為了適應IP骨干網絡的快速發(fā)展，“IP+光協(xié)同”技術應運而生。與此同時，IP骨干網的運維也出現(xiàn)了新的挑戰(zhàn)。
根據(jù)我們的統(tǒng)計預測，IP流量的增長速度為18個月增長3倍，已經超過了摩爾定律的速度，我們稱之為“后摩爾時代”。流量的增長主要受視頻等寬帶業(yè)務的驅動。如中國電信的163骨干網，由于流量增長迅速，每年都需要對網絡進行擴容。傳統(tǒng)的擴容方式主要通過增加網絡節(jié)點和網絡層次來實現(xiàn)，這會帶來CAPEX和OPEX的飆升。在收入增長緩慢的情況下，運營商的利潤空間將日益降低。
為了獲得合理的帶寬成本，IP骨干網絡架構要向扁平化、全互聯(lián)演進。從技術發(fā)展的趨勢來看，IP層和光層在不斷地融合，經歷了四個發(fā)展階段。第一個階段是IP over DWDM，第二個階段是IP over OTN，第三個階段是IP over OTN/ASON，第四個階段稱之為“IP+光協(xié)同”，其主要特征是通過UNI實現(xiàn)IP層和傳送層的互通，并進行多層網絡的優(yōu)化，以獲得合理的網絡建設成本和帶寬成本，從而應對后摩爾時代的挑戰(zhàn)。
“IP+光協(xié)同”對運維提出新挑戰(zhàn)
“IP+光協(xié)同”可以概括為流量協(xié)同、保護協(xié)同、運維協(xié)同。流量協(xié)同也就是多層網絡優(yōu)化，指跨IP和傳送層的聯(lián)合優(yōu)化，通過物理端口或cOTN/VLAN子接口等方式，將λ或ODUk級別的業(yè)務Bypass到相對便宜的傳送層傳輸。保護協(xié)同指增強IP和傳送網在保護上的配合，提高網絡的可靠性。運維協(xié)同通過網管，在整個骨干網進行端到端多層網絡規(guī)劃、網絡優(yōu)化、業(yè)務發(fā)放和監(jiān)控排障，提高運維效率。同時，運維協(xié)同也是實現(xiàn)流量協(xié)同和保護協(xié)同的有效手段，使GMPLS-UNI接口和PCE實現(xiàn)IP層和光層的更好配合。管理系統(tǒng)的有效協(xié)同能最大程度降低運營商的TCO。
從上述三個方面來看，“IP+光協(xié)同”對運維提出了一些新的挑戰(zhàn)。
挑戰(zhàn)一：跨層網絡流量和保護規(guī)劃的困難
統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，核心路由器有50%以上的流量都是穿通流量。隨著流量增長，路由器不斷擴容，會產生高昂的擴容成本。我們知道，同等級速率情況下，DWDM/OTN比IP(路由器)便宜。因此，流量優(yōu)化的基本思路是：大顆粒業(yè)務直接通過傳送層(DWDM/OTN)進行傳送，稱作Offload或Bypass；小顆粒業(yè)務仍由路由器承載，進行統(tǒng)計復用。Bypass利用較便宜的波分設備，緩解核心路由器的擴容壓力，并且減少業(yè)務轉發(fā)的跳數(shù)。這樣既降低了整網成本，又提高了業(yè)務質量。
要實現(xiàn)以Bypass為主的智能網絡優(yōu)化，需要解決跨層網絡規(guī)劃的三個問題。其一是多層次映射問題，由于業(yè)務映射層次多，涵蓋IP/MPLS、ODUk、WDM，跨層規(guī)劃要滿足各個層次的性能、可靠性要求，并盡量降低對整體帶寬的需求。其二是多層保護及路由代價問題，一個光層故障可能導致IP層的多個故障，跨層規(guī)劃必須保證IP層鏈路SRLG(Sharing Risk Link Group)分離；因為IP層、光層分別都有業(yè)務保護，還需要規(guī)避目前網絡上存在的大量多層冗余保護。其三是光層流量疏導問題，跨層規(guī)劃時要考慮通過成本相對較低的光層，對IP層流量進行分流，使骨干網整體成本降低。
挑戰(zhàn)二：跨層業(yè)務開通和部署效率低
業(yè)務開通的大致過程是：新增業(yè)務或業(yè)務擴容帶寬不夠時，路由器通過GMPLS-UNI向傳輸設備發(fā)起請求；傳送層如果資源足夠，則自動建立連接。
這個過程需要解決兩個問題。首先，整個網絡的管理和業(yè)務開通至少涉及傳送運維部門、數(shù)據(jù)運維部門、網絡監(jiān)控部門或網絡維護部門，需要構建統(tǒng)一的管理系統(tǒng)，實現(xiàn)各部門間高效配合，減少人為失誤，保證信息的準確傳遞和同步。其次，IP網絡配置復雜，“IP+光協(xié)同”使復雜度進一步提升，需要有效提升配置和管理效率。
挑戰(zhàn)三：根源告警淹沒在大量衍生告警中，難以快速排障
根據(jù)歐洲某大型運營商實際網絡運維統(tǒng)計數(shù)據(jù)，傳輸層的故障會導致路由器層產生約10倍的告警，面對這些海量的告警，運營商對網絡故障的定位幾乎無從下手。但在通常情況下，海量的告警信息中只有部分是根源告警。所以這里需要解決的問題，是如何通過統(tǒng)一的告警數(shù)據(jù)庫，以及自動的告警關聯(lián)分析，屏蔽次要、低級告警，快速定位網絡故障，提升運維效率。
華為在“IP+光協(xié)同”運維領域積極探索
面對上述諸多“IP+光協(xié)同”運維問題，業(yè)界各方一直在尋求解決的辦法，華為也通過在“IP+光”領域的長期積累與發(fā)展，對整體運維解決方案進行積極的探索，并卓有成效。
跨層網絡規(guī)劃從手動到自動，達成流量協(xié)同和保護協(xié)同
我們認為多層網絡優(yōu)化以Bypass為主，其演進遵循“手動－半自動－智能”優(yōu)化的進程。
手動優(yōu)化基于物理端口，波長級別的傳統(tǒng)設備即可支持。由于手動優(yōu)化比較復雜，運維人員需要根據(jù)經驗，找出穿通流量的關鍵節(jié)點，調整業(yè)務配置。物理端口的多層手動優(yōu)化只適合大流量的場景，難以做到精確調整，并且效率和準確度較低。
半自動優(yōu)化通過流量監(jiān)控和離線的多層優(yōu)化工具，簡化手動規(guī)劃的復雜性，提高準確度；基于子接口的多層優(yōu)化可以滿足更多場景的需要。GMPLS-UNI是IP層與光層互動的關鍵接口，在這個階段也會實現(xiàn)。半自動優(yōu)化包含兩個關鍵技術，即流量監(jiān)控和多層優(yōu)化工具，以及通過路由器和波分設備實現(xiàn)GMPLS-UNI。
智能多層優(yōu)化是一個遠期的目標，能全自動、實時進行多層網絡優(yōu)化，需要有Bypass服務器和多層PCE支持。此外，標準工作還有待完善。
華為已發(fā)布“IP+光”的多層規(guī)劃工具ML-NPT(Multi-Layer Network Planning Tool)。該工具可根據(jù)不同的優(yōu)化原則和用戶策略，通過先進的算法，自動對IP層和傳送網進行聯(lián)合規(guī)劃，輸出最優(yōu)路由、網絡總成本、每一網絡層的成本、節(jié)點的成本或波長的部署情況，幫助運營商用更低成本的設備，提供更高的網絡帶寬和性能，并能通過SRLG，達到IP層和光層的協(xié)同保護。
IP層和光層統(tǒng)一管理，協(xié)同運維
統(tǒng)一管理是把網絡管理相關部門使用的系統(tǒng)進行整合，構建統(tǒng)一的網管系統(tǒng)，實現(xiàn)高效配合，從而達成快速業(yè)務開通、網絡監(jiān)控和故障處理。當IP層業(yè)務出現(xiàn)故障時，統(tǒng)一網管可逐層展開路由，查看下層的波分業(yè)務和光纖路由信息，通過各層業(yè)務的告警顯示信息，定位到出現(xiàn)問題的層次和路由段。
另外，實現(xiàn)IP層和光層設備的OAM互通(Y.1731、802.1ag、802.3ah、802.3ba、802.3ae)以后，統(tǒng)一網管還可以在IP層直接發(fā)起OAM測試診斷，自動定位出故障點。
統(tǒng)一網管的設計人員分析光層和IP層告警之間的關系，整理告警的相關性規(guī)則，把這些規(guī)則輸入網管。統(tǒng)一網管根據(jù)這些規(guī)則，對網絡中海量的告警進行自動歸類整理，呈現(xiàn)告警之間的“根源-衍生”關系。這樣就可以將大量的衍生告警屏蔽掉，網絡監(jiān)控人員只需關注并處理其中的根源告警，快速排除網絡故障。
華為U2000網管可統(tǒng)一管理接入層、傳輸層和IP路由器，實現(xiàn)IP層和光層的業(yè)務快速開通和部署。U2000提供可視化業(yè)務管理，支持預配置和業(yè)務配置模版，提高配置效率，提供跨層拓撲顯示，以及IP層和光層間告警關聯(lián)查詢的能力。
應用和展望
2009年，華為與Vodafone集團在英國啟動IP&Optical融合聯(lián)合創(chuàng)新項目。2010年后，該項目轉化為Vodafone集團戰(zhàn)略項目MLO(Multi Layer Optimization)，并增加了如何低成本解決IP Backbone網絡抗兩次斷纖保護的訴求。至今，MLO項目共完成5個階段的POC測試，分別對解決方案中的關鍵技術和方案進行了可行性驗證，包括VLAN子端口Bypass、ODUFlex、GMPLS-UNI、PCE、多層規(guī)劃工具以及Unified OAM。
經過測試U2000可視化業(yè)務管理、跨層業(yè)務關聯(lián)和根因告警分析等功能，以及多層網絡規(guī)劃工具ML-NPT，Vodafone認為華為U2000統(tǒng)一平臺為跨層運維提供了更大的可行性，并給予了高度認可和贊賞，希望首先嘗試在故障定位方面由一個團隊運維，以此來提升運維效率、降低成本。
在未來，“IP+光”運維將朝著更智能的方向發(fā)展，實時多層網絡優(yōu)化、全自動跨層關聯(lián)故障定位等新技術將會不斷涌現(xiàn)。隨著IP RAN/寬帶承載業(yè)務和網絡的發(fā)展，“IP+光”的模式將逐漸從骨干走向城域。華為也將持續(xù)在“IP+光”運維新技術領域探索，并在標準化的進程中貢獻力量。
