SDH業務遷移和網絡演進策略研究

盧慧嬌，沈銘

（中國移動通信集團福建有限公司廈門分公司，福建 廈門 361008）

0 引 言

SDH（同步數字傳輸體制）作為傳送網的主流技術之一，在聯通、電信及移動等運營商都建立大規模網絡，承載著政企、金融及部隊等重要業務。隨著業務逐步朝IP 化和大帶寬的方向發展，原有的SDH 技術已無法滿足承載需求。同時SDH 設備老舊，在網時間長，故障率變高，但國內一些主流設備商已逐步停止SDH 設備供貨及相關服務，SDH 網絡承載的業務面臨技術服務風險。

隨著大數據、物聯網、人工智能等賦能行業的快速發展，建立大帶寬、低時延、高可靠性的專線網絡已迫在眉睫。在現網SDH 仍有大量存量，承載重要政企專線的前提下，如何結合現有傳送網絡，采用新技術新網絡遷移SDH 網絡所承載的業務，并使SDH 網絡向PTN/SPN/OTN 等新網絡平滑割接演進，已成為運營商亟需解決的技術難題。

針對上述現狀，課題組通過對比分析，制定SDH 業務遷移方案，發現基于VC-OTN 技術的政企專網承載方案，具備架構簡化、帶寬可調、時延可視、快速調度等優點，不僅推動SDH 業務遷移，而且滿足新增專線用戶個性化需求，實現網絡演進同時為運營商帶來新的增值服務，催生新的贏利點。

1 當前主流傳送網技術

近年來，移動業務發展迅猛，城域傳送網除了承載2G基站、專線業務外，新的智能管道、云計算、大數據、物聯網等5G 行業應用，對傳送網提出更高的要求，推動著各種接入和傳送技術不斷發展，以下對目前主流的接入和傳送技術做簡要介紹和分析。

1.1 PTN 技術

PTN（分組傳送網）采用分組包交換技術為TDM、IP等業務提供端到端專線級別的傳輸管道。具備全IP 業務承載能力，通過PWE3（偽線仿真）實現傳統電路業務的兼容性，具有便捷的OAM 和網管能力、端到端的業務配置和端到端QoS 帶寬及流量管理工程。通過T-MPLS（傳送多協議標簽）和PBT（運營商骨干傳送）技術體制實現分組傳送，兩者均支持端到端、雙向點對點的連接，基于50 ms 的電信級業務保護倒換能力，均可用來實現SDH 向分組交換的轉變。

1.2 OTN 技術

OTN（光傳送網）是基于SDH 和WDM 的傳輸網絡技術，結合SDH 和WDM 的技術優勢，實現電/光層子波長交叉，具有SDH 技術字節、網絡維護和管理能力等。以光交叉OTN 網絡為基礎，利用G709 規范的封裝規程映射，在光層實現波長級交叉調度和信號傳輸。它不僅提供通信協議的完全透明，而且為WDM 提供端到端的連接和組網能力，為ROADM 提供光層互聯的規范并補充了子波長匯聚和疏導能力。OTN 能力支持單波長20 Gbit/s 和超過10 Tbit/s 的系統總容量，是真正面向未來的網絡。

1.3 SPN 技術

SPN（切片分組網）是面向5G 承載的新一代傳輸網絡，可實現大帶寬、低時延、高效率的綜合業務傳輸，完全兼容分組網的帶寬統計復用，并通過FlexE 接口和SE 通道提供低時延、硬隔離的切片通道。FlexE 接口采用時分復用方式，提供通道化隔離和多端口綁定能力，實現了以太網MAC 與物理媒介層的解耦，構建端到端剛性管道。SE 在FlexE 技術基礎上，對高速率接口進行精細化劃分，即兼容以前以太網絡，同時避免報文經過L2/L3 層存儲轉發，將以太網切片從端口級向網絡組網擴展。

1.4 技術比較

下面給出了上述各類傳送網技術優缺點對比，如圖1所示。

圖1 傳送網技術優缺點對比

2 SDH 業務遷移方案

基于上述主流傳送網技術的分析比較，研究構建了以下兩組SDH 業務遷移方案，并對其效果進行了充分對比。

2.1 基站業務的遷移

2G 基站一般使用2Mbit/s 電路，可通過接入層到核心層端到端的PTN 網絡承載：

（1）2G 基站IP 化改造后，2G 基站可全部遷移到PTN系統上，采用傳輸PTN 三層方案。與LTE 的承載方案一樣，L2/L3 節點和L3 節點口字型組網配置L3VPN 業務，L2/L3 節點與接入側網元配置雙歸業務，配置PW APS 和MC_LAG 保護。

2G 基站業務承載方案，為VLL+靜態L3VPN 方式，采用獨立Tunnel 和L3 VPN，規劃單獨IP 地址和VLAN，雙歸到現網L2/L3，但采用不同的VPN 同LTE 隔離，落地側新增L3 同BSC 對接，采用主備路由方式對接。

基站側Abis 接口從當前的TDM E1 接口升級改造為ETH IP 接口，BSC 同PTN 之間采用IP 接口對接，BSC 到移動核心網MSC 之間的接口和承載方式不變。

（2）未完成IP 化改造的基站業務，PTN 接入設備需增擴2M 接入板，2G 基站業務才能割接至PTN 接入設備中，BSC 側需與PTN 進行SDH 光口對接。

2.2 專線業務的遷移

政企客戶對網絡安全性要求較高，要求提供可靠的剛性帶寬、保證的時延以及物理層隔離。SDH 基于TDM 的傳送方式，能為用戶提供剛性管道、穩定可靠的帶寬和時延保證。而PTN 網絡因技術特點無法滿足上述客戶要求。當前VC-OTN 技術已兼容傳統SDH 能力，大顆粒政企業務可通過OTN ODUK 承載，而剛性帶寬的小顆粒政企業務，因顆粒小、對接設備復雜、電路數量多等，則可采用VC-OTN的方式承載。建設一張能為政企專線客戶提供滿意服務的傳送網，實現網絡平滑演進，是運營商重點關注的問題。

2.2.1 VC-OTN 技術介紹

VC-OTN 是具有VC 交叉功能的OTN 技術，融合OTN、TDM 和分組（PKT）三個平面的技術，能夠綜合承載分組業務、SDH 業務和OTN 業務。核心理念是“All in One”，采用統一線卡，集成PKT、SDH 和OTN 的處理模塊，自由靈活地封裝映射及分配帶寬。通過定義VC 適配ODU幀結構，具有強大的交叉能力，根據業務屬性提供不同粒度的處理方式，映射到最匹配的管道中，實現同時對多種業務的承載。與SDH 無縫對接、混合組網，實現業務梳理與整合，滿足多業務發展需求。

目前國內主流設備廠家均有支持VC-OTN 的成熟設備及線卡，可大量使用VC-OTN 部署核心、匯聚層、接入層等各層級網絡，投資相對經濟且容易操作，因此VC-OTN技術是替代SDH 的首選方式。

2.2.2 政企專網網絡架構

通過搭建VC-OTN 政企專網，滿足政企專線低時延、高可靠性和高安全性等基本需求，同時VC-OTN 專線業務具備易發放、易維護，大小顆粒專線共存、剛性管道與彈性管道共存等特點，滿足專線業務復雜混合場景承載需求。如圖2所示，政企專網網絡架構為：

圖2 政企專網網絡架構

（1）省核心機房部署兩臺OTN 設備，通過省干WDM/OTN 網絡對接地市設備，采用OTUk 灰光接口對接透傳，實現省干組網與地市組網的結構分層，對接速率根據需求可選用支持ODU0 小顆粒調度的OTU2 或OTU4，實現全省業務的統一調度。

（2）地市內分四層架構：核心層、骨干匯聚、普通匯聚及綜合業務接入點。地市兩個核心機房分別部署OTN 設備，分別與兩個省核心互聯，帶寬為2×100 G，采用SNCP或LMSP 進行保護，負責本地跨區業務調度及跨域網絡業務調度，同時兼做匯聚設備使用。

（3）地市核心到骨干匯聚下行配置混合10 Gb/s 或100 Gb/s 彩光線路板，用于向各匯聚節點分別開通100 Gb/s 波道承載業務，采用SNCP 或LMSP 進行保護。

（4）骨干匯聚OTUk 灰光接口對接普通匯聚，采用LMSP 進行保護，實現區域內業務調度。

（5）普通匯聚采用多點組環，10GE 環網內虛擬出SDH 邏輯平面，環上業務采用SNCP 保護，通過灰光接口板下掛接入型OTN 或CPE 設備，滿足綜合業務區業務接入。

（6）接入層按需部署，采用多速率多業務類型的接入型OTN 或CPE 設備，通過灰光接口上連到匯聚設備，支持EoS、EoO、EoSOO 等多業務承載方式傳送業務。

以上各層級組網使用的灰光接口或彩光線路板均支持ODU、分組、VC 交叉功能。若現網已有OTN 網絡，可在現網基礎上搭建VC-OTN 網絡，骨干匯聚層以上利舊光層和波道，只需增加VC-OTN 電子架和CPE，投資大大減少。

3 SDH 網絡替代方案

在網絡演進過程中，若存在個別客戶確實不愿意更換接入方式，可使用替代方案作為過渡。接入層設備仍沿用原有的SDH 設備，在核心匯聚層部署具有VC 交叉功能的OTN設備。

核心層可在原有OTN 設備增加具有VC 交叉功能的子架或單板，并將所有STM-n 端口割接到主架上。擴架可利舊原有SDH 設備或新增匯聚型VC-OTN 設備，所有以太及2M 業務在擴架上落地；匯聚層主架利舊政企專網的匯聚OTN 設備，將所有STM-n 端口割接到主架上，以太及2M業務在匯聚OTN 設備上落地。核心到核心、核心到匯聚使用1+1 LMSP 進行保護，匯聚及接入環使用SNCP 進行保護，分層分段進行保護，有利于政企專線抗多次斷纖，有效預防異側斷纖。

如圖3所示，SDH 接入環掛接至VC-OTN 匯聚站點，端到端將匯聚環業務遷移到OTN 上。對于穿通業務，在OTN 設備上進行交叉調整，將穿通業務繞過原SDH 設備，由OTN 的三混線路側傳輸，實現穿通業務割接；落地業務，在OTN 設備上進行交叉調整，同時將落地端口割接到OTN設備上由OTN 的三混線路側傳輸，實現落地業務割接。

圖3 “S 改O”改造方案

4 結 論

本文對SDH 網絡承載業務的遷移方案進行研究，著重介紹采用VC-OTN 技術搭建的政企專網網絡架構、業務承載方式，旨在實現全顆粒業務調度，構建穩定可靠、靈活高效的網絡。通過搭建VC-OTN 網絡，融合S 改O 項目，專線業務承載多樣化和保護方式多樣化在網絡部署建設中得到驗證，有效推進SDH 業務平緩遷移及網絡平滑演進。隨著VC-OTN 技術在骨干傳送網和城域傳送網的應用，各種業務場景建設將會更加復雜，融合組網、自動開通、帶寬自動調節及端到端業務時延地圖可視，將是后續研究工作的重點。