砥砺前行、乘势而上,浙江移动加快5G传输网数智化转型

作者:中国移动通信集团浙江有限公司 洪威 陈辉 王晓义 责任编辑:王禹蓉 2021.04.28 16:44 来源:通信世界全媒体

通信世界网消息(CWW)4G时代,PTN网络承载以to C用户为主,承载业务单一,而5G时代,SPN网络在保证to C业务稳定承载的同时,需要在很大程度上兼顾to B业务发展。当前5G to B业务百花齐放,垂直行业需求层出不穷,如智慧矿山、智慧港口等提出的确定性网络需求,以及咪咕爱看等高清视频业务提出的大带宽需求。同时中国移动集团公司也在网络运维方面提出了“要加快推动网络智能化,自动驾驶网络达到L3-L4级水平,网络质量达到世界一流水平”的目标,这些新的诉求对传输网的运维模式、端到端SLA保障都是一大挑战。传统“以设备为中心”的网络架构依赖人工操作的网络运维方式,这在5G时代将难以为继,亟需通过自动化、智能化手段提升网络部署和运维效率。

因此浙江移动5G传输网在近两年的发展中,坚持“网随业动”,从网络架构、网络能力、网络管理三方面同时着手,积极试点业务创新,先后在宁波、金华、湖州开展了G.MTN切片、IFIT随流检测、10M小颗粒切片、汇聚层MESH化演进、业务自动开通等工作,届时整张5G传输网将实现端到端业务级质量检测以及M级刚性管道承载能力,同时兼顾网络自愈以及业务自开通,运维效率将提升90%,人工工时下降60%,全面助力浙江移动5G业务发展。

安全至上、稳中求进,构建低时延自愈型网络

传统的4G传输网采用环形组网,当链路扩容时须整环扩容,容易造成投资浪费,同时由于城域网线路故障频繁,环形组网时双断场景无法自愈,这是影响网络稳定性的一大“元凶”,一直是4G传输网的一大痛点。而在5G时代,得益于SDN技术的蓬勃发展,SR隧道重路由技术应运而生,浙江移动在该理念刚提出时就与华为、中兴等厂家进行了探讨,对方案进行了完善,并率先开展了试点工作以及现网应用,如图1所示。

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图1  SR重路由技术流程

当网络发生多点故障时,通过“五步走”策略,对受影响的SR-TP隧道并发执行恢复操作,实现业务秒级自愈。同时该重路由技术支持多处同时故障的业务自动恢复,以及批量业务的自动恢复,极大地提升了网络安全性与稳定性。

但在环形组网架构下,逃生路径十分有限,限制了重路由技术的发挥,所以浙江移动提出了汇聚层MESH化的演进策略。在汇聚层光缆有限的情况下,full-mesh不是一个合理的选择,所以可以简化到2个问题:一是当n个网元组环时,至少需要几条逃生通道才能实现100%故障自愈?二是当n个网元组环时,逃生路径部署在哪个位置最合理?围绕这2个问题,笔者进行了一系列推演,如图2所示,这是一个四点汇聚环,需要考虑6类双断场景,当设置2条逃生路径时可以覆盖全部双断场景;当设置1条逃生路径时,只能覆盖5类双断场景,覆盖率83%。各地市可以根据自身的光缆资源现状,以及未来SPN网络扩容策略(环形扩容向V字型扩容转变),灵活地选择MESH化方案,实现城域网汇聚层由环状网向MESH化平滑演进,图3即为湖州移动某汇聚环的实际部署方案,MESH化网络不仅解决了逃生路径不足的问题,同时也丰富了业务路径选择,业务时延最多能下降20%。

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图2  四点汇聚环MESH化演进方案

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图3  湖州移动某汇聚环MESH化方案

软硬结合、随流检测,构建高品质确定性网络

SPN技术基于PTN技术,而PTN为典型的分组交换网络,业务隔离性差,无法满足高品质专线确定性网络的诉求,因此中国移动研究院在SPN技术体系中提出了G.MTN交叉,在SPN网络中部署端到端业务级硬管道,实现确定性超低时延。如图4所示,G.MTN交叉的本质类似SDH技术,在设备内基于时隙交叉,不经过分组转发芯片,从而规避了PTN技术的转发隔离性差的问题。同时由于省掉了分组转发的过程,SPN传输时延将远低于PTN/SDH,非常适用于智慧港口、智慧矿山等高精度工业控制场景。但早期G.MTN交叉颗粒度最小只有GE,资源占用高,不宜推广;2020年底,中国移动研究院提出了10M小颗粒切片,打通了规模商用的最后一道屏障。目前这两项技术均正在金华移动开展试点工作,有望在2021年年底正式部署。

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图4  G.MTN交叉原理

为了进一步满足确定性网络的要求,浙江移动在2018年就协同厂家开展了inBand OAM随流检测技术的探索,并联合华为在宁波港完成了首个SPN 5G传输网随流检测技术试商用。InBand OAM技术具有毫秒级故障检测,实时感知网络业务质量,支持全网业务端到端和逐跳检测,具备快速排障和业务恢复能力,为5G高品质承载提供了坚实的技术基础,能够解决毫秒级时延突变、低概率丢包、故障定位定界难等问题。同时为了扩大inBand OAM随流检测技术的应用范围,浙江移动正在开展北向接口标准化工作,目标将随流检测产生的质量数据实时推送给核心网、云中心等部门,完成业务质量拼接,真正实现业务质量端到端可管、可视、可控。

传输SC“一站式”开通,构建高效率自动化网络

传统的传输电路开通模式下,由于多部门/多系统操作、人工环节多、自动化程度低等原因,导致业务开通效率低、上线耗时长,同时由于没有物理同路由分析,导致业务存在安全隐患,产生大量“先开通后治理”的问题。针对以上痛点,浙江移动建立了自己的传输超级控制器SC,旨在通过打造面向业务场景化部署的“一站式”自动开通手段,实现面向业务的传输电路敏捷开通,全面支撑公司CHBN业务发展。传输SC开发了面向不同业务场景的传输电路自动开通功能,实现“订单接收、需求分析、资源分析、方案设计、路由计算、同路由校验、配置下发、数据归档”全流程自动化,最终实现业务“一站式”自动开通,如图5所示。

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图5  传输SC“一站式”开通方案

传输SC支持本地开通,也可以通过定制化API接口打通上层编排中心等系统,实现原子能力开放,支持跨系统线上开通。针对业务订单自动匹配相应的开通模型,自动完成开通方案设计,合理分配所需资源,SC自动完成传输电路的路由计算,支持单域和跨域开通场景,支持4个不同维度的路由计算方案,包括最小条数、最短距离、最低时延和最低利用率,并打通资源中心完成对不同路由方案的物理同路由分析和判断,存在同路由则纳入隐患库进度跟踪督办。完成路由计算后,择优进行配置下发,同步实现PTN/SPN/OTN的配置激活,并最终完成数据归档,实现整个传输电路全流程的自动开通。

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