湘潭本地傳輸網網絡評估及網絡優化(一)

湘潭本地傳輸網網絡評估及網絡優化(一)

湘潭本地傳輸網網絡評估及網絡優化

 摘  要：本文通過對湘潭本地網現狀進行分析評估，對網絡目前存在的問題提出優化方案，通過整改方案的實施，使網絡結構日趨合理，網絡安全更加完善，從整體上提高了本地傳輸網的穩定性、可靠性和業務承載能力
關鍵詞：網絡、優化、評估

湘潭本地傳輸網基本概況
 湘潭市本地傳輸網主要采用華為Metro系列傳輸設備組網，始建于2000年7月，主要承載數據、語音、IP等業務。經過多年的建設和優化，網絡規模，系統容量都有很大提高。但隨著接入網元、業務數量不斷增多，網絡規模不斷擴大，使得現有網絡的安全隱患越來越嚴重，而傳輸網作為各專業網、業務網的基礎承載網，其安全性關系到整個通信網的運作。因此有必要對現有網絡進行評估、優化，從整體上提高本地傳輸網的安全性、穩定性和業務承載能力。     
 
傳輸網網絡評估及優化方案
 網絡評估的內容包括：業務評估、網絡保護評估、組網評估。
 此次傳輸網絡評估的對象為湘潭電信湘潭市SDH網華為傳輸78套SDH設備，其中OptiX 2500+設備18套、OptiX 155/622設備3套、OptiX 155/622H設備57套。

2.1業務評估
.2.1.1線路時隙使用情況統計分析
 全網共4個STM-16兩纖雙向MSP保護環，1個STM-4兩纖雙向MSP保護環，，7個STM-1兩纖單向PP環，其余為鏈型組網。
從統計的網元配置數據來看，全網總的時隙利用率為47.3％。具體如下：
網絡名稱 實際使用時隙 全部時隙 時隙利用率
全網總計 6707 14175 47.3%
環1 1776 3024 58.7%
環2 1120 2016 55.5%
環3 986 2520 39.1%
環4 1002 2520 39.7%
環1接入層 576 1386 41.6%
環2接入層 423 1071 39.5%
環3接入層 510 882 57.8％
環4接入層 314 756 41.5%
線路時隙比較緊張的區段：
 湘潭市SDH網全網共78個區段，使用率超過70%的區段7個，占總區段的8.9%（網絡線路時隙資源使用率的參考值為70%，線路時隙資源使用率超過70%的網絡，要適當的考慮網絡的后期優化）。  
線路時隙比較緊張的區段如下：

線路標識 
所屬子網 實際線路時隙使用情況 全部可利用的線路時隙 實際線路時隙利用率
板塘－紅旗 環1 396 504 78.5%
紅旗－河東1 環1 410 504 81.3%
河東1－岳塘1 環2 420 504 83.3%
金翰林－湘大1 環3接入層 48 63 76.1%
河西1－砂子嶺 環3 453 504 89.8％
河西1－泗洲路 環3 395 504 78.4%
桃園 －師院 環3接入層 45 63 71.4%
 從全網使用情況看，剩余的線路時隙資源比較豐富，只有7個區段時隙利用率比較高，需要進行優化，環3接入層中兩段使用率較高的區段現階段不用做優化，因為這兩段處于網絡邊緣，資源利用已非常充分。
2.1.2支路端口使用情況統計分析
從統計的網元配置數據來看，全網總的支路利用率為63.3％，具體如下：

網絡名稱 實際使用的2M端口 全部可提供的2M端口 實際支路端口利用率（TIE）
全網總計 3327 5255 63.3%
環1 731 1041 75.0%
環2 1001 1323 75.6%
環3 236 599 39.4%
環4 710 1260 56.3%
環1接入層 152 288 52.8%
環2接入層 205 328 62.5%
環3接入層 214 264 81.1%
環4接入層 78 152 51.3%
 根據以上數據分析發現，支路端口使用率普遍低于參考值80％，只有環3接入層超過80%。
全網支路端口緊張的網元：
全網總共78個站點，支路端口使用率超過80%的站點共17個，占21.8%，具體如下：

網元名稱 
所屬子網 實際使用的2M端口 全部可提供的2M端口 實際支路端口利用率
板塘1 環1 437 441 99.09%
河西1 環2 440 441 99.77%
易俗河 環2 51 63 80．95%
湘鄉 環2 104 126 82．54%
河西2 環4 265 315 84.13
銀田 環2接入層 30 32 93．75%
國強 環2接入層 8 8 100．00%
花園 環3接入層 8 8 100．00%
梨頭嘴 環3接入層 8 8 100．00%
建新 環3接入層 7 8 87．5%
人民路 環3接入層 8 8 100．00%
銳星 環3接入層 8 8 100．00%
湘大1 環3接入層 48 56 85．71%
師院 環3接入層 44 48 91．67%
煤校 環3接入層 14 16 87．50%
礦院 環3接入層 41 48 85．42%
江麓機器廠 環4接入層 21 32 96．88%
 從統計結果看，全網支路端口利用率比較合適，為63.3%，但各子網支路端口使用情況分布不均勻，環3接入層支路端口資源比較緊張。
2.1.3交叉資源使用情況統計分析
 OptiX 155/622H、155/622M設備在網絡中是作為接入層網元，其低階交叉資源足夠使用。OptiX 2500+設備，是作為網絡的匯聚層，雖然其組網能力強大，但同時承載的業務量也非常大，同時由于無骨干層調度環，使得各匯聚層間的跨環業務直接以零散的低階業務（部分站點還使用了時分交叉）進行穿通，這樣使得在進行低階交叉資源使用的時候，需要進行合理的規劃，實現OptiX 2500+設備上低階交叉資源的合理使用，保證后期擴容不會產生低階交叉資源緊張問題，同時也使得業務時隙規范，網絡維護方便，網絡業務路由清晰。
 如果業務配置不合理，導致低階交叉耗盡，將直接會導致業務配置容量問題，本節主要針對2500＋設備低階交叉情況進行分析，具體統計數據如下表所示：
 
 
 
 
網元名稱 已使用的低階入交叉數量 已使用的低階出交叉數量 設備可提供的低階出入交叉總量 低階入交叉資源使用率 低階出交叉資源使用率
1-河東1 23 23 32 71.8% 71.8%
2-岳塘1 26 26 32 81.2% 81.2%
3-株易路 10 11 32 31.3% 34.4%
4-荷塘 10 10 32 31.3% 31.3%
5-板塘 22 22 32 68.8% 68.8%
6-紅旗 10 10 32 31.3% 31.3%
7-易俗河 13 13 32 40.6% 40.6%
8-泗洲路 10 10 32 31.3% 31.3%
9-桃園 11 11 32 34.4% 34.4%
10-砂子嶺 12 12 32 37.5% 37.5%
11-河西1 26 26 32 81.3% 81.3%
12-韶山 18 18 32 56.3% 56.3%
13-湘鄉 13 13 32 40.6% 40.6%
45-岳塘2 12 12 32 37.5% 37.5%
50-河東２ 17 17 32 53.1% 53.1%
51-河西２ 18 19 32 56.3% 59.4%
52-金翰林 10 10 32 31.3% 31.3%
59-板塘2 11 11 32 34.4% 34.4%
 通過以上分析可知，目前湘潭市SDH網的18套2500＋設備，有3套（岳塘1、河西1、河東1）叉資源使用率超出常規值（目標參考值70％），這3個站點都是業務中心站點，在后期組網中主要用于業務調度在該站的穿通，所以在后期組網中，調度業務應盡量避免在該站使用低階穿通方式，保留其剩余的低階交叉資源用于本站剩余的支路端口擴容使用。
2.1.4 優化措施：
  1）  對于匯聚層時隙使用率較高的區段有兩種方式解決或緩解：一是對環上業務進行分流，即把業務中心站點兩側的業務做均勻分配，如環1中“板塘 -紅旗”、“紅旗 -河東1”兩區段時隙使用率分別達到78.5%和81.3%，而此環中“河東1 -株易路”、“株易路 -荷塘”兩區段時隙使用率分別為35.8%和34.9%，所以經過“板塘 -紅旗”、“紅旗 -河東1”兩區段到株易路、荷塘站點的業務可以在該環上改為從“河東1 -株易路”、“株易路 -荷塘”中穿通，以均衡環上各區段負擔；二是結合10G環的新建調整組網方式，進行時隙調整，避免再增加時隙使用率較高區段的負擔，如環2中“河東1 -岳塘1”（時隙使用率為：83.3%）。
     湘潭市SDH網接入層線路時隙使用率普遍比較低，剩余資源較多，只有兩段使用率超過參考值（70%）：“金翰林 -湘大1”  和 “桃園 -師院”，但這兩段均處于網絡接入邊緣，支路線路資源使用率均比較高，已經充分使用了網絡資源，現階段暫可不考慮調整。
 2）支路調整主要對支路端口利用率超過80%的站點做適當的調整。
 支路調整具體措施：根據以上線路時隙使用情況的統計和分析，線路時隙資源利用率不是很高，還有剩余資源可以使用；對支路的優化，可結合線路資源使用情況，對網元直接進行增加支路板進行擴充。優化可行性分析數據見下表：
網元名稱 支路端口利用率 剩余槽位數量/ 可提供2M數量
板塘1 99.09% 1 63
河西1 99.77% 0 0
易俗河 80．95% 5 315
湘鄉 82．54% 4 252
河西2 84.13 0 0
銀田 93．75% 7 224
-國強 100．00% 2 64
花園 100．00% 2 64
梨頭嘴 100．00% 2 64
建新 87．5% 2 64
人民路 100．00% 2 64
銳星 100．00% 2 64
湘大1 85．71% 1 16
師院 91．67% 1 16
煤校 87．50% 2 32
礦院 85．42% 1 16
江麓機器廠 96．88% 1 48
 對支路資源緊張又有剩余槽位的站點進行支路擴容，象板塘1、易俗河、湘鄉、建新等站點。對支路資源緊張又沒有剩余槽位的站點進行設備擴容，象在河西新建一個2500＋網元。
 .2.2網絡保護評估
 .2.2.1網絡保護現狀
1)網絡自愈保護現狀統計及存在問題分析
 湘潭市SDH網統計可靠性數據如下：
網絡名稱 支路保護比例 交叉板保護比例 時鐘板保護比例
環一 0% 100% 100%
環二 0% 100% 100%
環三 0％ 60％ 60％
環四 0% 40% 40%

特別說明：以下站點河東1、砂子嶺、河西1、韶山、岳塘1、株易路、荷塘、板塘、紅旗、易俗河、泗洲路、桃園是2500＋Ⅰ型機，不支持TPS保護，
 
存在問題分析：
1、全網18套2500+，只有13套有備份交叉板保護：
未配置備份交叉板的站點有以下站點：株易路、荷塘、紅旗、桃園、金翰林。全網所有站點均無TPS保護：
 根據統計結果發現，目前湘潭市SDH網OptiX 2500+設備都沒配置TPS保護。如果業務中心站點未配置TPS保護，一旦有支路板故障一次將引起63條2M電路的中斷，將嚴重影響客戶滿意度，隨著運營商之間競爭的加劇，且普通用戶對電信運營商服務質量的要求也越來越高， 特別是大客戶的要求就更高了。
2)建議優化方案
本次優化主要針對兩方面進行優化：
支路保護比例：主要針對2500+做TPS保護，本次主要考慮業務數量超過63條2M（1塊PQ1容量）的站點；
交叉/時鐘板保護比例：主要考慮后期隨著業務的迅速發展，跨環業務大幅度增加，增加交叉/時鐘板的主備保護可降低在交叉/時鐘板故障時各匯聚層環網之間的相互影響。
3)優化措施
3.1)支路保護優化:
   本次主要考慮業務數量超過63條2M（1塊PQ1容量）的站點做TPS保護，包括以下站點：河東1、岳塘1、板塘、河西1、韶山、湘鄉、岳塘2、河東２、河西２、板塘2。
3.2)交叉/時鐘板保護優化：
  借本次網絡優化調整的機會，對以下站點增加備用交叉/時鐘板：株易路、荷塘、紅旗、桃園、金翰林。

2.3組網評估
2.3.1網絡現狀
 湘潭市SDH網全網共4個STM-16兩纖雙向MSP保護環，1個STM-4兩纖雙向MSP保護環，7個STM-1兩纖單向PP環，其余為鏈型組網，其匯聚層組網情況具體如下：

2.3.2 組網分析:
1)網絡存在的問題
 1.1)、無專門的骨干調度層，且有部分跨環業務從匯聚層穿通，導致各匯聚層的資源使用率不高；
 1.2)由于以前改造優化過程中未對環網中的業務路由做規劃，使得部分匯聚層環網中線路時隙使用不均，環1中有兩個區段使用率超過參考值70%，環2中有一個區段使用率超過70%。
1.3)部分接入網沒有物理成環，不能真正起到保護作用。
1.4)接入層部分重要網元沒有成環，存在安全隱患。
 以上問題可結合本次新建10G環全部得到解決，同時在把匯聚層和新建10G骨干調度層融合過程中，全網線路時隙資源、全網綜合使用效能等各項指標均可做進一步的提升。
2)網絡規劃優化方案
 根據網絡的現狀，充分考慮未來2-3年內業務發展情況和特點，重點考慮資源利用效率、網絡可靠性、網絡可擴展性、維護效率等以提升網絡質量和競爭力，對網絡各子網做以下調整：
 2.1)10G骨干調度層優化方案
本次10G骨干環可考慮三個站點：河東、河西、新大樓；10G環組網規劃如下：

 
 通過骨干環的新建，可以把原匯聚層中各匯聚層環之間的跨環業務穿通時隙從匯聚層中分離出來，送入到10G骨干環中調度，從而為匯聚層環多空于出一部分線路時隙資源用于接入層環的接入。
 2.2)匯聚層的優化方案：
匯聚層解決方案是結合10G環進行規劃的，通過多方綜合考慮，我門采用如下組網方式
 2.2.1)建設思路：
主要考慮在新建了10G骨干環的情況下，考慮對原有網絡改動盡量小，以降低匯聚層優化改造成本和風險，同時考慮未來2-3年內業務發展情況，對原有匯聚層業務量做一次提升，且此方案還可充分利用骨干環在各匯聚層之間的業務調度的能力。再考慮網絡扁平化，充分利用現有資源，且考慮以后擴容的方便性和網絡可擴展性和可維護性。

 目標組網如下：

2.2.2)具體措施：

 2.2.2.1)原業務中心站點2.5G設備處理方法：原來河東1、河東2從原匯聚層環網中分離出來以環網方式做為河東新建10G設備的擴展子架，河西1、河西2從原匯聚層環網中分離出來以環網方式做為河西新建10G設備的擴展子架，新大樓新建的1套2.5G以1＋1保護環網方式做為新大樓新建10G設備的擴展子架；
2.2.2.2)原環1具體措施：
在原環2中河東1、河西1從該環拆出后，湘鄉、韶山直接接入河西10G設備成環，易俗河接入新大樓10G，岳塘1接入河東10G.
2.2.2.3原環2具體措施：
    原河東2、河西2從原環拆出后剩余的兩個站點岳塘2和岳塘1、河東新建10G組成相切環，板塘2和易俗河、新大樓10G組成相切環。其環上站點及其下帶的接入層網絡到業務中心站點的業務直接進入10G骨干環調度。考慮業務的發展，河東10G、河西10G本次分別新增一臺2.5G設備做為其擴展子架；新建河東3 2.5G設備以1+1方式做為河東新建10G設備的擴展子架；新建河西3 2.5G設備以1+1方式做為河西新建10G設備的擴展子架；

2.2.2.4)原環3具體措施：
   原河西1  2.5G設備用新建河西10G代替，即砂子嶺、泗洲路直接接入河西10G設備成環，其環上站點及其下帶的接入層網絡到業務中心站點的業務從本環直接進入10G骨干環調度；
2.2.2.5)原環4具體措施：
原河東1  2.5G設備用新建河東10G代替，即紅旗、株易路直接接入10G設備成環，其環上站點及其下帶的接入層網絡到業務中心站點的業務從本環直接進入10G骨干環調度；

2.2.3)優化方案分析：
 2.2.3.1)解決了各匯聚層之間跨環業務直接從匯聚層穿通的問題，同時可解決原環1、和環2中時隙使用率較高的問題；
 2.2.3.3)使部分匯聚層環網環上站點數量有所減少，減少了穿通業務經過的站點，縮短了每條業務的路由長度，提高了網絡使用率；原環1經過拆分后，由原來的6個站點減少為4個，原環2拆分后，由原來的4個站點減少為3個站點；
2.2.3.4)對10G擴展子架的處理方式非常高效，且以后擴容非常簡單：
把河東1、河東2、河西1、河西2做為10G的擴展子架后，主要考慮利用其支路槽位資源上下電路，和10G設備組成三點復用段環而并沒有把新建2.5G設備加入該環組成四點環主要是基以下兩點考慮：一是充分利用其支路槽位資源，因組成2.5G復用段環后，每個2.5G設備和10G設備均通過光路直接相連，組成三點環可充分利用此段線路的8*VC4時隙資源，正好可把該2.5G設備的8個支路槽位資源全部利用，而若組成四點環，則不但遠離（和10G無直接光路連接）10G設備的2.5G設備的8個支路槽位資源不能全部利用，而且和10G設備有光路直連的2套2.5G設備由于要利用一部分時隙做為穿通，使得本站的8個支路槽位資源也不能全部用盡；二是三點環比四點環少一個區段，可縮短每條電路到業務中心站點的路由長度；
 2.2.3.5)河東1、河東2、河西1、河西2和10G設備組成環后，河東1、河西1分別只需要2塊S16板，總共可拆出4塊S16板，此4塊S16板可分別直接用于本次新建的河西擴、河東擴，使此次新增的河西擴、河東擴不用再買S16板，在充分利用現有資源的情況下節約成本；
 2.2.3.6)本次新建的河西擴、河東擴以1+1方式做為10G的擴展子架，為以后的擴容提供了極大的方便：當本次新建的河西擴、河東擴資源耗盡后，可直接拆開和10G之間的1+1保護鏈，在不用增加10G設備光口的情況下把1+1保護改為三點MSP環保護；
 2.2.3.7)各匯聚層間的跨環業務，在進入10G骨干環后即可終結,不用再從10G骨干環穿通到其他的匯聚層中,這可避免浪費匯聚層的線路時隙資源。

2.3）、接入層優化方案
     接入層主要通過合理新建光纜，把部分沒有物理成環以及部分重要鏈路改造成真正的物理環路

3、優化效果分析
   針對湘潭本地網存在的各種問題，我們結合傳輸建設、維護整治和優化整合等工作，對現有網絡進行了整治和改造。整治后取得了很好的效果，具體體現在以下幾方面。
新建了10G調度網絡，使網絡結構更趨合理，大大緩解了匯聚層的業務壓力。
我們新建了河東、河西、新大樓3個10G網元，組成調度環。全網由原來的二層網絡（匯聚層、接入層）變為三層網絡（核心層、匯聚層、接入層），結構更合理。原匯聚層不再進行業務調度，業務壓力得到緩解。
對有調件成環的站點做了成環改造，增強了網絡安全性。
對有一些重要站點還沒有成環路保護，或者不是真正的物理成環，象國稅局、煙草公司、財富證券等節點我們都一一做了改造，使網絡安全有了保障。
對重要單板全部改造為主備用保護，提高了系統整體安全性。
象株易路、荷塘、紅旗、桃園、金翰林等站點未配置備份交叉板，而河西2、河東2、板塘2、岳塘2等站點均未作TPS保護，我們都進行了改造，系統安全得到有力保障。
對全網時隙做了重新調整，資源利用率得到明顯改善。
結合10G建設，重新對網絡相關時隙進行了調整，尤其是河東1－紅旗、河西1－砂子嶺等等時隙利用率非常高的區段。使通過時隙調整也改善了河東、河西等站點的交叉資源利用率，尤其是低階交叉資源得到解放。總之，通過時隙調整，網絡資源利用率得到明顯改善。
5）通過新增網元或單站擴容，緩解了客戶需求壓力。
       我們新增了河西3、河東3兩個2.5G網元，對犁頭嘴、建新、人民路等支路端口緊張的節點進行了擴容，提高了系統容量，緩解了業務壓力。
 
4、結束語
 通過對網絡進行整改優化，基本解決了網絡安全隱患，達到了預期目的，為廣大客戶提供了穩定、可靠的傳送平臺和基礎支撐。
 網絡質量是通信企業的生命線，雖然我們做了大量工作，但我們仍需更深入細致的進行研究，及時發現和解決問題，確保傳輸基礎網絡的安全，為廣大客戶提供優質服務。

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