SDH业务迁移和网络演进策略研究

卢慧娇，沈铭

（中国移动通信集团福建有限公司厦门分公司，福建 厦门 361008）

0 引 言

SDH（同步数字传输体制）作为传送网的主流技术之一，在联通、电信及移动等运营商都建立大规模网络，承载着政企、金融及部队等重要业务。随着业务逐步朝IP 化和大带宽的方向发展，原有的SDH 技术已无法满足承载需求。同时SDH 设备老旧，在网时间长，故障率变高，但国内一些主流设备商已逐步停止SDH 设备供货及相关服务，SDH 网络承载的业务面临技术服务风险。

随着大数据、物联网、人工智能等赋能行业的快速发展，建立大带宽、低时延、高可靠性的专线网络已迫在眉睫。在现网SDH 仍有大量存量，承载重要政企专线的前提下，如何结合现有传送网络，采用新技术新网络迁移SDH 网络所承载的业务，并使SDH 网络向PTN/SPN/OTN 等新网络平滑割接演进，已成为运营商亟需解决的技术难题。

针对上述现状，课题组通过对比分析，制定SDH 业务迁移方案，发现基于VC-OTN 技术的政企专网承载方案，具备架构简化、带宽可调、时延可视、快速调度等优点，不仅推动SDH 业务迁移，而且满足新增专线用户个性化需求，实现网络演进同时为运营商带来新的增值服务，催生新的赢利点。

1 当前主流传送网技术

近年来，移动业务发展迅猛，城域传送网除了承载2G基站、专线业务外，新的智能管道、云计算、大数据、物联网等5G 行业应用，对传送网提出更高的要求，推动着各种接入和传送技术不断发展，以下对目前主流的接入和传送技术做简要介绍和分析。

1.1 PTN 技术

PTN（分组传送网）采用分组包交换技术为TDM、IP等业务提供端到端专线级别的传输管道。具备全IP 业务承载能力，通过PWE3（伪线仿真）实现传统电路业务的兼容性，具有便捷的OAM 和网管能力、端到端的业务配置和端到端QoS 带宽及流量管理工程。通过T-MPLS（传送多协议标签）和PBT（运营商骨干传送）技术体制实现分组传送，两者均支持端到端、双向点对点的连接，基于50 ms 的电信级业务保护倒换能力，均可用来实现SDH 向分组交换的转变。

1.2 OTN 技术

OTN（光传送网）是基于SDH 和WDM 的传输网络技术，结合SDH 和WDM 的技术优势，实现电/光层子波长交叉，具有SDH 技术字节、网络维护和管理能力等。以光交叉OTN 网络为基础，利用G709 规范的封装规程映射，在光层实现波长级交叉调度和信号传输。它不仅提供通信协议的完全透明，而且为WDM 提供端到端的连接和组网能力，为ROADM 提供光层互联的规范并补充了子波长汇聚和疏导能力。OTN 能力支持单波长20 Gbit/s 和超过10 Tbit/s 的系统总容量，是真正面向未来的网络。

1.3 SPN 技术

SPN（切片分组网）是面向5G 承载的新一代传输网络，可实现大带宽、低时延、高效率的综合业务传输，完全兼容分组网的带宽统计复用，并通过FlexE 接口和SE 通道提供低时延、硬隔离的切片通道。FlexE 接口采用时分复用方式，提供通道化隔离和多端口绑定能力，实现了以太网MAC 与物理媒介层的解耦，构建端到端刚性管道。SE 在FlexE 技术基础上，对高速率接口进行精细化划分，即兼容以前以太网络，同时避免报文经过L2/L3 层存储转发，将以太网切片从端口级向网络组网扩展。

1.4 技术比较

下面给出了上述各类传送网技术优缺点对比，如图1所示。

图1 传送网技术优缺点对比

2 SDH 业务迁移方案

基于上述主流传送网技术的分析比较，研究构建了以下两组SDH 业务迁移方案，并对其效果进行了充分对比。

2.1 基站业务的迁移

2G 基站一般使用2Mbit/s 电路，可通过接入层到核心层端到端的PTN 网络承载：

（1）2G 基站IP 化改造后，2G 基站可全部迁移到PTN系统上，采用传输PTN 三层方案。与LTE 的承载方案一样，L2/L3 节点和L3 节点口字型组网配置L3VPN 业务，L2/L3 节点与接入侧网元配置双归业务，配置PW APS 和MC_LAG 保护。

2G 基站业务承载方案，为VLL+静态L3VPN 方式，采用独立Tunnel 和L3 VPN，规划单独IP 地址和VLAN，双归到现网L2/L3，但采用不同的VPN 同LTE 隔离，落地侧新增L3 同BSC 对接，采用主备路由方式对接。

基站侧Abis 接口从当前的TDM E1 接口升级改造为ETH IP 接口，BSC 同PTN 之间采用IP 接口对接，BSC 到移动核心网MSC 之间的接口和承载方式不变。

（2）未完成IP 化改造的基站业务，PTN 接入设备需增扩2M 接入板，2G 基站业务才能割接至PTN 接入设备中，BSC 侧需与PTN 进行SDH 光口对接。

2.2 专线业务的迁移

政企客户对网络安全性要求较高，要求提供可靠的刚性带宽、保证的时延以及物理层隔离。SDH 基于TDM 的传送方式，能为用户提供刚性管道、稳定可靠的带宽和时延保证。而PTN 网络因技术特点无法满足上述客户要求。当前VC-OTN 技术已兼容传统SDH 能力，大颗粒政企业务可通过OTN ODUK 承载，而刚性带宽的小颗粒政企业务，因颗粒小、对接设备复杂、电路数量多等，则可采用VC-OTN的方式承载。建设一张能为政企专线客户提供满意服务的传送网，实现网络平滑演进，是运营商重点关注的问题。

2.2.1 VC-OTN 技术介绍

VC-OTN 是具有VC 交叉功能的OTN 技术，融合OTN、TDM 和分组（PKT）三个平面的技术，能够综合承载分组业务、SDH 业务和OTN 业务。核心理念是“All in One”，采用统一线卡，集成PKT、SDH 和OTN 的处理模块，自由灵活地封装映射及分配带宽。通过定义VC 适配ODU帧结构，具有强大的交叉能力，根据业务属性提供不同粒度的处理方式，映射到最匹配的管道中，实现同时对多种业务的承载。与SDH 无缝对接、混合组网，实现业务梳理与整合，满足多业务发展需求。

目前国内主流设备厂家均有支持VC-OTN 的成熟设备及线卡，可大量使用VC-OTN 部署核心、汇聚层、接入层等各层级网络，投资相对经济且容易操作，因此VC-OTN技术是替代SDH 的首选方式。

2.2.2 政企专网网络架构

通过搭建VC-OTN 政企专网，满足政企专线低时延、高可靠性和高安全性等基本需求，同时VC-OTN 专线业务具备易发放、易维护，大小颗粒专线共存、刚性管道与弹性管道共存等特点，满足专线业务复杂混合场景承载需求。如图2所示，政企专网网络架构为：

图2 政企专网网络架构

（1）省核心机房部署两台OTN 设备，通过省干WDM/OTN 网络对接地市设备，采用OTUk 灰光接口对接透传，实现省干组网与地市组网的结构分层，对接速率根据需求可选用支持ODU0 小颗粒调度的OTU2 或OTU4，实现全省业务的统一调度。

（2）地市内分四层架构：核心层、骨干汇聚、普通汇聚及综合业务接入点。地市两个核心机房分别部署OTN 设备，分别与两个省核心互联，带宽为2×100 G，采用SNCP或LMSP 进行保护，负责本地跨区业务调度及跨域网络业务调度，同时兼做汇聚设备使用。

（3）地市核心到骨干汇聚下行配置混合10 Gb/s 或100 Gb/s 彩光线路板，用于向各汇聚节点分别开通100 Gb/s 波道承载业务，采用SNCP 或LMSP 进行保护。

（4）骨干汇聚OTUk 灰光接口对接普通汇聚，采用LMSP 进行保护，实现区域内业务调度。

（5）普通汇聚采用多点组环，10GE 环网内虚拟出SDH 逻辑平面，环上业务采用SNCP 保护，通过灰光接口板下挂接入型OTN 或CPE 设备，满足综合业务区业务接入。

（6）接入层按需部署，采用多速率多业务类型的接入型OTN 或CPE 设备，通过灰光接口上连到汇聚设备，支持EoS、EoO、EoSOO 等多业务承载方式传送业务。

以上各层级组网使用的灰光接口或彩光线路板均支持ODU、分组、VC 交叉功能。若现网已有OTN 网络，可在现网基础上搭建VC-OTN 网络，骨干汇聚层以上利旧光层和波道，只需增加VC-OTN 电子架和CPE，投资大大减少。

3 SDH 网络替代方案

在网络演进过程中，若存在个别客户确实不愿意更换接入方式，可使用替代方案作为过渡。接入层设备仍沿用原有的SDH 设备，在核心汇聚层部署具有VC 交叉功能的OTN设备。

核心层可在原有OTN 设备增加具有VC 交叉功能的子架或单板，并将所有STM-n 端口割接到主架上。扩架可利旧原有SDH 设备或新增汇聚型VC-OTN 设备，所有以太及2M 业务在扩架上落地；汇聚层主架利旧政企专网的汇聚OTN 设备，将所有STM-n 端口割接到主架上，以太及2M业务在汇聚OTN 设备上落地。核心到核心、核心到汇聚使用1+1 LMSP 进行保护，汇聚及接入环使用SNCP 进行保护，分层分段进行保护，有利于政企专线抗多次断纤，有效预防异侧断纤。

如图3所示，SDH 接入环挂接至VC-OTN 汇聚站点，端到端将汇聚环业务迁移到OTN 上。对于穿通业务，在OTN 设备上进行交叉调整，将穿通业务绕过原SDH 设备，由OTN 的三混线路侧传输，实现穿通业务割接；落地业务，在OTN 设备上进行交叉调整，同时将落地端口割接到OTN设备上由OTN 的三混线路侧传输，实现落地业务割接。

图3 “S 改O”改造方案

4 结 论

本文对SDH 网络承载业务的迁移方案进行研究，着重介绍采用VC-OTN 技术搭建的政企专网网络架构、业务承载方式，旨在实现全颗粒业务调度，构建稳定可靠、灵活高效的网络。通过搭建VC-OTN 网络，融合S 改O 项目，专线业务承载多样化和保护方式多样化在网络部署建设中得到验证，有效推进SDH 业务平缓迁移及网络平滑演进。随着VC-OTN 技术在骨干传送网和城域传送网的应用，各种业务场景建设将会更加复杂，融合组网、自动开通、带宽自动调节及端到端业务时延地图可视，将是后续研究工作的重点。