基于传输的本地政企专线接入段承载技术演进策略

徐晓鸣，郑 翚（上海邮电设计咨询研究院有限公司，上海 200092）

1 传送网承载技术发展背景

随着网络中各类业务向IP 化、大颗粒的方向发展，运营商的主要收入也由以前单一的语音业务向宽带业务、视频业务、金融专线业务转移，这也必然驱动底层的传送技术由TDM 向IP 化演进。城域段承载政企专线的底层传输技术也在向IP 化方向发展，这几年逐渐兴起的专线承载技术纷繁复杂，其中又以传统的MSTP 技术、IP-RAN/PTN 技术、OTN 技术应用最为广泛，然而随着专线应用需求的逐渐深入，各承载技术的优劣势逐渐显现。MSTP 技术拥有良好的QoS 机制和OAM，可靠性强、透明传输、刚性管道等特点更贴合党政军、金融、证券等用户需求，但是SDH 虚容器类型十分有限，难以满足分组数据大带宽的需求；IP-RAN和PTN 技术拥有真正的IP 内核，具备带宽可调度、可共享、业务逻辑隔离等特点，但同时易遭到攻击，安全性差；OTN 技术可对不同类型业务进行透明传输，是理想的硬管道技术，但缺少灵活的带宽管理能力和通道机制，且建设成本过高。

不同技术的同期发展带来了同层次网络平面重复建设的问题，重复的网络平面不仅对机房、管线等基础设施带来了巨大压力，而且运维调度管理难度也呈指数级增长，因此融合MSTP、分组、OTN 技术优点的多业务光传送网络（MS-OTN——Multi-Service Op⁃tical Transport Network）技术应运而生，MS-OTN 使传送网络的L0/L1/L2 协同工作，从而满足业务高带宽、高品质和成本分摊等综合化要求，是未来传送网络理想的技术发展方向。

上层传送网络的融合统一化发展路线，势必会使电信运营商在基于传输的本地政企专线接入段的建网思路和资金投入方面进行战略性转移，如何在适应上层网络融合化趋势的前提下，结合专线业务发展特点，细分业务市场，充分保护现有投资并盘活存量资源，形成切实可行的差异化接入承载方案是本文探讨的重点内容。

2 政企专线业务发展趋势和结构化分析

政企客户需求呈现的趋势总结起来有如下几个方面：一是对带宽的要求逐步提升，从2M 向10M/100M 发展，部分专线达到GE、10GE、40G 乃至100G 速率；二是网络结构的变化，从点对点逐步发展为点对多点（集中汇聚）、多点对多点（分布式发展）；三是政企客户对于专线质量的要求逐步提升，不仅要求业务安全性高，并且希望业务能够可感知、可分析，且个性化需求将增多。

电信运营商的政企专线业务类型包括DDN/FR/ATM、SDH/MSTP、MPLS-VPN、ELAN 业务、IP 虚拟专网、OTN 大带宽专线传输等几类，依据电信运营商近2年政企专线业务发展数据，采用BCG 矩阵分析法，对专线业务进行精分，结果如图1 所示，可以看出MSTP政企专线是专线类业务中的明星产品，在长途和本地专线的业务量增长均超过10%，其中又以金融类政企专线对专线增长贡献最大。因此专线承载网络演进策略应在保障SDH 等现金牛业务的情况下，充分满足MSTP 明星业务的发展需求，并发掘OTN 大带宽业务发展潜力，同时积极推进DDN/FR/ATM 存量客户的转网，最终实现专线网络的融合承载，具体如图1 所示，图中数据来源于中国电信上海分公司2016 年政企专线业务变化情况。

3 本地政企专线业务接入段承载技术现状

图1 电信运营商政企专线业务增长率BCG矩阵图

目前电信运营商的本地政企专线业务在接入段主要采用的承载方式按专线类型大致可分为3 种类型，如表1所示。

表1 本地政企专线业务承载方式

3.1 MSTP和SDH专线业务在ASON平面中的承载

接入段采用MSAP 远端接入+MSAP 局端汇聚+ASON 核心承载组网方式，接入段设备在传统SDH 接入和SDH 交叉模块基础上组配EOS 模块，EOS 模块实现以太业务的GFP 封装和低阶虚容器映射功能，与传统SDH 业务在SDH 交叉平面完成低阶交叉，从而实现以太业务和TDM 业务同时灵活接入，具体如图2 所示。

优点：拥有完善的OAM 和QoS，可靠性强、透明传输、刚性管道。

缺点：由于ASON 网最大交叉颗粒为VC4，因此ASON 网承载的专线业务带宽普遍为100M 以下的EOS或TDM业务。

3.2 ELAN业务在PTN网络平面中的承载

接入段采用CE设备用户接入+PE设备网络接入+PTN 核心调度的组网方式，接入段PE 设备将接收CE设备上传的用户业务，包括ETH 类业务和E1 类业务。对于ETH类业务，直接进行VLAN识别，并给分组加上标签；对于E1类业务，首先进行CES仿真或预处理，然后给预处理后的业务加上标签。

图2 ASON平面承载专线业务技术分解图

接入段PTN网络PE设备采用双标签传送模式，对L2 专线业务或L3 分组类专线业务采用双标签融合技术进行传送，PE设备在为客户层提供分组式数据传输时，会给客户数据分配2 类标签，分别是虚信道/伪线（Channel/PW）标签和传输交换通道/隧道（Path/Tun⁃nel）标签。虚信道标签（Channel/PW）将两端的客户联系在一起，用于终端设备区分客户数据，隧道标签（Path/Tunnel）用于客户数据在PTN分组数据通道中的交换以及转发。

虚信道标签（Channel/PW）在PTN 网络中构建PW隧道来传输上层业务，就像真实存在的连接一样，PW隧道给上层的业务提供面向连接的传输服务，具体如图3所示。

图3 PTN网络平面承载专线业务技术分解图

优点：结合了分组技术与SDH/MSTP 技术的优点，以分组业务为核心并支持多业务，秉承了SDH 的传统优势，包括快速的业务保护和恢复能力、端到端的业务配置和管理能力、便捷的OAM 和网管能力、严格的QoS 保障能力等，拥有高精度的时钟同步和时间同步解决方案。

缺点：基于PW 和LSP 的逻辑业务隔离手段，存在一定的安全隐患；保护机制、OAM、网管能力以及QoS保障能力与MSTP相比不够完善。

3.3 大带宽传输业务在OTN网络平面中的承载

接入段采用小型化OTN 接入设备+OTN 汇聚核心设备的组网方式，接入层OTN 基于波分复用技术，在OTN 复用体系中，接入段设备将客户信号映射到相应的OTUk中，一定数量的低速率OTUk信号复用1 路高速率的OTUk信号。在业务落地段则执行相应逆操作，具体如图4所示。

图4 OTN网络平面承载专线业务技术分解图

优点：OTN 网络属于硬管道技术，帧结构也是采用SDH 的块状帧结构+开销字节的设计模式，其本身具有物理硬隔离、安全性高、带宽独占的优点，同时具有丰富的开销字节、可靠的业务保护能力和完善的QoS，维护简单。

缺点：缺少灵活的带宽管理能力和通道机制，最小颗粒为ODU0，适用于GE 及以上的大颗粒业务，建设成本较高。

4 本地政企专线业务接入段承载策略演进

传输网作为各类业务网络的底层承载基础，主要解决内网业务（语音、数据及各类增值业务）及各类政企客户业务的传送。目前电信运营商本地传输网络是通过MSTP/ASON 网络为各类中低速率业务提供业务承载；波分网络解决长距离传输及部分区域光缆资源紧张问题，OTN 网络解决了日益增长的高速率大客户专线业务的承载问题，同时也继续作为10G、40G、100G 的IP 数据业务的承载网络。基于中国电信CT⁃Net2025 网络架构白皮书的远景目标，业务网络将快速地向扁平化、云化、弹性化、集中运营的方向发展，因此城域传输网络也需进行大规模的基础重构，向着DC 中心化、扁平化、高容量、分组化、SDN 化的方向演进，通过统一规划和分步实施，从现有的ASON+OTN双平面出发进行传输网络基础重构，逐渐形成适应未来业务与网络发展的OTN综合承载目标网络架构。

基于传输的本地政企专线接入段技术追随上层网络承载技术的发展步伐，形成了以采用MSTP 技术的MSAP设备、采用PTN 技术的PE设备和采用OTN 技术的小型化OTN设备为主的3种接入设备形态和接入技术范式，然而随着上层网络逐步引入融合MSTP、分组、OTN 技术优点的MS-OTN 技术，整个专线承载网络向着融合化和统一化发展路线演进，因此对专线接入段承载策略提出了以下几点建议。

4.1 接入段设备形态演进思考

4.1.1 接入设备形态融合化演进

接入段设备向下面向客户接入多种业务，向上接入融合MSTP、分组、MS-OTN 设备，同时考虑接入段成本控制，建议进行灵活的模块化组配，按需组配EOS模块、SDH 交叉模块、分组交换模块、OTN 光交叉模块等。接入段设备逐渐向着支持EOS/SDH/Packet/OTN多技术融合的方向发展。针对不同业务通道归属的模块接口，在业务接入端口侧前置一个业务识别模块，该模块分为用户侧和模块侧，用户侧针对每端口打上局部VLAN 标识号，平面侧面向EOS模块、SDH交叉模块、分组交换模块、OTN 光交叉模块等设置不同trunk 通道，业务从用户侧端口上来后，打上相应的局部VLAN 标识号进入对应trunk 通道，局部VLAN 失效，从而使业务进入与之相对应的模块，完成后续传输，具体如图5所示。

图5 接入段设备内部结构示意图

4.1.2 降低接入设备建设成本

模块化组配使接入段设备能够灵活适配业务，但同时接入设备的成本敏感性也要求该技术改进需兼顾能效比，而模块化组配带来的成本增益主要来自于业务接入端口侧前置的业务识别模块。该模块模仿了交换设备的VLAN 识别和分路，由于交换模块成本较高，建议一方面采用固定通道技术，即采用私有协议固定业务端口至EOS 模块、SDH 交叉模块、分组交换模块、OTN 光交叉模块的通道，从而降低前置业务识别模块成本；另一方面提高单板卡业务接入容量，增加单板接入业务量，降低单业务成本摊销，通过边际成本递减效应，实现成本优势。

4.1.3 引导接入设备技术规范标准化

在设备模块化组配建议的基础上，设备技术的专有性和独特性被弱化了，而接入段设备所处的网络位置也决定了其不能有专有性和独特性，否则不利于充分竞争和降低成本，因此需建立设备标准技术规范，引导产业链升级。

4.1.4 接入层技术持续创新

近年来，中国电信在着力推进新一代开放式传送网络运营平台（OTMS）统一调度系统，从而实现光网络路由“随选化”、业务开通“自动化”、运营调度“全程化”、资源池管理“精确化”。接入层应当顺应OTMS构想，在接入层设备技术标准体系建设的基础上，开放异厂商间电路传输能力、网管传输能力和互操作能力，积极布局新一代OTMS。

4.2 接入段业务配置方案建议

OTN 模块和SDH 交叉模块均基于硬管道技术，在接入段与上层网络互通时采取映射方式即可，而分组交换模块在接入段网络和上层网络之间的互通模型可分为UNI模式、OVERLAY模式和NNI模式。

4.2.1 UNI模式

UNI 模式是指接入段设备进行业务汇聚后，剥离接入段各类标签，在上层网络接口上，将汇聚后的用户业务还原，送至上层网络接口。

优势：接入段与上次网络分段规划，业务配置简单，业务净荷占比高，如表2所示。

表2 UNI模式下不同包长业务净荷占比

缺点：汇聚后的用户业务存在VLAN 冲突可能，解决方案是采用QinQ 解决。分段式OAM 可能对运维排障带来一定的困难。

4.2.2 OVERLAY模式

OVERLAY 模式是指接入段设备进行业务汇聚后，将接入段的标签作为业务净荷，传送至上层网络，上层网络不识别接入段业务标签，直接打上上层网络传送标签，进行传送。

优势：接入段与上次网络分段规划，业务配置简单，不存在用户业务VLAN冲突问题。

缺点：分段式OAM 可能对运维排障带来一定的困难，小颗粒业务净荷占比低，如表3所示。

表3 OVERLAY模式下不同包长业务净荷占比

4.2.3 NNI模式

NNI 模式是指接入段设备进行业务汇聚后，将带标签业务送入上层网络，上层网络对标签进行识别和交换，从而进入上层网络传输，由于接入段与上层网络存在多厂商设备互通问题，因此上层网络对接入段标签的识别和传输隧道的建立是该模式实现的难点，建议采用手工配置或信令协议方式对传输隧道分配标签，信令协议方式包括采用扩展LDP 信令协议的Martini 方式，或者扩展BGP 信令协议的Kompella 方式，需按具体设备选型而定。

优点：提供端到端OAM，运维机制更完善，业务净荷占比适中，如表4所示。

表4 NNI模式下不同包长业务净荷占比

缺点：业务配置复杂，涉及多厂商业务互通，无法通过信令方式实现自动隧道标签分配。

5 结束语

目前各大运营商在政企专线接入段网络和上层网络之间通过分组模块互通时，大多采用UNI 模式互通，以规避异厂商信令协议不能互通的问题，然而从业务运维机制的完善性、网络资源占用率等方面考虑，NNI 模式更具优势，因此笔者设计了测试实例，搭建主流厂商接入段设备与异厂商上层网络边缘节点设备之间互通性测试的实验环境，重点测试业务互通配置信息、OAM 互通配置信息是否可通过信令协议方式自动获取，如业务的PW/LSP ID、PW/LSP VALUE、互通侧指定出入端口、对端IP地址、OAM 互通的CC配置信息、MEP 的本端ID 和对端ID、LB 配置信息等，以期论证NNI模式下，业务配置方案的可行性，进而形成规范性指导文件，落实业务开通。