摘要：隨著100G規(guī)模商用，傳送網(wǎng)絡(luò)帶寬的急劇提升，使得網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)形態(tài)和運(yùn)維環(huán)境產(chǎn)生了質(zhì)的改變。OTN帶寬資源管理從輔助選項(xiàng)變成必備功能。本文分析了OTN帶寬管理的要點(diǎn)，帶寬管理應(yīng)用場景，以及未來帶寬管理需要加強(qiáng)的方向。

　　1、100G OTN的影響

　　100G時(shí)代如約到來，盡管目前還沒有充分體現(xiàn)出成本優(yōu)勢，但是每個(gè)人都相信未來的100G波長終將像今天的10G波長一樣普及。單波100G意味著存量網(wǎng)絡(luò)上的10倍擴(kuò)容容量， 80波系統(tǒng)就可以輕易獲得8T的傳輸容量。而這些硬指標(biāo)的光輝恰好掩蓋了其更加深遠(yuǎn)的影響。

　　在語音業(yè)務(wù)主導(dǎo)的MSTP時(shí)代，一個(gè)STM-64線路能夠承載4000個(gè)最常見的E1電路。隨著流量暴漲和業(yè)務(wù)全I(xiàn)P化，傳送網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營環(huán)境發(fā)生了根本性的變化，從數(shù)量上看，GE業(yè)務(wù)占絕對主導(dǎo)。ODU0調(diào)度曾經(jīng)讓我們無比興奮，但是在調(diào)度顆粒與業(yè)務(wù)的匹配中，它影響的因素只是分子，一個(gè)10G波長只能得到8個(gè)ODU0。綜合考慮形態(tài)和顆粒，100G OTN網(wǎng)絡(luò)使得業(yè)務(wù)與承載管道重新得到了匹配。OTN網(wǎng)絡(luò)突破了剛性的底層瓶頸，隨著100G應(yīng)用逐步深入，技術(shù)與需求互相促進(jìn)下的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)熱情遲早會(huì)被再次點(diǎn)燃，這種遐想傳遞到運(yùn)維層面，就成了變革的動(dòng)力。為了迎接這一挑戰(zhàn)，我們還需要建立與全新業(yè)務(wù)形態(tài)相匹配的運(yùn)維模式。

　　2、100G OTN運(yùn)維要點(diǎn)

　　談到OTN運(yùn)維，一方面當(dāng)然是降低維護(hù)成本，但是這是做減法，其空間受制于現(xiàn)有技術(shù)條件，另一方面，我們認(rèn)為更應(yīng)該強(qiáng)調(diào)業(yè)務(wù)響應(yīng)能力，通過兌現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資產(chǎn)實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)收支平衡。

　　傳統(tǒng)上WDM僅僅是作為光纖的替代品，而OTN與WDM的固有關(guān)系，使得今天的OTN運(yùn)維有很多WDM的影子。OTN當(dāng)前的業(yè)務(wù)發(fā)放與WDM波長綁定緊密，實(shí)際上包括了硬件部署、光層調(diào)測這些環(huán)節(jié)。這種方式與SDH配交叉開通業(yè)務(wù)差距非常大。在各種不同的條件下，OTN的業(yè)務(wù)響應(yīng)周期從幾天到兩個(gè)月不等，這種等待成本和不確定性對于很多業(yè)務(wù)需求來說門檻太高。 結(jié)果一邊是饑渴的業(yè)務(wù)部門和企業(yè)客戶存在大量業(yè)務(wù)需求得不到及時(shí)滿足，與此同時(shí)，OTN的網(wǎng)絡(luò)帶寬卻得不到充分消化，網(wǎng)絡(luò)輕載，相當(dāng)于推高了TCO。那么要建設(shè)快速業(yè)務(wù)響應(yīng)能力，首先要清楚地認(rèn)識(shí)到OTN和傳送網(wǎng)的獨(dú)有特征。

　　1）OTN的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)特殊，需要采用獨(dú)特的分析方式。在電信網(wǎng)絡(luò)中，除傳送網(wǎng)之外，其它都是全對稱的扁平網(wǎng)絡(luò)，各個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)只有大小之分，沒有上下游和承載關(guān)系（數(shù)通設(shè)備完善成熟的協(xié)議抵消了上下游關(guān)系）。而傳送網(wǎng)是矩陣關(guān)系型網(wǎng)絡(luò)，低階網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)完全取決于高階網(wǎng)絡(luò)調(diào)度構(gòu)成的投影，每個(gè)節(jié)點(diǎn)的調(diào)度能力分工都有很大差別，兩個(gè)站點(diǎn)間的連接關(guān)系往往取決于其它站點(diǎn)的具體情況。100G OTN的出現(xiàn)尤其加劇了這種復(fù)雜性。10G或者40G的OTN，一個(gè)端到端業(yè)務(wù)只會(huì)出現(xiàn)一個(gè)級(jí)別的調(diào)度，使用100G波長時(shí)，為了保持現(xiàn)有的帶寬使用效率，往往需要分成高低階兩層調(diào)度，因此調(diào)度單元（即OTN電子架）之間的連接關(guān)系取決于OCh和高階ODUk的穿通和上下。

　　圖1 OCh和高階ODUk掩蓋下的連通性陷阱

　　2）OTN顆粒大而數(shù)量少，承載的業(yè)務(wù)量大，加上波道資源本身稀缺，100G OTN的生存性和經(jīng)濟(jì)性都非常敏感。這種成本分布特征使得OTN只能接受白盒化的運(yùn)維方式，軟件輔助運(yùn)維手段必須提供可信賴的過程，以證明其不存在任何單點(diǎn)失效風(fēng)險(xiǎn)，且跨段間調(diào)度時(shí)，時(shí)隙資源的使用是最高效的。

　　圖2 不同層次的成本分布對比

　　3）異構(gòu)多域的融合網(wǎng)絡(luò)，組網(wǎng)方式靈活多變，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境異常復(fù)雜。原來的SDH+WDM，變成了多種技術(shù)、多種實(shí)現(xiàn)方式并存。PTN普及的同時(shí)，龐大的SDH存量網(wǎng)絡(luò)仍然活躍，甚至還存在擴(kuò)容，而GE以上顆粒的調(diào)度，又以直接采用ODUk承載最為經(jīng)濟(jì)。OTN以下，還存在PID、ROADM等技術(shù)選項(xiàng)。網(wǎng)絡(luò)帶寬需求永無止境，F(xiàn)lex Grid、OBS/OPS等新技術(shù)還在排隊(duì)進(jìn)入我們的網(wǎng)絡(luò)。業(yè)務(wù)顆?？缍却?，運(yùn)維風(fēng)格千差萬別，而功能卻扁平化了。一條業(yè)務(wù)在網(wǎng)絡(luò)中傳輸，會(huì)遇到新舊各種存量設(shè)備，調(diào)度節(jié)點(diǎn)之間的邏輯連接被掩蓋在五花八門的物理器件和管道內(nèi)部，在業(yè)務(wù)規(guī)劃設(shè)計(jì)階段無法看到網(wǎng)絡(luò)全貌，給業(yè)務(wù)調(diào)度帶來非常大的困難。

　　圖3 多種承載技術(shù)并存

　　綜合OTN及傳送網(wǎng)的這些特點(diǎn)，結(jié)果就是難以建立一個(gè)統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)描述模型。造成現(xiàn)在傳送網(wǎng)運(yùn)維大量使用Excel表格和紙件。在100G時(shí)代，當(dāng)業(yè)務(wù)量越來越大、mesh網(wǎng)絡(luò)越來越多時(shí)，連接關(guān)系、承載關(guān)系的復(fù)雜度以幾何方式增長，依賴這些冷兵器終將無以為繼。

　　3、100G OTN帶寬管理方案

　　運(yùn)營商投資建設(shè)的是承載業(yè)務(wù)、創(chuàng)造商業(yè)價(jià)值的網(wǎng)絡(luò)，華為uTraffic產(chǎn)品的OTN帶寬管理開宗明義回答這一問題：一個(gè)網(wǎng)絡(luò)共連接了多少個(gè)節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)之間的帶寬有多大。

　　考慮到OTN網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間關(guān)系的重要性，所有的帶寬信息全部以拓?fù)鋱D的形式呈現(xiàn)。TDM業(yè)務(wù)不同于以太柔性管道，特定顆粒的業(yè)務(wù)承載能力不單取決于帶寬的大小，還取決于承載管道的信號(hào)映射結(jié)構(gòu)。帶寬管理在拓?fù)鋱D上單獨(dú)過濾呈現(xiàn)特定顆粒的帶寬分布情況。所有的帶寬信息，在提供量化統(tǒng)計(jì)的同時(shí)，通過不同的顏色標(biāo)明了其滿足情況。傳統(tǒng)的OTN擴(kuò)容方式是根據(jù)規(guī)劃建設(shè)WDM環(huán)，將新增帶寬平均地分布在所有跨段上。通過這些預(yù)警信息，能夠在空間維度更加精確地指導(dǎo)擴(kuò)容，避免浪費(fèi)投資。帶寬預(yù)警還能避免出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性的帶寬資源不足，確保包括支路端口在內(nèi)的所有業(yè)務(wù)資源都是就緒的，將業(yè)務(wù)響應(yīng)時(shí)間保持在最佳水平上。

　　圖4 帶寬資源拓?fù)鋱D和預(yù)警

　　即使兩站間存在對應(yīng)顆粒的帶寬連接，仍然不能保證業(yè)務(wù)調(diào)度能夠進(jìn)行，因?yàn)槿魏谓徊嬲{(diào)度都是基于電子架進(jìn)行的，所以我們還需要將帶寬信息細(xì)化到站點(diǎn)內(nèi)的電子架級(jí)別。交叉平面視圖提供了帶寬連接的電子架關(guān)系透視信息。一個(gè)中等城市的城域OTN網(wǎng)絡(luò)可能只有不到30個(gè)節(jié)點(diǎn)，而具有集中交叉調(diào)度能力的電子架的數(shù)量則可以達(dá)到上百，常用的顯示屏幕無法完成這種規(guī)模的可視化呈現(xiàn)。交叉平面視圖提供了智能化的過濾顯示，可以根據(jù)上下文環(huán)境平滑地選擇相關(guān)的帶寬信息，自動(dòng)屏蔽無關(guān)的電子架與帶寬。

　　以波道平面視圖支撐光層mesh化。由于其稀缺性，波道資源是傳送網(wǎng)最寶貴的無形資產(chǎn)。對于mesh化的WDM，波長路由不是局限在一個(gè)明確的環(huán)鏈系統(tǒng)上，傳統(tǒng)的順序式波道分配圖難以清晰表達(dá)波道資源的分布情況。波道平面視圖將密集波分網(wǎng)絡(luò)描述成與系統(tǒng)波道數(shù)對應(yīng)的數(shù)十個(gè)波道平面，每個(gè)平面以圖形化的形式獨(dú)立地描述每個(gè)跨段對應(yīng)波道的使用狀態(tài)?；诰仃囀降牟ǖ榔矫嬉晥D，用戶能夠直觀地看到兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間是否可以建立波長直連，從而避免使用不必要的電層穿通，不合理地占用多個(gè)波長。此外用戶也可以基于波道平面視圖從整體上評估是否存在波道資源碎片化，及時(shí)做出調(diào)整。

　　4、帶寬管理的應(yīng)用價(jià)值

　　帶寬管理簡化了網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營，為網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃擴(kuò)容提供了現(xiàn)網(wǎng)實(shí)況的第一手輸入。在處理網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)，我們需要了解信號(hào)層次之間的承載關(guān)系，而在管理業(yè)務(wù)時(shí)，承載關(guān)系只會(huì)帶來不必要的復(fù)雜性，業(yè)務(wù)管理只需關(guān)注信號(hào)本身，而非網(wǎng)絡(luò)的層次關(guān)系。在業(yè)務(wù)規(guī)劃階段，帶寬管理可以將網(wǎng)絡(luò)抽象成與業(yè)務(wù)顆粒對應(yīng)的一個(gè)切片，屏蔽其它無關(guān)層次。在業(yè)務(wù)發(fā)放完成之后，帶寬管理可以根據(jù)承載關(guān)系進(jìn)行帶寬換算，調(diào)整受影響的關(guān)聯(lián)高低階帶寬資源數(shù)據(jù)。當(dāng)前OTN高性價(jià)比的優(yōu)勢部分被其越來越復(fù)雜的功能特性抵消，對于網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀的描述越來越困難，制約了網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的繼續(xù)擴(kuò)大。未來的100G廠家只有提供配套的網(wǎng)絡(luò)描述手段，才算真正的E2E解決方案。OTN帶寬管理將OTN大容量低成本的優(yōu)勢發(fā)揮到極致，是超大容量OTN設(shè)備的實(shí)際運(yùn)用的必備條件。

　　這種按層次進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)切片的方式還擴(kuò)展了運(yùn)維視野。由于屏蔽了無關(guān)信息，軟件處理能力在地域橫向范圍上得到了大幅加強(qiáng)，能夠?qū)⑹「膳c本地網(wǎng)合并處理，或者多個(gè)省干合并處理，分析子網(wǎng)之間的鄰接關(guān)系，計(jì)算跨多個(gè)子網(wǎng)的業(yè)務(wù)承載能力。當(dāng)前的大環(huán)境導(dǎo)致運(yùn)營商對成本越來越敏感，不管是IDC還是4G都無法支撐過去那種粗放的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)模式。支撐統(tǒng)一的傳送網(wǎng)向可運(yùn)營的方向演進(jìn)，并提供配套支撐，是衡量廠商競爭軟實(shí)力的要素之一。OTN帶寬管理這種合并多個(gè)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)管理的能力，能夠在更大范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的薄弱環(huán)節(jié)，加強(qiáng)了跨地域的專線業(yè)務(wù)運(yùn)營能力，可以有效降低部署100G OTN產(chǎn)品的實(shí)際成本。

　　帶寬管理可以改善網(wǎng)絡(luò)生命周期管理，進(jìn)行趨勢分析，指導(dǎo)擴(kuò)容。通過積累周期性的網(wǎng)絡(luò)帶寬資源快照，可以建立全網(wǎng)各個(gè)跨段間的帶寬資源消耗歷史數(shù)據(jù)，為分析預(yù)測未來的帶寬需求提供參考數(shù)據(jù)。歷史數(shù)據(jù)的參考意義也許不是太大，但是對于ASON網(wǎng)絡(luò)，這種數(shù)據(jù)還有更加現(xiàn)實(shí)的意義。由于ASON網(wǎng)絡(luò)的生存性是通過其動(dòng)態(tài)變化的重路由實(shí)現(xiàn)的，在基建活躍、光纜布設(shè)條件惡劣的地區(qū)，重路由非常頻繁。根據(jù)各大運(yùn)營商的實(shí)際網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營數(shù)據(jù)，對于總光纜長度約100，000公里的傳送網(wǎng)絡(luò)，每年大約會(huì)發(fā)生150~300次光纜單點(diǎn)故障。如果缺少時(shí)間維度的帶寬分析，100G ASON的薄弱跨段非常隱蔽，風(fēng)險(xiǎn)急劇放大。只有根據(jù)歷史記錄，結(jié)合故障模擬，才能找到潛在風(fēng)險(xiǎn)，對應(yīng)補(bǔ)足。而缺少這種風(fēng)險(xiǎn)分析能力的100G ASON方案顯然是不完整的。

　　5、結(jié)束語

　　在洶涌澎湃的ICT變革中，只有網(wǎng)絡(luò)本身是真正堅(jiān)不可摧的最后堡壘。而傳送網(wǎng)絡(luò)的本質(zhì)，就是它所提供的各種帶寬。展望未來，帶寬管理不會(huì)止于帶寬，而是傳送網(wǎng)從形而上的物理網(wǎng)絡(luò)到解構(gòu)主義的功能模型這一演進(jìn)過程的開端。帶寬管理抹平了異構(gòu)多域的傳送網(wǎng)，運(yùn)營商通過一個(gè)完整統(tǒng)一的傳送網(wǎng)，可以平滑地兌現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)管道經(jīng)營。而唯有管道經(jīng)營，才能撬動(dòng)社會(huì)資源，通過帶寬需求與網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的良性互動(dòng)，實(shí)現(xiàn)太平洋一樣寬的管道這一宏偉預(yù)言。

　　作者：戴廣翀(中國移動(dòng)通信集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司工程師)