本地传输网络优化问题浅析
2019-11-03 09:02:41
供稿：网友
臧志宏 朱 锐
摘 要 在对电信运营商的本地传输网进行简要分析的基础上，结合现有网络中的不足提出了网络优化的目的，并针对网络优化过程中设备的搬迁、替换和调整提出了具体措施和指导思想。
关键词 传输网 网络优化 MSTP SDH
前言
随着时代的发展和人们对信息多样性、安全性的需求增长，对传输网络的要求也越来越高。而本地传输网作为网络的末梢，直接面对用户，更需要紧跟时代发展的步伐，满足市场的需求。今后需要建设的本地传输网应具备高可靠性、大传输带宽、多种接口接入能力的特点。
目前部分电信运营商的本地传输网络中网络结构存在着一些缺陷，设备接口类型比较单一，使用技术层次比较低，从目前通信技术的发展情况看具有较大的改造空间。在建设新传输网络的同时，充分利用已有的资源对现网进行改造和优化，既可节省投资，又可达到网络建设的目的，正成为网络建设中的一个新热点。
网络的优化有多种不同的思路，本文主要从设备的搬迁、替换角度出发，分析由此引起的网络优化中需要考虑的各种因素。
1 本地传输网络的特点
1.1 本地传输网络的特点
现有电信运营商的本地传输网络，多数经历了长期网络建设，现有的本地传输网络在目前的业务运营中起着绝对的支撑作用，为广大用户提供了优质服务。但在不同的历史时期有不同的技术特征和思路，同时工程建设中要受到资金、技术发展、业务拓展等多方面因素的影响，所以以往的网络建设中所使用的传输设备功能比较单一，不具备新业务的接人能力。同时由于业务开展的因素使得工程建设中只能根据已有的资源条件开通电路，导致网络结构上不尽如人意。但多数传输网络在物理层面上具备了光传输环路的基础。
1.2 运营商在本地传输网络中的优势
现有电信运营商的已建本地传输网络，初期建设基本是以满足用户的电路传送需求为目的，传输网络的组织均基于连接用户这个基础。
移动运营商分布于城市每一个角落的基站在移动运营商开拓移动专业之外的市场时，又很自然地成为其他业务接入的最佳切入点。固话运营商在城市内不仅有覆盖面很广的光缆管道资源，同时有市话分局等已有业务接入点，如何更好利用这广泛分布的基站、分局、光缆管道资源成为基础网络建设中的重要环节，组织一个合理的网络、维持高效的运行环境、完成出色的业务接入能力、保持发展的可扩展性，必将对一个运营商的潜在发展产生直接影响。
2 本地传输网络的建设目标
本地传输网应适应各种业务的接入，保证网络持续、稳定的发展，为此网络建设应达到下列几点主要目标。
2.1 清晰的网络结构
清晰的网络结构有利于提高网络利用率，发挥设备的功能潜力，利于设备的扩容、升级和网络的演进。每个地区应根据业务的规模，网络的现状和发展的特点，按照分层组网的原则建设各个层面。一般来讲按照核心、汇聚、边缘3个层面建设。
应合理选择汇聚节点，充分发挥汇聚节点设备的汇聚地位和能力，形成合理、清晰的汇聚区域划分，避免边缘网络的跨区域迂回，提高纤芯利用率。
2.2 综合的业务接入
传输网定位于各业务网络的综合传送平台，应能够支持多业务。为保证具有综合接人的能力，本地传输网中应采用具备MSTP技术的设备进行传输网络建设。应充分利用边缘层局（站）区域覆盖，实现多业务的灵活接入，提高市场竞争力，降低网络建设成本和维护成本。
2.3 方便的管理、维护
随着各业务区网络和设备的逐步稳定，宜逐步建设全省的综合网管系统，以提高对传输网管理维护能力，提高客户满意度，提升传送服务质量和竞争力。从方便维护和管理、灵活调度电路、节省维护人力物力的角度考虑，应限制一个业务区内厂家的数量，并尽量保持边缘层和汇聚层采用同一个设备厂家。
3 本地传输网络中的不足
3.1 多厂家设备问题
电信运营商在传统本地传输网络的建设过程中，传输往往是作为其他专业的配套工程，完成的纯粹是电路的开通，建设过程中传输网络结构并不清晰，因而出现了多期工程使用不同厂家传输设备的情况，在同一个城市内（尤其是在大中型城市）设备厂家在2个以上的比较普遍。目前许多城市内存在不同厂家的设备类型多，分布区域比较模糊，在同一个区域内有多厂家的情况。从方便维护和管理、灵活调度电路、节省维护人力物力的角度出发，一个城市的本地网所应用的设备厂商不宜太多，一般应限制在1—2个。在不同的层面上有多厂家的情况。为了竞争的需要，一个城市（尤其是大中城市）不可能局限在只采用一个厂家的本地传输设备，如何使多个厂家的设备能更好地为一个统一的本地网服务，对网络的灵活性、可管理性是一个非常重要的课题。
3.2 新业务接入问题
电信运营商的传输网络建设初期主要解决语音业务的接入，但随着市场拓展的需要，数据业务、租线业务的市场被许多运营商看作未来收入的新增长点。在这种情况下，如何利用已有的资源优势，充分使用本地传输网的众多节点，将其作为数据业务的接入点，以便在很短的时间内争取到最多的用户。而目前多数节点内的传输设备为早期的旧技术设备，无法提供多种业务接口，对目前数据业务的开通造成了很大的不便，极大地损害了业务市场的拓展工作，同时低速率业务直接占用光纤对于宝贵的光缆资源也是一种极大的浪费。这样就要求在这些节点内具备多业务接人能力，也就需要有多种接人接口类型。
3.3 光纤及机房使用问题
在现网的基础上增加具有数据接入功能的SDH设备，组建一个新的网络是一个选择。但在实际网络中，数据业务用户接人时对城市内的光纤资源消耗非常大，同时在核心、汇聚点的机房内存在装机位置紧张的情况，而现有机房内先期的SDH设备集成度比较低，DDF的单架容量比较小，同现有的设备技术相比，对机房面积的消耗与现有技术手段解决相比至少多出一倍。下阶段大量新业务的开通，会在机房内新增大量的设备、DDF、ODF，机房内装机位置的消耗越来越大。
4 解决办法
根据上面的分析，为保证本地传输网络向目标网络迈进，使得未来的本地传输网支持新的业务，满足各种业务接入的需求，需要解决现网的不足，相应的解决办法如下。
4.1 多厂家设备问题解决办法
针对现有的多厂家环境情况，可以采取两种方式解决：一个是分层面多厂家环境，另一个是分区域多厂家环境。第一种情况在同一个层面采用同一个厂家的设备，不同层面间设备厂家不同；第二种情况同一个区域的设备采用同一个厂家的，不同区域采用不同厂家的设备。根据目前传输设备的特点，多层面网络中不同层面上的设备尽量统一才能实现一个完整的网络功能，因此按区域分割的多厂家环境是比较好的。实现时可将技术落后或设备数量少的厂家在不同城市间搬迁调换，将设备进行城市或区域集中，实现每城市2-3个设备厂家的目标。
4.2 新业务接入问题
采用新的传输设备，首选具有MSTP功能的SDH设备。
4.3 光纤及机房使用问题
利用原有的光纤使用新的SDH设备替换原有SDH设备，再完成环路的替换。将集成度低的设备拆除后空出机房位置为未来网络发展装机做准备。
5 网络优化中需要考虑的问题
根据上述分析，针对现有网络存在的不足对现有的网络进行改造，可采取设备搬迁、替换方式，在此过程中需要注意下述问题。
5.1 新设备的安装调测
搬迁替换中边缘层局（站）的涉及范围大，但每站的电路量较小，核心节点机房内设备替换量相对较小，但每站的电路量很大。设备搬迁替换要注意下列问题。
5.1.1 安装位置
在设备替换过程实施初期，现有的环路仍然开通电路，因此要考虑新设备的装机位置，并根据不同装机条件准备不同的设备替换方案：
1）边缘层局(站)内设备装机
（1）机房内有合适的装机位置
在新的装机位置安装，并重新布放新设备需要连接的各种线缆。
（2）机房内无合适的装机位置
在现有局（站）中，有少数机房存在无合适装机位置的问题，可以采用下面的方式解决：首先由厂家准备一套新的过渡用SDH设备，在机房内找一个临时的位置进行安装，安装完毕后，和该环路上的其他节点一起进行电路的割接，在割接完成且电路稳定后，将现网SDH设备拆除，拆除现有SDH设备后，在拆除位置上再安装一套SDH设备，在单机调测完成后，在该站将电路从过渡的SDH设备上割接到最终的SDH设备上。
2）交换局(站)设备装机
选择合适的位置，尽量能使设备比较集中，同时综合考虑ODF和DDF的位置，尽量使新的设备与DDF之间经过的走线路由与原设备与原DDF的布线路由不重合，以方便原有线缆的拆除。
5.1.2 电源
根据现有局（站）内开关电源情况，选择空余的空气开关，并根据设备的耗电量进行选择，对于空气开关与设备耗电量不匹配的，更换合适的空气开关。对于不能满足耗电量的局（站），可以对现有的开关电源进行扩容，增加电源模块，并配置相应的空气开关保证新设备的电源需求。
尤其对交换局(站)，设备数量比较多，对电源的消耗也比较大，在增加新的传输设备后，要注意整个电源系统的耗电量是否已经接近满负荷，在设备加电前应进行电流的负荷测量，以确定增加新的传输设备后不会影响现有系统的开通。
5.1.3 同步
SDH是一种同步传输技术体制，要求全网同步于一个基准时钟。网的同步实质为网元设备的同步，SDH网元应纳人数字同步网中，成为其有机的一部分，SDH传输网的定时信号来源于数字同步网中的基准时钟源，SDH网元时钟性能应满足ITU-T相关建议。
核心层的SDH设备从BITS引接外部时钟，并根据替换后的核心环路组织情况进行同步的安排。边缘层的环路在选择时钟源时要结合同步网的建设，在同步网尚未实施时，可以从汇聚层局(站)的外同步时钟输出端子或支路光接口提取，并采用线路同步方式实现系统同步。
5.2 割接替换的总体实施原则
在完成设备的安装调测后，可以进行电路的割接，设备的替换和网络的割接、改造应考虑网络建设的上下层面之间的一体化，有两种选择方案：
5.2.1 方案一
从理论上讲，设备的割接替换和网络的改造应从上向下进行，若脱离边缘层仅在核心汇聚层进行设备和电路的割接将会引起网络的两次调整，因此建议首先建立从上向下的新环路，保证设备安装完毕和电路调测完成(在建设新环路的同时现有环路上的电路不变)，完成上述步骤后在电路割接时以边缘层电路的流向为主导，在边缘层与用户之间的线缆和核心汇聚层传输设备至交换机的线缆同时割接。具体操作上可以按照电路方向进行分类，将交换机对应的DDF端口分成不同的方向，对同一个DDF上的操作尽量一次完成。
5.2.2 方案二
从多数网络的实际情况看，核心汇聚层设备的替换一般还涉及现有电路的归并，需要进行详细的电路统计和归并，因此核心汇聚层的替换要比边缘层的替换需要准备时间更长，为保证整个割接工作的按时完成，可以将核心汇聚层与边缘层分别割接替换，这样带来的不便是需要在核心汇聚层与边缘层之间多两次割接，同时在分别割接替换时，可以先从边缘层开始，在前期积累一定的经验后再对核心汇聚层进行电路割接和设备替换。
方案一从流程上看比较合理，但要注意在操作过程中与实际情况相结合，尤其是在核心节点的线缆布放难度应引起重视。
5.3 割接替换的总体实施步骤
设备的安装过程只和装机位置、电源情况有关，而网络的改造需要进行电路的割接，电路的割接过程要先进行环路的割接替换。环路割接有两种情况：
5.3.1 有备用光纤
可以按照最终网络结构先使用新的设备搭建网络，并在新的网络中对设备进行调试，然后将原有网络的业务逐点割接到新建的网络上。这种方法对业务的影响最小，而且能够提高调试和割接的效率，风险性也最小。
5.3.2 没有备用光纤
可以采用逐点替换工作。具体步骤如下：
a）断开环形网为链形网，利用环网的保护功能，保证不中断业务；
b）环路断为链路后空余的一对光纤将两端升级设备组成一条链；
c）将原网络断纤处两套设备上的业务割接至两端升级设备上；
d）拆除原有一端设备，空闲又一段光纤，继续开通第三端设备；
e）循环此过程，直至全网升级优化完毕。
6 优化后的效果
在完成设备的替换和网络的割接、改造后，应达到以下效果。
6.1 电路利用率提高
在设备替换完成后，通道的利用率会得到明显的提高。原因一是原有的核心层设备多数采用通道保护环技术方式，新的设备应支持复用段保护环，因此在采用复用段环替换通道环后容量必然增加很多。原因二是在过去的网络中，局（站）的所属关系随着网络的扩展不断变化，电路的组织容易失去全网的考虑设置，在替换过程中可以根据现有的边缘层局（站）及交换机设置的实际情况进行全网电路的重新组织，可以极大地提高电路的利用率。
6.2 网络结构清晰
在设备替换完成后，本地传输网络是一个清晰的分层结构，同时各层次之间设备的组成也有一个清晰的区域划分，给维护管理带来了便利。
6.3 网络管理便利
清晰的分层结构和设备的清晰区域划分，使得网络管理非常便利，在网管上可以进行电路的端到端配置和管理。
6.4 新业务接入能力增强
在设备选型时就限定新的设备支持MSTP功能，对于不同速率的数据等业务接入只是具体板件配置的不同。
7 割接中需要注意的问题
a）在割接过程中，由于机房内装机条件的限制，施工时的操作空间比较小，而且部分机房需要电路的二次割接，因此在操作过程中应做好计划，合理安排施工流程，保证人员和网络的安全。
b）在施工前应进行光纤的衰耗测试，并根据测试结果确定群路光接口功率选择。
c）在核心局(站)，设备至DDF的线缆布放建议不要一次将所有环路全部布放完毕，应逐个环路进行，目前核心局(站)的走线架上线缆层叠较多，新的线缆布放后，原有线缆的拆除更加困难，因此应按照新布放、拆除旧缆循环操作，以最大化地利用走线架的空间。
d）不同厂家光接口的对接
在设备替换后，可能存在汇聚层设备和边缘层设备是不同设备厂家的情况，建议在工程实施前，先进行光接口对接的实验，以保证光路的畅通及网管的正常运行。
8 结束语
本地传输网的建设涉及最终用户的接入，虽然是在网络的末梢，但对业务的发展影响巨大，因此应予以充分认识，网络的改造和优化应随着网络的建设不断进行，这样才能保证投资的最大产出、电路开通的最快速度和维护的最大便捷。
臧志宏 1994年毕业于北京邮电大学，获土学学士学位。中讯邮电咨询设计院工程师，目前主要从事有线传输工程勘察设计院工作。
朱 锐 1993年毕业于电子科技大学，获工学学士学位。现为中国联通广东分公司基础网络设施部规划建设室经理，长期从事联通一干、二干、本地网传输工程建设和维护工作。
摘自 中国电信
