当前运营商主营的业务种类中，集团客户业务因其高ARPU(ARPU-Average Revenue Per User，每用户平均收入)、高收入占比，低离网率等特性，成为运营商重要的经济增长点。
中国移动经过多年的实践和摸索，已经探索出将集客业务迁移到PTN网络进行承载的成功之道。但是，由于部署的地理范围较分散，带宽需求提升频繁等特点，使得PTN网络下的集客业务如何更高效地进行管理维护、更合理地进行资源调度成为需要进一步探讨的话题。
随着时代的变迁和网络的发展，中国移动已在着手部署SPTN网络。本文在SPTN发展的大背景下，提出基于SPTN的集客业务解决方案，旨在现有PTN网络丰富资源的基础之上，利用SPTN的特点和优势，合理利用和调度资源，优化网络结构，提升集客业务的服务质量，进一步巩固和稳定集客产业链。
1 集客业务现状
当前移动的集客业务主要通过小型化PTN设备，在PTN网络下的搭建小型化PTN网络进行承载，组网示意图如图1所示。
图1 小型化PTN集客业务承载示意图
1. PTN网络覆盖全面，带宽资源丰富，可满足集客业务的长期发展需求
PTN网络承载了中国移动的2G/3G/4G基站回传业务、集客业务等主营业务，是当前中国移动建设最成熟，带宽资源最丰富，分布范围最广的现有网络，在中长期内可以很好地满足集客业务的承载和发展需求。因此，在PTN网络架构基础之上，对集客业务深入研究，深耕细作，精细运营，更大地提升集团客户的价值和服务，是最现实最稳妥的。
2. 中国移动正在论证SPTN网络的可行性，以优化现有PTN网络，盘活网络资源
随着SDN/NFV技术的发展，中国移动正在论证将SDN/NFV技术引入PTN网络，通过开放的SDN架构，实现业务转发平面和控制平面的分离，统一调度和控制网络资源，以优化现有PTN网络，有效利用网络资源。
3. 小型化PTN厂家众多，目前主要通过厂家自带网管进行业务的下发和相关信息的上报，管理和维护上存在一定难度
集客业务作为中国移动业务重要组成部分，有着巨大的发展潜力，同时也引入了众多设备厂商的加入。现有PTN网络上部署的集客业务主要通过各厂家自带的网管产品进行业务的下发和告警、性能等信息的上报，由于小型化PTN厂家较多，且各厂家开发的网管系统没有统一的规范和风格限制，在集客业务的开通和维护工作中仍然存在一些问题。
(1) 业务开通和维护难度大
(2) 业务通道的升级周期长
(3) 当前模式无法很好地适应集客的个性化订制需求
基于以上分析，从网络适用性、安全性、成熟性等方面综合考虑，安徽皖通邮电提出基于SPTN的集客业务解决方案，在SPTN发展背景下，利用SDN开放的架构、集中化的控制平面，优化集客业务经营，降低投资成本，减少维护和经营性支出，带动SPTN集客业务的产业化发展，带来更大的经济规模和社会效益。
2 安徽皖通邮电SPTN集客业务解决方案
安徽皖通邮电基于SPTN的集客业务解决方案，主要聚焦于集客接入网络层面，致力于降低集客业务的管理和维护成本，提高集客业务服务质量，提升网络价值。
基于SPTN的集客业务承载架构示意如图2所示。
图2 基于SPTN的集客业务承载架构示意图
2.1 方案说明 基于SPTN的集客业务承载方案架构，主要包含转发平面、控制平面、应用平面等几部分。
转发平面主要进行业务的转发，同时完成QoS、OAM、保护和同步等功能；转发平面的工作主要由集客网络的硬件设备完成。
控制平面由控制器组成，控制器包括域内控制器(Domain Controller，简称D-Controller)和域间控制器(Super Controller，简称S-Controller)。
为满足运营商电信级网络的跨网资源调度需求，控制平面的部署应采用层次化控制结构：D-Controller负责域内业务的控制，并通过南向接口控制(OpenFlow、OF-CONFIG)转发面设备；S-Controller负责域间业务的控制，通过调用D-Controller提供的北向接口，进行信息交互，完成全网的资源协调和业务调度，实现网络资源的跨域协同控制。
应用平面包括应用服务器(APP Server)以及各种网络应用客户端(APP Client)，通过调用控制平面提供的北向接口对网络进行操作，以及个性化需求的订制开发和部署。
2.2 关键技术 当前SDN网络架构中，普遍使用标准的OpenFlow和OF-CONFIG协议作为通用南向接口，用来进行控制平面和转发平面之间的通信。其中，OpenFlow定义了控制器向OF交换机发送流表和组表以控制数据流通过网络所经过的路径的方式，而OF交换机在正常工作之前对其特性以及资源进行配置，则由OF-CONFIG来完成。
理想的OF交换机报文转发模型是：报文逐级查找流表和组表，根据表项内容进行报文修改和转发，或送给控制器。但是，目前市场上并没有适合这种转发模式的芯片，如果用软件实现，性能上又有很大的限制。所以，要在传统设备上实现OPENFLOW协议转发，就需要把流组表信息转换成传统配置信息，配置到逻辑芯片上使其完成转发行为。
标准的OpenFlow协议中，每个流表和组表没有固定用途，只是定义了匹配项和动作，仅如此的话，将这些信息转换成传统配置信息是非常之困难的。所以，ONF提出了TTP的概念，即定义某种表项模型，在这种模型下，每张表的形式和用途是固定的，这样就便于转发信息的转化和控制器与设备之间的交互。
集客业务的承载，除了最基本的业务转发之外，还重点关注其在QoS、OAM、保护、性能统计、告警上报、时钟同步等多方面的能力，因此针对基于SPTN的集客业务的部署，关键技术就是对标准的OpenFlow和OF-CONFIG协议进行扩展，设计出适合的TTP模型，使其最大程度上适应小型化PTN网络的特性，以平滑过渡到SPTN。
2.2.1 转发面：基于扩展OpenFlow的TTP模型
基于SPTN的集客设备实体使用基于扩展OpenFlow协议的TTP模型来描述报文转发面， 扩展了VPWS、LSR、QoS、OAM、保护、性能统计等MPLS-TP相关功能，通过流表、组表、Meter表组合对进行不同业务的转发面进行精细化可编程控制。
中国移动目前定义了TTP模型为基础的以VPWS业务流程，定义如下。
l UNI->NNI流程如图3
图3
UNI->NNI的处理流程：报文从物理端口进来后，经过Ingress Port Flow Table、VLAN Flow Table、MPLS L2 Port Flow Table、Policy ACL Flow Table等流表，和MPLS L2 VPN Label、MPLS Tunnel Label 1、MPLS Interface、L2 Interface/L2 Unfiltered Interface等组表的组合对VPWS业务进行转发。
l NNI-UNI流程如图4
图4
NNI->UNI的处理流程：报文从物理端口进来后，经过Ingress Port Flow Table、VLAN Flow Table、Termiration MAC Flow Table、MPLS Type Flow Table、Policy ACL Flow Table等流表，以及MPLS L2 Tag、L2 Interface/L2 Unfiltered Interface、Egress VLAN Flow Table、Egress TPID Flow Table等组表的组合对VPWS业务进行转发。
l LSR流程如图5
图5
LSR的处理流程：报文从物理端口进来后，经过Ingress Port Flow Table、VLAN Flow Table、Termiration MAC Flow Table、MPLS Flow Table、MPLS Type Flow Table、Policy ACL Flow Table等流表，以及MPLS SWAP Lable、MPLS Tunnel Lable1、MPLS L2 Tag、MPLS Interface、L2 Interface/L2 Unfiltered Interface等组表的组合对VPWS业务进行转发。
2.2.2 配置管理面：基于扩展OF-CONFIG的YANG模型 OF-CONFIG(OpenFlow Management and Configuration Protocol)，顾名思义，即基于OpenFlow的管理和配置协议，是OpenFlow协议的补充协议，用于对特性和资源进行配置和管理。
OF-CONFIG 基于NETCONF协议实现，YANG是数据建模语言，用来配置模型以及通过网络配置协议(NETCONF)、NETCONF远程调用和NETCONF通知来声明数据。YANG用来模拟业务操作和NETCONF的内容层。YANG模块中数据模型的定义用可扩展标记语言(XML)表示，NETCONF操作用于操作数据。
对于QOS和OAM业务，一些配置，如队列的深度、优先级和报文丢弃策略，OAM的MIP和MEP信息，需要通过扩展OF-CONFIG来配置。
OF-CONFIG配置由设备转换成目前小型化PTN设备使用的配置模型信息，通过控制面下发到产品侧，产品对该信息进一步解析为芯片配置进行，由配置芯片进行业务的配置。
2.3 SPTN相关产品简述
2.3.1 专用硬件的SPTN产品
安徽皖通邮电基于传统集客解决方案的优势，积极研发和探索，目前已经形成了可以覆盖汇聚和接入层的SPTN集客产品族，以满足运营商各种场景的业务需要。
安徽皖通邮电SPTN的集客接入产品系列，基于专用硬件的实现内部软件架构，如图6所示。
图6 SPTN设备实体内部软件架构
其中，OpenFlow agent用于从控制器接收基于OpenFlow协议的转发配置信息，数据转发抽象适配层综合考虑表项时序和依赖关系，通过算法把这些配置信息抽象成通用转发信息，并适配成SPTN转发芯片配置驱动信息，转发芯片根据芯片配置信息对报文进行转发。数据转发抽象适配层需要做到与芯片解耦和。
SPTN转发芯片具有高度的灵活性和可编程性，可根据PTN的业务特性，设计针对PTN应用的流表转发(TTP)模型。满足SPTN业务要求，从而大大提升业务性能。
3.1.2 虚拟化SPTN产品
SDN/NFV的核心思想即是基于经济的通用IT设备，基于虚拟化等技术来实现众多网络/计算业务，从而降低设备及运维成本，提供更加快速的业务部署手段。
安徽皖通邮电作为传统电信设备制造商，同时也积极投身于运营商网络SDN/NFV化改造的大潮中。结合自身市场、产品及技术优势，研发新一代的符合SDN/NFV要求的网络设备，满足运营商的业务需要。
安徽皖通邮电虚拟化PTN产品vPTN基于先进的虚拟化技术，可运行在任何符合vPTN要求的通用服务器上，实现CPE-PTN的业务功能。
同时结合安徽皖通邮电的vRoute、vSecurityNetwork等产品，还可以帮助运营商为被服务的客户提供路由、网络安全等增值服务，大大提高运营商对客户的服务能力。
3 方案优势
1. 集中化控制，简化业务部署难度，提升集客业务开通效率
当前集客业务的部署主要通过各厂家网管进行静态配置，一条专线业务的开通经常需要几天甚至十几天的时间，开通效率较低，不能很好地满足集客业务开通周期短的需求。而基于SDN的集客业务部署，通过统一的控制器平台进行业务部署，几分钟内便可开通业务，有效地简化了业务部署难度，大幅提升了业务开通效率。
2. 统一的控制平台，维护和管理上的便利性得到大幅提升，降低维护和管理成本
基于SDN的集客业务部署，不再需要运维人员学习和掌握不同厂家的网管风格和操作方式，只需掌握统一的控制平台便可实现对所有集客设备实体的控制和操作，不再区分厂家，有效地降低了产品维护和管理的难度，提升了管理和维护的便利性，降低维护和管理成本。
3. 平滑过渡，不改变现有网络架构，不影响已有投资
基于SPTN的集客业务架构，基本和现有PTN网络架构类似，可以在不改变现有网络架构的基础上，实现到SPTN的平滑过渡，不改变现有网络架构，对现网已部署的业务不会产生影响，同时无需大规模更换在网设备和资源，保护已有投资。
4. 开放式SDN网络架构, 有利于盘活网络资源,提高网络资源利用率
基于SPTN的集客业务部署，通过开放式的SDN网络架构，可以通过集中化的控制平面分析和评估网络资源利用情况，进行资源的合理调度和及时调整，满足集客业务带宽需求调整频繁的需求，并且可以最大化盘活网络资源，提高投资回报率；同时，可以通过SDN开放的网络特性，实现集客业务的定制化服务，满足集客业务个性化需求。
4 总结
安徽皖通邮电一直以来致力于为运营商提供全方位的集客接入解决方案，基于SPTN的集客设备解决方案的提出，目的是利用SDN和城域网PTN网络架构天然类似的优势，对集客业务进行合理有效的优化和管理；同时，通过基于SPTN的集客业务的应用和实践，推动适用于SPTN的OpenFlow及OF-CONFIG协议的标准化，助力运营商探索出一条适合运营商网络发展的SDN产业化之路。
