產品（如單個服務變更組合提交邏輯）和客戶級產品（需前端組合政企甚至公眾等多類產品）提升產品服務能力；通過集中受理、集中管控的運營以及自動化的工單驅動流程，實現綜合服務集約化。

b）場景化的交付：通過資源規劃圖和資源地址與目標市場關聯關系，實現網絡資源在線化管理及開通；通過流程自動流轉到省分OSS 域實現支撐方案在線化管理；通過貫通省內及跨域業務BSS 域、OSS 域流程，實現自動資源核配、工單自動流轉、工單中臺調度規則和支撐流程；通過流程可視在省分觸點展示控制交付進度，實現數字化運營。

政企業務BSS 域、OSS 域貫通面向客戶業務生命周期?；诰W絡能力底座的能力開放和智能支撐，以運營中臺為中心進行能力整合、流程貫通、數據應用，打通售前、售中、售后各環節，貫通商機管理到訂單管理、項目管理的流程斷點，整合分散在各系統的業務受理流程和入口，實現產品、方案、能力精準穿透到客戶經理、項目經理、受理開通等一線崗位。

5 產品開發聯合創新模式

傳送網引入CPE-OTN自研管控系統后，需要聯合原現網管控系統及協同器進行業務（Client/EOO/EOS）的上線打通，驗證測試升級模式的主要變化如下。

在傳統模式下，CPE-OTN 的管控系統和現有SDOTN 的管控系統在各自的研發環境中將對應的接口開發完成，在現網進行聯調互通測試，缺點是耗時長，對現網業務運行有影響。

在當前的創新模式下，依托于中國聯通研究院和華為研發實驗室環境，每一個特性開發完成后按Cli?ent→EOO→EOS 的順序開展聯調驗證，通過后在現網進行試點，這種模式通過分步驟有節奏小步快走的方式交付關鍵特性，縮短了特性上線時間，對現網影響最小。

產品開發聯合驗證創新的關鍵點如下。

a）廣東聯通和華為在各自研發環境進行特性開發和初步測試。

b）特性發布至各自的實驗室環境中通過外網開展接口級的聯合驗證。

c）特性發布至現網基于現網設備開展試點驗證。

d）獨立測試→聯合驗證→現網試點形成迭代循環，持續發布可商用特性。

e）服務重構聚焦客戶體驗：售前快速響應，售中快速部署，售后VIP體驗。

6 新架構下的業務應用

2020 年4 月，在中國聯通總部網發部和研究院支撐下廣東聯通實現基于集團自研CPE 管控平臺多廠家業務商用驗證測試，目前運行穩定，得到客戶的認可（商用客戶為東莞康華醫院總部和松山湖門診之間50M租線業務）。項目組網如圖3所示。

6.1 商用項目方案簡介

本次試商用方案為U+A 接入方式，局端機房部置U 設備（瑞斯康達8600-A）對客戶端A 設備（瑞斯康達8607）進行收斂接入再接入城域網OTN網。

廣東聯通利用本地豐富的IPRAN 資源，通過U 設備（8600）帶外管理端口，利用DCN 方式接入IPRAN 網絡，打通VPN 至自研接入層OTN 管控系統，城域OTN無需透傳網管信令，只需透傳業務數據，此方式安全性高，不受管理信令開發能力的限制，達到商用快速部署的效果。

A 設備與U 設備為同廠家，通過U 設備把A 設備的帶內管理信令收斂（DHCP 請求+NAT），實現網管自動零配置。

6.2 EOO業務實現描述

如圖4 所示，EOO 模式中接入層設備通過以太網接口（FE/GE）下行，通過OTU2（NNI）上行接入U 設備，將業務直接映射到ODU0 中。U 設備做ODU0 的交叉調度，通過NNI 方式上行到SD-OTN 網。業務采用的保護策略為ODU0的1+1保護。

6.3 經驗總結

本地IPRAN 接入機房需要具備IPRAN 接入端口（GE口或FE口），用于U設備帶外DCN接入。

本地IPRAN 城域網打通跨域VPN 路由至省接入層管控系統，同時需具備DCN 網絡路由可達管控系統的條件。

本地分配可用DCN 管理地址（用于U 設備管理）。分配DHCP域用于A設備管理，U設備配置DHCP relay功能，NAT 指向帶外DCN 網，管控系統通過DHCP 方式發現A設備，修改A設備管理地址納入網管。

圖3 東莞OTN-CPE實驗網方案

圖4 實驗網測試組網圖

SD-OTN 網需具備OTU1/2 接口資源，用于NNI 業務下行，灰光接入U 設備根據業務需求配置具備VC12/3/4、Packet、ODU0/1/2/flex調度交叉能力的板卡。

根據業務需求，配置穿通ODU0/1/2顆粒交叉至兩端U設備。

根據業務需求，城域OTN 具備1+1 或SNCP 保護能力。

6.4 成本及收益評估對比分析

如表2 所示，采用第三方CPE 和CPE-OTN 自研管控系統的方式（模式2）與單廠家組網方案（模式1）相比，客戶應用場景和承載能力基本一致，模式2的每線接入成本下降50%，達到原定的規劃設計目標。

7 下階段工作思考與展望

隨著SDN 的引入，網絡設備的剛性封閉性將會被打破，硬件和軟件將實現解耦，生態系統將走向開放，產業鏈將持續健康發展。這不僅有利于降低運營商CAPEX 和OPEX，而且有利于實現網絡的開放，增強網絡的彈性，促進新型網絡和業務的創新。為持續推進網絡SDN 能力，基于前期的測試和實踐，筆者提出以下建議。

a）CPE-OTN 設備管控系統全國集中部署后，應逐步弱化二級業務協同器，逐步簡化全國SDN 管理架構，減少系統維護成本，縮短升級周期。

b）CPE-OTN 設備管控系統對接全國一級業務協同器，建議采用TETF/ACTN 接口，實現北向接口標準統一。

c）CPE-OTN 設備管控系統對接資源管理系統建議采用MTOSI 接口實現，當一級業務協同器對接CPE-OTN 控制器時，需要增加一級業務協同器管理網元的能力。

表2 集客承載各類模式對比表

d）CPE-OTN管控系統應做好分權分域的功能。

e）CPE-OTN 設備的IP 地址建議由集團統一分配。

f）SDN 管控體系建議應建立容災備份的規劃建設工作。

g）建議啟動各省內二級協同器東西向融合協同的規劃分析工作。

h）應加強建設全國資源管理系統，核查資源數據（特別是端口占用情況）以及一些靜態資源，滿足客戶業務及時上線的需求。

8 產品創新探索

隨著SDN 能力提升，未來會有更多的第三方CPE廠家加入到SDN 網絡中。從網絡的開放能力出發，廣東聯通正探索一種新型的網絡組建和設備采購組合模式，將網絡開放能力與業務創收進行關聯，實現雙方共贏的創新局面。

目前烽火通信科技股份有限公司是典型的制造業國家企業，企業組織結構是總部+各省辦事處+各地研發/生產基地。各組織架構中有著豐富的組網業務需求，并在地方政府、商界方面著豐富的市場資源。廣東聯通可以進一步加深合作，將SD-OTN 網絡向烽火開放，提供網絡運營支撐并將部分區域規劃建設共享給烽火公司，烽火負責該區域的業務專線業務銷售，雙方根據約定比例進行結算。

9 結束語

智能網絡是數字經濟的重要基礎，中國聯通正在加速網絡智能化進程。傳送網OTN 網絡的SDN 化改造是網絡智能化升級的重要組成部分。廣東聯通積極響應中國聯通網絡智能化戰略部署，在SD-OTN 政企精品網基礎上主動開展第三方CPE 及自主研發控制器商用部署、CPE 自主研發控制器與大網控制器協同、專線流程重構的創新探索，實現創新架構商用落地。基于開放架構，面向政企客戶提供差異化服務，后續會將網絡能力進一步開放，形成更豐富的差異化專線產品，滿足更多客戶差異化的業務需求。