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(chǎng)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(shì)，但是每個(gè)人都相信未來的100G波長(zhǎng)終將像今天的10G波長(zhǎng)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(yíng)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(duì)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(zhǎng)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(zhǎng)綁定緊密，實(shí)際上包括了硬件部署、光層調(diào)測(cè)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(duì)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(duì)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(zhǎng)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(duì)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(zhǎng)，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(yíng)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(duì)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(duì)于mesh化的WDM，波長(zhǎng)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(duì)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(duì)應(yīng)波道的使用狀態(tài)。基于矩陣式的波道平面視圖，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(zhǎng)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(zhǎng)。此外用戶也可以基于波道平面視圖從整體上評(píng)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(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)，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(duì)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(shì)部分被其越來越復(fù)雜的功能特性抵消，對(duì)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(shì)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(yíng)商對(duì)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(yíng)的方向演進(jìn)，并提供配套支撐，是衡量廠商競(jìng)爭(zhēng)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(yíng)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(shì)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(cè)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(duì)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(yíng)商的實(shí)際網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)，對(duì)于總光纜長(zhǎng)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(duì)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(yíng)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(yíng)。而唯有管道經(jīng)營(yíng)，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(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司工程師)