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本地传输网轻资产策略思考

http://www.c114.com.cn ( 2018/3/8 16:57 )

0  前言

本地传输网是本地网内各类业务接入、传送承载的基础网,包括本地传送网(核心汇聚层传输系统)、本地主干光缆、管道、基站/室分等业务接入(也有运营商宽带/大客户业务接入全部包含在内),本地传输网(不含宽带及大客户)网络投资占比约20%,宽带接入、大客户网络投资占比15%~18%。本地传输网/宽带接入投资中管线投资占比均超过70%以上,由于网络整体建设思路差异不大,国内各运营商间专业投资占比基本接近。

本地管线虽然投资占比最大,但是资源管理复杂,几乎全部依赖人工进行管理,资源的准确性差、资源质量好坏很难掌握。近年来出现的IODF、RFID识别成本高,也需要人工录入管理,推广困难,无法从根本上解决无源设备的管理问题,投资效率、质量要靠各层级人员来负责,是个“老大难”问题。

网络层级化是运营商电信级网络建设的必然选择,保证了网络的稳定、高效、维护界面清晰、易于管理,但同时也带来了网络的僵化,在设备性能、技术逐步实现跨界跨域情况下,部分设备功能存在一定的重叠,扁平化程度低,随着业务量的爆发式增长,投资效率无法进一步提升。

互联网公司是依托运营商的网络逐步发展起来的,从早期的互联网应用逐步向云计算、云接入、云通信等发展,业务分布越来越广,数据量呈指数级别增长,部分OTT甚至已经开始建设自己的骨干传输网络。互联网公司在网络建设时没有普遍服务义务的羁绊,表现出了较高的投资效率,业务质量优化和成本效益相结合,网络安全通过云化、备份等方式解决,而且在网络的SDN化方面表现积极,推动网络的智能化。相比较而言,运营商“重资产”的网络建设思路投资效率低下,通过借鉴OTT公司“轻资产”的建设模式,在保证网络适度安全的基础上提高投资效率、提升竞争能力,是本地传输网发展建设必须考虑的因素。

1  基础网络架构是本地网络稳定发展的基石

通信网络正在从“人人通信”向“人物通信、物物通信”发展,网络连接的领域、分布越来越广,网络控制正在逐步向云化、集中化发展,作为业务收敛、接入的主体,从数量有限的几个核心枢纽节点到数以万计的末端业务接入点,需要高效的收敛手段提升业务的接入效率。在2G/3G时代,业务收敛组织比较随意,网络可扩展性差;4G时代,随着移动SDR、BBU集中、RRU拉远/级联等多种技术手段的应用,配套建设成本大幅度下降;同时,固网采用PON技术的FTTH接入模式广泛推广,单GB建设成本持续优化。基于此,中国联通在2013年提出了适应本地网络稳定、长期发展演进的基础网络架构思路,在光缆建设“分层分区”概念的基础上明确了汇聚节点、综合业务接入点在网络中的地位,提出“三点两面”的目标网规划思路。

本地基础网络架构全面梳理了本地网内各类网络的组网模式,明确了城域网BRAS/SR承载网一级汇聚节点等应部署在汇聚机房,OLT、BBU集中点原则上围绕综合业务接入点进行建设,强调了光缆建设、系统建设、设备布局应围绕架构节点的建设思路,多专业协同大力推广RRU级联拉远模式节约投资。经过3年的建设,到2016年底基础架构建设取得了突出的成绩,一是网络稳定性大大提升。汇聚机房自有率提升30%以上,综合业务接入点建成率超过95%。二是城区主干光缆基本完成覆盖,实现了城区业务的快速接入响应,接入距离、接入单站造价均下降超过50%。

本地基础网络目标架构的提出在业界获得了强烈的反响,目前国内几家运营商都在向基础架构靠拢。基础架构在满足业务最后1 km快速接入的前提下又保证了网络的稳定性,架构形成后可以较好地兼容5G网络部署和DC化布局。根据网络DC化布局目标,通信云预计会采用三级架构,即区域DC、本地DC和边缘DC,其中边缘DC的定位和汇聚机房定位完全契合,条件较好的综合业务接入点可以作为5G CU下沉机房使用。

根据测试,4G、5G网络BBU池组化的效率在7~10个站集中情况下基本达到理想效果,结合BBU池组化的发展演进,每综合业务接入点收敛10个左右的基站是比较合理的(和本地基础网络架构制定目标一致),如果5G移动网目标站址数为120万左右,那么目标综合业务接入点机房保持在12万左右即可,对于机房条件好管线资源丰富的区域可以进一步扩大收敛范围,总的来看,除城区个别区域需增补综合业务点机房外中国联通本地基础网络架构规划的目标基本可以满足5G承载需要。

2  从业务承载效率出发,多专业联动推动传送     承载网络的扁平化

中国联通于2013年正式启动了面向未来可运营的新一代网络架构体系研究,目前正展开网络架构重构,传统网络架构正在向IT网络架构靠拢,并逐渐向轻资产转型。作为基础承载网络的传送网,要从传统的基础网络向业务网络转型,要从面向网络运行向支撑客户需求转变,要从面向设备维护向支撑业务运营转变,相比于其他业务网而言,传送网转型难度更大、过程更复杂、更漫长,同时在转型过程中还要做好各类业务的综合承载,不能影响到业务发展。为加快推进传送网网络轻资产化,更好地满足业务承载和业务发展需要,传送网专业在现阶段应重点做好以下几个方面的工作。

2.1  推动传送承载网扁平化,简化运维,提高效率

由于IPRAN、本地CE等网络建设管理、维护分属不同专业、不同部门,造成现有传送承载网络结构仍较为复杂,存在多张网并行的情况,使得移动回传业务接入的层级较多,存在多跳转接、跨域复杂互通、投资浪费等问题,承载效率低下。通过对单个3G/4G用户流量流向的分析,如图1所示,可以发现单条业务最多达到了10跳(IPRAN网络3跳、本地CE网2跳、B网3跳、省会CE网络2跳)、经过了4个自治域,除了造成大量的背靠背端口资源浪费外,还带来如下影响:

a) 数据路由器转发处理带来的时延增加。

b) 网络故障点过多,网络安全隐患增加。

c) 维护设备种类过多,维护难度增大、维护成本高。

d) 业务端到端开通、调度难度大。

e) 网络建设总成本TCO过高。

随着LTE基站规模的迅速增加、2I2C业务的快速发展,移动回传网络带宽需求大幅增长,互联端口由早期的10 Gbit/s颗粒逐步提升至100 Gbit/s颗粒,现有承载网络的结构问题显得更为突出,加快传送承载网络的扁平化已迫在眉睫。

承载网络扁平化应以简化网络层级、优化网络结构、打造极简网络为目标,各本地网应结合各地实际情况尽快完成。扁平化过程中,应在保证适度安全的情况下尽量减少设备和端口转接,建议对本地的IP设备进行融合,包括IPRAN网络、IP承载B网、IP承载A网、本地CE网络(移动综合承载CE网络、IMS CE网络、RAN CE网络、移动电路域CE网络、移动分组域CE网络等),融合后的网络应定位于本地范围内多业务统一承载的综合承载网络,并与骨干IP网唯一出口连接,使得各类业务能在网络中实现统一管理、统一调度、端到端发放,现网本地CE的业务应做好优化,并逐步将业务迁移至统一的综合承载网络。

2.2  加快推进传送SDN化

基于IP+光的超宽网络承载环境是传送网SDN的目标技术架构,IP层和光层协同,优势互补,共同构建高性能、低成本的承载平面。通过对IP设备与光设备信息的统一管理和集中控制,可实现多层网络乃至全局资源的统一调度和流量的灵活分流,大大降低了核心路由器转发压力,IP层扁平化和光层的最短路由保证了业务时延最低,并发挥IP层和光层保护各自的优势,协同提高网络可靠性,达到资源效率和可靠性要求的平衡。在具体方案实现上可有以下2种方式。

a) 根据IP网流量流向,推动IP网结构扁平化,流量大的局向通过OTN光层转发。目前大客户专线、部分网络游戏对IP网的转发时延要求越来,影响时延的最主要因素是IP网结构、光缆网结构,IP网结构的逐步扁平化、MESH化是减少时延的最优方案,IP链路通过直达的OTN波道承载,OTN系统应选择最短的光缆路由。另外,IP层的逐跳流量转发也会带来光接口资源的浪费。因此,IP网结构规划应充分考虑光传送层路由和结构,通过联合规划制定最优方案,保证一定流量收敛效率的基础上尽量扁平化IP网络,核心路由器流量转发仅需考虑节点/链路故障下的迂回保护,节约总体承载投资和运营成本。

b) IP设备和光设备协同,功能去重减少光接口,即路由器提供OTN的彩光口,传输设备只提供波长调度/信号放大等线路功能。该方式对每条业务可以省去4个客户侧光接口,将大大降低设备的功耗和占地面积,所有的光纤连接调度都通过光层ROADM网管自动完成,可大大降低维护成本,该方案也是传送网SDN化的最终目标。目前仍面临着跨层面间告警传递、跨层协同器、彩光口不同厂家互通等技术难题,推进难度较大,需要做好以下几个方面的重点工作:

(a) 彩光口的标准化和互通性,包括发光功率、发光信号码型和波形、波长精度、波长调节、FEC方式和能力等。

(b) 光层和IP层(电层)告警关联机制研究。

(c) 开发第三方的SDN控制器/跨层跨域协同器实现对多厂商ROADM、彩光口的统一管理和控制、业务端到端配置和管理。

(d) 异厂家ROADM实现互通和混合组网。

另外,面临5G大带宽、低时延、切片化的灵活承载需求,5G承载网需要引入FLexE/FlexO、SR源路由技术、低时延转发技术等,业界也提出了基于端到端IP设备和分组增强型OTN承载方案,两种承载方案需要对现有的IP或OTN设备在低时延处理、切片功能、路由转发能力上进行增强,目标是融合现有IP层和OTN层的功能,实现设备层面上的跨层融合,也是承载扁平化的演进之路,但在设备开发、产业链协同上也存在大量工作。

总的来看,随着5G网络部署的来临和固网业务的提速,对传送和承载网的深度融合方案需求越来越迫切,运营商应该从网络结构简化和总体成本节约的角度出发,推动IP+光融合的方案规划、标准制定等工作,促进产业链发展和设备互连互通。

3  加强传送网的常态化网络优化

传送网是各业务网络的基础支撑网络,业务网络不断升级对传送网提出了新的建设需求,传送网的建设保障了业务网络的快速健康发展,二者相辅相成。业务网专业对传送网专业的需求往往时效性较强,因此,传送网专业在网络建设时,优先考虑满足业务网及时开通的需求,同时兼顾网络的可持续性发展和健壮性。

经过多年工程建设的积累,传送网体量更加庞大,前期为了满足业务快速发展、实现业务快速接入开通,积累的网络结构不合理、资源配置与业务不匹配、传输资源配置不均衡等问题逐渐凸显,而通信基础网络的质量和稳定是运营商的核心竞争力之一,因此,对现有传送网进行网络评测,发现问题、解决问题变得十分必要,它可以有效实现精准建设、资源优化挖潜,从而提高投资效率,达到降本增效的目的。

网络评测优化是是一个持续改进的动态管理过程,只有全方位分析自身网络的优缺点,挖潜内在潜力,建立常态和长效的评测工作,才能实现传送网持续健康的发展。要做好常态化的网络评测,应重点做好以下几个方面的工作:

3.1  做好资源使用规范

通过网络评测可以发现,较多的网络问题均是由于资源使用不规范造成。由于网络体量大,资源使用没有统一的规范,造成各地资源不清,尤其对于管道光缆等哑资源,使用不规范对建设、维护都产生了极其严重的影响。因此,各本地网建设、维护部门日常应做好如下几个方面。

a) 核心汇聚光缆、主干光缆纤芯管理应由专门部门负责,包括常态化的使用记录、使用调度及业务停用后的纤芯资源释放,负责部门应制定相关纤芯使用管理规定、使用规则;对纤芯使用不规范的业务应逐步进行优化调整,负责部门还应做好纤芯资源预警工作,根据日常纤芯使用需求量,适时提出光缆建设计划;对于业务应急使用的纤芯,应在使用完成后做好相关纤芯拆除、记录等。

b) 规范大客户业务接入模式。各本地网应针对不同类型、不同等级、不同颗粒的大客户,制定相应的业务接入规范,充分发挥汇聚机房、综合业务接入点机房的作用,避免客户接入对主干光缆、汇聚光缆资源的无谓消耗。

3.2  依托网络流量监测系统,做好IPRAN网络优化分析

经过多年建设,IPRAN网络已成为覆盖全国、具有数十万端设备规模、承载了3G/4G移动回传及大客户业务的综合承载网络,由于其网络规模庞大、覆盖广泛,单纯依靠人工手段已很难适应规划、建设需要。在2017年,中国联通已全网部署了网络流量监测系统,各本地网应依托建设的网络流量监测系统,做好IPRAN网络的优化分析工作。

a) 根据业务端口流量分析,实现IPRAN系统的精准扩容,实现网络投资的精准投放,提升资源使用效率。

b) 通过对网络流量监控数据的多维度组合分析,形成网络问题的诊断方法,分析网络存在的隐患,梳理出IPRAN网络结构问题,并及时进行优化调整。

c) 通过对业务链路的综合分析,分析业务配置合理性、流量均衡度等。

3.3  做好跨专业资源协同工作

通过网络评测发现,专业之间的协同问题仍较为突出,存在较多专业墙、部门墙问题。由于专业之间衔接不到位,造成了较多的资源浪费,也造成了整个网络的建设成本增加,各本地网在日常建设维护过程中应做好各专业之间的衔接工作。

a) 加强本地传输网综合评价指标常态化对标分析。2017年联通集团制定了和业务网需求密切关联的本地传输网综合评价指标体系,给各本地网投资效率评判提供了有效手段,各省各本地网应通过对标发现本地网存在的投资效率问题,通过细致的分析挖掘,发现投资效率低的根源,并通过方案制定、管理手段改善等提高投资效率。

b) 逐步清理业务虚占资源。通过评测发现,较多本地网存在传输专业已用端口资源与数据网需求不匹配,传输网端口资源虚占较多,各本地网在日常规划、建设过程中,应做好专业之间的衔接与统筹,对于业务网已退网或下电的需求,应及时通知传输专业释放相应端口资源。

4  强化管理,提质增效

当前,本地传输网的网络智能化程度仍比较低,尤其是管线资源的信息化可管理化目前没有很好的解决手段,因此借鉴互联网“轻资产”模式,改变网络建设维护管理中的“冗余低效”,提升网络投资效能是改善运营商宏观指标的一个有效手段。

结合当前建设、维护管理中存在的一些突出问题,建议通过机制体制创新,打破现有模式,实现本地传输网的提质增效。

4.1  加强管理,实现末端接入光缆的综合利用

由于网络建设的专业条块化分割、不同业务建设时间差异、资源未实现统筹管理等因素,城区的入楼光缆存在较为严重的“多缆入楼”现象,固网宽带、移动室分、大客户各建各的光缆,甚至商务楼宇按不同客户布放引入光缆的现象存在,每条缆的纤芯容量小利用率低,投资效率严重低下。

由于末端接入资源的复杂性和业务的突发性,末端接入光缆的综合利用要打破现有的“条条框框”,首先建议末端接入的建设维护市场经营“三统一”,可以参照综合业务区划分或营销网格规划来进行“划小承包”,通过机制更新促进资源统筹利用和投资效率提升;二是建议入楼光缆的“首建负责制”,针对不同类型楼宇的综合接入需求,统一制定明确的综合入楼光缆容量、成端方式;三是加强资源管理系统建设,并实现和电子运维、号线系统的实时对接,从技术手段上解决资源使用不清问题。

4.2  及时进行老旧设备腾退,减少运维成本

近年来随着通信容量的指数级增长,传输设备升级换代的速度有所加快,3~5年时间新一代平台就会走向商用,10年以上的产品厂家在备件储备、售后服务上都存在问题,而且厂家从销售策略上来讲也会主动推动新一代产品快速替代老一代产品,部分大容量平台甚至退服时都没有达到满配。

目前产品的更新换代除了增加新功能外,在设备集成度、单位容量耗电方面是最大的改善目标,应加快对老旧设备进行腾退,尤其是投产10年以上的设备,如果新产品已稳定成型且性能优异(电费运行成本远低于在网产品)时可考虑在折旧年限内进行腾退。腾退后的设备应及时下电并拆除机柜,为后续设备安装提供便利。

光缆寿命期一般为20~25年,部分光缆因频繁割接、迁改、出厂质量差等原因在寿命期内也会出现性能劣化严重无法使用的情况,在工程建设中因迭代建设也会带来短段落光缆不再使用的情况,针对这些情况应加强管线资源报废的流程规范,及时对无法/不再使用的无源资产进行财务处置,节约代维成本。

4.3  加强支撑平台建设,推进互联网化运营

目前运营商项目建设管理仍以传统的纸质文件、会议纪要、验收文件等进行管理,效率低下,不易统计,报表繁杂且统计质量差,为彻底改善这种情况,解决建设项目越来越多的统计难题,应加强网络建设支撑平台建设,逐步实现设计、查勘、施工、验收的全过程数字信息化管理,同步推进和OSS系统间的衔接,提高建设管理水平。

接入投资尤其是管线投资是本地传输网投资“大头”,但是面临资源不清、割接频繁、管理手段不健全等挑战,对管线等“哑资源”的管理改善建议借鉴互联网化运营模式:一是可以推进资源的众筹摸查逐步摸清资源,二是实现资源的平台化管理和使用,让“台账”可延续,三是建设方案要利用平台手段尽量利旧既有资源提升资源利用率。

5  结束语

本地传输网投资在本地网中占比高,如何提升投资效率实现轻资产运营是本文关注的重点。本文从现网状况和5G承载策略等角度出发,对本地传输网轻资产战略演进提出了一些思考,建议从4个方面推进轻资产战略。一是搭建好本地基础网络架构形成稳定的目标结构;二是从业务承载效率出发,多专业联合推进传送承载网络的扁平化降低建设成本;三是加强常态化网络评测优化改善业务承载效率问题;四是强化管理手段推进资源综合利用,提出综合解决方案。设备融合化、跨层级的扁平化(IP+光)等轻资产思路还存在不少待解决的难题,希望产业界携手推进,让网络在保证“电信级”的基础上甩掉“包袱”,快速向智能化、综合化的轻资产方向演进。

参考文献:

[1]    通信电源设备安装工程设计规范:YD/T 5040-2005[S/OL].[2017-08-05]. http://www.ccsa.org.cn/.

[2]    曹畅,胡锦航,庞冉,等. 中国联通SD-UTN网络技术与应用研究[J]. 邮电设计技术,2016(11):54-60.

作者:邵广禄   来源:《邮电设计技术》2017年第11期

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