基于OTN網絡SDN化的政企精品網業務開發應用

李燕華

（中國聯通河南省分公司，河南 鄭州 450000）

0 引言

河南某金融客戶提出全省生產網扁平化改造需求，省行統一管理各地市1700余個網點，網點覆蓋城域、縣局、鄉局，業務帶寬10～100 Mbps，且要求能夠實現業務帶寬實時調整。河南聯通已完成全省十八個地市的省干、城域、市縣、縣鄉四級OTN網絡的覆蓋，部署了華為單域控制器，需要對OTN網絡進行SDN化改造并對業務模型進行開發應用以滿足用戶需求。

1 OTN網絡的SDN化改造

河南聯通全省OTN網絡覆蓋省干、城域、市縣、縣鄉四個層級，包含華為、中興、烽火和貝爾四個廠家設備的，省內部署了華為的NCE-T控制器。

對于四級OTN和純華為設備組網的地市，通過OTN一體化波道改造將四級網絡打通；對于混合組網的地市，在城域、縣局或鄉局增加華為PeOTN設備，通過裸光纖或異廠家OTN提供的OTU2波道對接，實現了四級OTN網絡的解耦貫通，如圖1所示。

圖1 四級OTN網絡的解耦貫通

OTN網絡經過SDN化改造，實現省干、城域、市縣和縣鄉四級網絡的扁平化和貫通，減少了光纜路由繞行，降低了時延[1]。通過CPE的光纖接入，可以實現省內全光組網專線業務的靈活開通。

2 控制域相關配置

河南聯通OTN網絡部署了華為的NCE-T控制器，控制器通過傳送控制單元實現對域內網元的集中控制管理并進行端到端業務發放。傳送控制單元實現SDN的業務控制功能，通過南向接口與物理層設備通信，獲取設備資源和網絡拓撲信息。

在控制域打通工作中，需要對傳送控制單元和控制域內網元進行基礎數據規劃配置，包括控制域劃分和配置、GRE Tunnel配置，網元節點ID配置、網元SDN使能、PCEP協議認證類型配置、OSPF協議認證類型配置等。因為每個控制域可以納管的網元數量有限制（最多600個），所以要進行控制域劃分規劃。全省每個地市一個控制域，每個控制域選取兩個主備網關網元并創建其到控制器的GRE Tunnel，業務量多的地市可增加多個控制域。如果存在多個地市共用一個控制域的情況，域內可以選取多組主備網關網元并分別創建到控制器的GRE Tunnel，滿足不同業務需求。

控制域內CO和CPE的節點ID需要統一進行規劃，根據業務量級進行各地市節點ID地址段的預規劃，省公司統一規劃，保證節點ID 的全網唯一性。在完成節點ID規劃配置后，完成SDN使能和PCEP認證方式配置，控制域內網元就具備了SDN功能，控制器就實現了對域內所有網元的集中控制管理，自動發現TE鏈路資源、節點資源、管道資源和交叉資源，實現業務靈活調度和端到端業務快速下發。

3 業務模型開發及應用

3.1 業務模型

河南聯通全省OTN網絡完成了SDN化改造，用戶端OTN-CPE光纖直入OTN網絡，可實現政企精品網業務開通。OTN-CPE設備可以來自多廠家，針對華為OTN-CPE接入，華為NCE-T控制器能夠實現CPE端到端管控，采用CPE-CPE業務模型；針對末端異廠家OTN-CPE接入，華為NCE-T控制器可以管控到OTNCPE的上聯端CO設備，采用CPE-CO業務模型。針對兩端均異廠家OTN-CPE接入，華為NCE-T控制器可以管控到OTN-CPE的上聯端CO設備，采用CO-CO業務模型。針對本金融用戶要求的帶寬實時調整，省用戶核心端和網點用戶端都使用華為CPE設備，采用CPECPE業務模型，如圖2所示。

圖2 CPE-CPE業務模型

3.2 業務類型確定

針對本金融用戶單條專線10～100 Mbps帶寬需求，采用電層VC顆粒，選取EoS業務類型。

EoS（Ethernet over SDH）業務：由EoS單板和ODU交叉板配合實現。在EoS單板客戶側接入以太網業務，經過L2層的業務處理后，封裝映射為VC信號，VC信號經過集中交叉板調度到統一線路單板，統一線路單板完成VC信號到ODUk信號的復用、映射等處理，輸出OTUk光信號到線路側[2]。如果線路側為SDH線路板，則完成VC信號到STM-N信號的復用、映射等處理，輸出SDH光信號。EoS業務映射結構如圖3所示。

圖3 EoS業務映射結構

EoS業務發放：根據用戶配置的業務類型和帶寬，自動選擇VCTRUNK端口并綁定VC時隙；驅動網元使用GMPLS創建VC4隧道。驅動源、宿網元配置VCTRUNK端口和VC隧道的交叉連接，完成EoS業務配置。

3.3 各電層保護方案確定

EoS業務類型通過電層交叉完成業務配置，四級OTN網絡中城域及縣鄉波分沒有配置光層的OMSP保護，因此需要對各層級的電層配置相應的保護。針對各地市組網情況，確定出兩種保護方案：分段LMSP保護和 SNCP+LMSP混合保護。SNCP保護利用電層交叉做雙發選收，并通過OTN開銷上報的告警觸發倒換，實現對線路板及其以后的單元進行保護。LMSP保護（鏈路復用段保護），能夠對相鄰節點間的SDH鏈路提供復用段級的保護，當工作通道故障時，業務倒換到保護通道。

省核心OTN-CPE上聯段和末端OTN-CPE上聯段這2個段落能夠實現CPE的雙上聯，采用LMSP保護；地市核心至省核心段和地市縣局至地市核心段，這2個段落為多業務共用段，采用LMSP保護；地市城域至地市核心和地市鄉局至地市縣局段這2個段落光層沒有OMSP保護，環網節點數量較多，不適合采用LMSP保護，因此采用SNCP保護。各層級電層保護方案如圖4所示。

圖4 各層級電層保護方案

3.4 匯聚點配置

對于低速EoS業務（VC12級別），可以通過配置業務匯聚點，將多個業務匯聚到一個管道上承載，在匯聚層網元上可以共享上行的VC4隧道，這樣可以最大化地復用VC4隧道，提高帶寬利用率。針對以上兩種保護方案的匯聚點設置進行規范，對于分段LMSP保護，建立LMSP保護的CO設備都需要被設置為匯聚點（CO設備需要配置低階交叉板），這樣從末端往上可以共享每個LMSP段的VC4隧道，節省帶寬資源。對于SNCP+LMSP混合保護，SNCP和LMSP的耦合點需要被設置為匯聚點，其他建立LMSP的CO設備也需要設置為匯聚點（CO設備需要配置低階交叉板）。

3.5 各層級SDH虛擬環網搭建

在OTN網絡完成SDN化改造后，進行業務端到端下發前，要先進行各層級SDH虛擬環網搭建，就是配置統一線路單板SDH虛擬端口和映射關系。對于LMSP段，需要創建兩節點間主用SDH虛擬通道和備用SDH虛擬映射通道，并建立對應的LMSP保護。對于SNCP段，需要逐段創建相鄰節點間的SDH虛擬通道。

完成SDH虛擬環網搭建后，需要驗證SDH虛擬環網是否搭建成功，控制器通過LMP（鏈路管理協議）實現鏈路的自動發現，因此可以通過查看LMP TE鏈路狀態驗證SDH虛擬環網是否正常。對環上節點逐個進行LMP TE鏈路狀態檢查，在上行和下行LMP TE鏈路都正常的情況下，SDH虛擬環網搭建成功。

3.6 路由策略確定

路由策略，有最小時延、流量工程、最短距離、最小跳數、最穩定路由。流量工程指通過綜合鏈路的跳數、距離、鏈路使用狀態等計算代價最優的路徑；最小時延是指選擇端到端時延最小的路徑；最小跳數是指選擇經過節點最少的路徑；最短距離是指選擇經過距離最短的路徑。可以結合實際路由情況和用戶訴求選擇適用的路由策略。如圖5所示。

圖5 路由策略

3.7 端到端業務下發

根據電層保護方案選定該業務適用的業務模板（分段LMSP保護模板或混合保護模板），選擇部署業務模型（CPE-CPE或CPE-CO），然后配置源宿網元端口和VLAN，設定帶寬策略等基本參數，在高級設置中進行相應的路由約束，鏈路或節點約束，計算路徑后查看主備路由是否為設定的路由，如不是可以再進行相應的約束，直到設定路由后完成創建。

3.8 帶寬實時調整

對于EoS業務，在進行帶寬調整時，優先利用已有的VC4隧道進行帶寬調整，如果已有的VC4 隧道的空閑資源不足，控制器使用GMPLS驅動網元創建VC4隧道進行帶寬調整，做到了帶寬實時調整。如果是SDH虛擬通道帶寬資源不足，可通過帶寬利用率實時對可視情況提前進行擴容配置。在SDH虛擬通道帶寬資源充足的情況下，可以實現秒級的帶寬調整，滿足用戶帶寬實時調整的需求。

4 結束語

OTN網絡經過SDN化被改造后成為智能OTN網絡，通過業務模型開發應用滿足了政企用戶對專線業務時延選路、業務快速開通、帶寬實時調整的新需求，為政企用戶提供了強有力的通信保障。■