摘要：隨著100G規模商用，傳送網絡帶寬的急劇提升，使得網絡業務形態和運維環境產生了質的改變。OTN帶寬資源管理從輔助選項變成必備功能。本文分析了OTN帶寬管理的要點，帶寬管理應用場景，以及未來帶寬管理需要加強的方向。

　　1、100G OTN的影響

　　100G時代如約到來，盡管目前還沒有充分體現出成本優勢，但是每個人都相信未來的100G波長終將像今天的10G波長一樣普及。單波100G意味著存量網絡上的10倍擴容容量， 80波系統就可以輕易獲得8T的傳輸容量。而這些硬指標的光輝恰好掩蓋了其更加深遠的影響。

　　在語音業務主導的MSTP時代，一個STM-64線路能夠承載4000個最常見的E1電路。隨著流量暴漲和業務全IP化，傳送網絡的運營環境發生了根本性的變化，從數量上看，GE業務占絕對主導。ODU0調度曾經讓我們無比興奮，但是在調度顆粒與業務的匹配中，它影響的因素只是分子，一個10G波長只能得到8個ODU0。綜合考慮形態和顆粒，100G OTN網絡使得業務與承載管道重新得到了匹配。OTN網絡突破了剛性的底層瓶頸，隨著100G應用逐步深入，技術與需求互相促進下的網絡建設熱情遲早會被再次點燃，這種遐想傳遞到運維層面，就成了變革的動力。為了迎接這一挑戰，我們還需要建立與全新業務形態相匹配的運維模式。

　　2、100G OTN運維要點

　　談到OTN運維，一方面當然是降低維護成本，但是這是做減法，其空間受制于現有技術條件，另一方面，我們認為更應該強調業務響應能力，通過兌現網絡資產實現基礎網絡收支平衡。

　　傳統上WDM僅僅是作為光纖的替代品，而OTN與WDM的固有關系，使得今天的OTN運維有很多WDM的影子。OTN當前的業務發放與WDM波長綁定緊密，實際上包括了硬件部署、光層調測這些環節。這種方式與SDH配交叉開通業務差距非常大。在各種不同的條件下，OTN的業務響應周期從幾天到兩個月不等，這種等待成本和不確定性對于很多業務需求來說門檻太高。 結果一邊是饑渴的業務部門和企業客戶存在大量業務需求得不到及時滿足，與此同時，OTN的網絡帶寬卻得不到充分消化，網絡輕載，相當于推高了TCO。那么要建設快速業務響應能力，首先要清楚地認識到OTN和傳送網的獨有特征。

　　1）OTN的拓撲結構特殊，需要采用獨特的分析方式。在電信網絡中，除傳送網之外，其它都是全對稱的扁平網絡，各個網絡節點只有大小之分，沒有上下游和承載關系（數通設備完善成熟的協議抵消了上下游關系）。而傳送網是矩陣關系型網絡，低階網絡的結構完全取決于高階網絡調度構成的投影，每個節點的調度能力分工都有很大差別，兩個站點間的連接關系往往取決于其它站點的具體情況。100G OTN的出現尤其加劇了這種復雜性。10G或者40G的OTN，一個端到端業務只會出現一個級別的調度，使用100G波長時，為了保持現有的帶寬使用效率，往往需要分成高低階兩層調度，因此調度單元（即OTN電子架）之間的連接關系取決于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顆粒大而數量少，承載的業務量大，加上波道資源本身稀缺，100G OTN的生存性和經濟性都非常敏感。這種成本分布特征使得OTN只能接受白盒化的運維方式，軟件輔助運維手段必須提供可信賴的過程，以證明其不存在任何單點失效風險，且跨段間調度時，時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）異構多域的融合網絡，組網方式靈活多變，網絡環境異常復雜。原來的SDH+WDM，變成了多種技術、多種實現方式并存。PTN普及的同時，龐大的SDH存量網絡仍然活躍，甚至還存在擴容，而GE以上顆粒的調度，又以直接采用ODUk承載最為經濟。OTN以下，還存在PID、ROADM等技術選項。網絡帶寬需求永無止境，Flex Grid、OBS/OPS等新技術還在排隊進入我們的網絡。業務顆粒跨度大，運維風格千差萬別，而功能卻扁平化了。一條業務在網絡中傳輸，會遇到新舊各種存量設備，調度節點之間的邏輯連接被掩蓋在五花八門的物理器件和管道內部，在業務規劃設計階段無法看到網絡全貌，給業務調度帶來非常大的困難。

　　圖3 多種承載技術并存

　　綜合OTN及傳送網的這些特點，結果就是難以建立一個統一的網絡描述模型。造成現在傳送網運維大量使用Excel表格和紙件。在100G時代，當業務量越來越大、mesh網絡越來越多時，連接關系、承載關系的復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

　　運營商投資建設的是承載業務、創造商業價值的網絡，華為uTraffic產品的OTN帶寬管理開宗明義回答這一問題：一個網絡共連接了多少個節點，節點之間的帶寬有多大。

　　考慮到OTN網絡節點之間關系的重要性，所有的帶寬信息全部以拓撲圖的形式呈現。TDM業務不同于以太柔性管道，特定顆粒的業務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映射結構。帶寬管理在拓撲圖上單獨過濾呈現特定顆粒的帶寬分布情況。所有的帶寬信息，在提供量化統計的同時，通過不同的顏色標明了其滿足情況。傳統的OTN擴容方式是根據規劃建設WDM環，將新增帶寬平均地分布在所有跨段上。通過這些預警信息，能夠在空間維度更加精確地指導擴容，避免浪費投資。帶寬預警還能避免出現結構性的帶寬資源不足，確保包括支路端口在內的所有業務資源都是就緒的，將業務響應時間保持在最佳水平上。

　　圖4 帶寬資源拓撲圖和預警

　　即使兩站間存在對應顆粒的帶寬連接，仍然不能保證業務調度能夠進行，因為任何交叉調度都是基于電子架進行的，所以我們還需要將帶寬信息細化到站點內的電子架級別。交叉平面視圖提供了帶寬連接的電子架關系透視信息。一個中等城市的城域OTN網絡可能只有不到30個節點，而具有集中交叉調度能力的電子架的數量則可以達到上百，常用的顯示屏幕無法完成這種規模的可視化呈現。交叉平面視圖提供了智能化的過濾顯示，可以根據上下文環境平滑地選擇相關的帶寬信息，自動屏蔽無關的電子架與帶寬。

　　以波道平面視圖支撐光層mesh化。由于其稀缺性，波道資源是傳送網最寶貴的無形資產。對于mesh化的WDM，波長路由不是局限在一個明確的環鏈系統上，傳統的順序式波道分配圖難以清晰表達波道資源的分布情況。波道平面視圖將密集波分網絡描述成與系統波道數對應的數十個波道平面，每個平面以圖形化的形式獨立地描述每個跨段對應波道的使用狀態。基于矩陣式的波道平面視圖，用戶能夠直觀地看到兩個節點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，及時做出調整。

　　4、帶寬管理的應用價值

　　帶寬管理簡化了網絡運營，為網絡規劃擴容提供了現網實況的第一手輸入。在處理網絡故障時，我們需要了解信號層次之間的承載關系，而在管理業務時，承載關系只會帶來不必要的復雜性，業務管理只需關注信號本身，而非網絡的層次關系。在業務規劃階段，帶寬管理可以將網絡抽象成與業務顆粒對應的一個切片，屏蔽其它無關層次。在業務發放完成之后，帶寬管理可以根據承載關系進行帶寬換算，調整受影響的關聯高低階帶寬資源數據。當前OTN高性價比的優勢部分被其越來越復雜的功能特性抵消，對于網絡現狀的描述越來越困難，制約了網絡規模的繼續擴大。未來的100G廠家只有提供配套的網絡描述手段，才算真正的E2E解決方案。OTN帶寬管理將OTN大容量低成本的優勢發揮到極致，是超大容量OTN設備的實際運用的必備條件。

　　這種按層次進行網絡切片的方式還擴展了運維視野。由于屏蔽了無關信息，軟件處理能力在地域橫向范圍上得到了大幅加強，能夠將省干與本地網合并處理，或者多個省干合并處理，分析子網之間的鄰接關系，計算跨多個子網的業務承載能力。當前的大環境導致運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網絡建設模式。支撐統一的傳送網向可運營的方向演進，并提供配套支撐，是衡量廠商競爭軟實力的要素之一。OTN帶寬管理這種合并多個區域網絡管理的能力，能夠在更大范圍內發現網絡的薄弱環節，加強了跨地域的專線業務運營能力，可以有效降低部署100G OTN產品的實際成本。

　　帶寬管理可以改善網絡生命周期管理，進行趨勢分析，指導擴容。通過積累周期性的網絡帶寬資源快照，可以建立全網各個跨段間的帶寬資源消耗歷史數據，為分析預測未來的帶寬需求提供參考數據。歷史數據的參考意義也許不是太大，但是對于ASON網絡，這種數據還有更加現實的意義。由于ASON網絡的生存性是通過其動態變化的重路由實現的，在基建活躍、光纜布設條件惡劣的地區，重路由非常頻繁。根據各大運營商的實際網絡運營數據，對于總光纜長度約100，000公里的傳送網絡，每年大約會發生150~300次光纜單點故障。如果缺少時間維度的帶寬分析，100G ASON的薄弱跨段非常隱蔽，風險急劇放大。只有根據歷史記錄，結合故障模擬，才能找到潛在風險，對應補足。而缺少這種風險分析能力的100G ASON方案顯然是不完整的。

　　5、結束語

　　在洶涌澎湃的ICT變革中，只有網絡本身是真正堅不可摧的最后堡壘。而傳送網絡的本質，就是它所提供的各種帶寬。展望未來，帶寬管理不會止于帶寬，而是傳送網從形而上的物理網絡到解構主義的功能模型這一演進過程的開端。帶寬管理抹平了異構多域的傳送網，運營商通過一個完整統一的傳送網，可以平滑地兌現網絡資產，實現管道經營。而唯有管道經營，才能撬動社會資源，通過帶寬需求與網絡建設的良性互動，實現太平洋一樣寬的管道這一宏偉預言。

　　作者：戴廣翀(中國移動通信集團設計院有限公司工程師)