SD-WAN技術(shù)結(jié)合無線網(wǎng)絡(luò)在專線業(yè)務(wù)保障方面的應(yīng)用

（CWW）隨著無線網(wǎng)絡(luò)與專線傳輸網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，電信運(yùn)營(yíng)商的集團(tuán)客戶專線業(yè)務(wù)不再局限于某一種技術(shù)或解決方案，融合組網(wǎng)給專線業(yè)務(wù)帶來了多種可行性方案，其中，SD-WAN技術(shù)應(yīng)用于專線業(yè)務(wù)保障的解決方案，進(jìn)一步確保了專線業(yè)務(wù)的穩(wěn)定性、可靠性。本文旨在為相關(guān)技術(shù)人員提供借鑒，以持續(xù)提高SD-WAN技術(shù)在專線業(yè)務(wù)領(lǐng)域的應(yīng)用程度，推動(dòng)我國(guó)基礎(chǔ)通信行業(yè)穩(wěn)健發(fā)展。

傳統(tǒng)大中企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)連接往往采用SDH、PTN、OTN等專線方案，而通信網(wǎng)絡(luò)的中斷會(huì)給企業(yè)的生產(chǎn)、銷售和服務(wù)帶來巨大的影響，甚至造成經(jīng)濟(jì)損失。一些對(duì)通信保障要求高的行業(yè)（如金融、證券、政務(wù)等）客戶，在投資租用專線電路進(jìn)行組網(wǎng)的同時(shí)，往往還要投入很多資金用于租用備份電路，造成了網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和運(yùn)營(yíng)成本的增加；且傳輸專線電路受資源情況影響大，部署周期長(zhǎng)，不利于企業(yè)快速部署業(yè)務(wù)。而當(dāng)無備用通道的專線電路中斷時(shí)，只能定位并搶通鏈路中斷點(diǎn)，導(dǎo)致故障處理時(shí)限過長(zhǎng)，影響用戶感知，引起用戶不滿。這就需要采用一種組網(wǎng)靈活、不受限于傳輸資源的專線業(yè)務(wù)保障方案。

三種傳統(tǒng)專線技術(shù)的特點(diǎn)

SDH專線

技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：SDH專線有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)傳輸速率和標(biāo)準(zhǔn)的接口，完全兼容PDH；能夠便捷地將高速信號(hào)分插出低速支路信號(hào)，實(shí)現(xiàn)信號(hào)復(fù)用，簡(jiǎn)化了數(shù)字交叉連接（DXC），進(jìn)一步優(yōu)化了網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)傳輸?shù)耐该餍?；采用了分插?fù)用器（ADM）、DXC，因此強(qiáng)化了網(wǎng)絡(luò)自愈及重組功能；組網(wǎng)配置很靈活，能夠強(qiáng)化網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、性能管理和自動(dòng)化配置，確保了傳輸網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定可靠，實(shí)現(xiàn)了所謂的“剛性通道”。

技術(shù)缺點(diǎn)：STM-N幀中用于OAM功能的開銷字節(jié)較大，STM-1所占用的傳輸頻帶要高于PDH E4的傳輸頻帶；SDH指針功能增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性，主要原因是指針功能會(huì)引起網(wǎng)絡(luò)邊界綜合抖動(dòng)，從而導(dǎo)致信號(hào)性能劣化；SDH設(shè)備區(qū)分群路和支路，設(shè)備整體接入能力受限于設(shè)備槽位、板卡及端口資源和交叉能力等因素；同時(shí)SDH的操作維護(hù)管理系統(tǒng)作為早期的自動(dòng)化管理系統(tǒng)，在系統(tǒng)優(yōu)化及系統(tǒng)安全防護(hù)等方面還有很多不足，也給SDH網(wǎng)絡(luò)帶來較大安全隱患。

PTN專線

PTN（Packet Transport Network，分組傳送網(wǎng)）支持多種基于分組交換的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)連接傳送，同時(shí)具備粗細(xì)網(wǎng)絡(luò)帶寬顆粒業(yè)務(wù)端到端的混合組網(wǎng)能力，提供了具有IP特性的所謂“柔性帶寬”管道；實(shí)現(xiàn)了電信級(jí)50ms內(nèi)的電路保護(hù)。

技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：一網(wǎng)多用，可同時(shí)承載無線TDM、ATM及以太網(wǎng)等多種業(yè)務(wù)；路由配置簡(jiǎn)單，從A端到Z端配置路由即可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)到點(diǎn)或點(diǎn)到多點(diǎn)傳送，中間多個(gè)節(jié)點(diǎn)無需配置路由；QoS保障能夠保證TDM、ATM等高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)低時(shí)延、低抖動(dòng)和高帶寬的需求，同時(shí)具備數(shù)據(jù)流分類、帶寬便捷管理、配置業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)和擁塞管理能力；網(wǎng)絡(luò)易于擴(kuò)展，因在城域/本地網(wǎng)范圍內(nèi)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)廣泛密集分布，使得PTN網(wǎng)絡(luò)易于向下擴(kuò)展；網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本低于SDH。

技術(shù)缺點(diǎn)：雖然PTN環(huán)網(wǎng)保護(hù)支持Steering保護(hù)和Wrapping保護(hù)，但Wrapping保護(hù)倒換時(shí)間較長(zhǎng)且易在倒換時(shí)出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟包，不能確保業(yè)務(wù)的實(shí)時(shí)穩(wěn)定；與基于SDH的MSTP、ASON網(wǎng)絡(luò)不能兼容；由于分組交換網(wǎng)絡(luò)與TDM網(wǎng)絡(luò)的特性不同，在分組交換網(wǎng)絡(luò)上傳送TDM業(yè)務(wù)會(huì)發(fā)生分組丟包、亂序及抖動(dòng)等問題；另外PTN網(wǎng)絡(luò)OAM配置涉及VLAN、IP地址等相關(guān)配置，也給單節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)調(diào)整帶來較大工作量。

OTN專線

OTN (Optical Transport Network，光傳送網(wǎng))指在光纖通信中實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)信號(hào)的傳輸、復(fù)用、路由選擇和監(jiān)控，并保證各項(xiàng)性能指標(biāo)和業(yè)務(wù)信號(hào)生存性的傳輸網(wǎng)絡(luò)。OTN技術(shù)主要是將SDH較為完善的OAM系統(tǒng)理念與WDM光傳輸網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行功能結(jié)合，重點(diǎn)彌補(bǔ)了WSM網(wǎng)絡(luò)在性能指標(biāo)和操作維護(hù)管理等方面的不足。

技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：可以支持多種用戶信號(hào)映射封裝和透明傳輸（包括SDH、ATM、以太網(wǎng)）、高帶寬的復(fù)用交換和配置(最小交叉顆粒為約2.5 Gbit/s的ODU1)；具有強(qiáng)大的開銷支持能力和OAM系統(tǒng)功能，支持多層嵌套的TCM功能，同時(shí)具備FEC（向前糾錯(cuò)）支持能力；支持大顆粒的帶寬復(fù)用、交叉和配置，尤其對(duì)用戶高寬帶傳輸業(yè)務(wù)的適配和傳輸效率有顯著的提升；提供了與SDH類似的開銷管理能力，增強(qiáng)了OCh層的數(shù)字監(jiān)視能力，還提供TCM(嵌套串聯(lián)連接監(jiān)視)功能；同時(shí)通過OTN幀結(jié)構(gòu)、ODUk交叉和多維度可重構(gòu)光分插復(fù)用器(ROADM)的引入，增強(qiáng)了組網(wǎng)和保護(hù)能力。

傳統(tǒng)專線業(yè)務(wù)運(yùn)維方面存在的問題

SDH的設(shè)備退網(wǎng)

以X省為例，該省從2020年起停止了SDH網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃建設(shè)，即停止了擴(kuò)容骨干網(wǎng)、城域網(wǎng)SDH設(shè)備板卡及新增接入網(wǎng)SDH設(shè)備。目前接入網(wǎng)在網(wǎng)SDH設(shè)備約2萬臺(tái)，運(yùn)行年限均在8年左右。且SDH設(shè)備生產(chǎn)商停止了板卡及接入設(shè)備的生產(chǎn)銷售工作，直接導(dǎo)致了運(yùn)營(yíng)商無法采購(gòu)用于應(yīng)急搶通和業(yè)務(wù)保障的備件，該省甚至出現(xiàn)了部分故障頻發(fā)地區(qū)多次利舊拆機(jī)回收設(shè)備的情況。老舊設(shè)備帶來了專線故障隱患，也給專線業(yè)務(wù)增加了極高的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。

PTN的配置復(fù)雜

隨著PTN技術(shù)的應(yīng)用推廣，目前PTN市場(chǎng)形成“寡頭壟斷”的態(tài)勢(shì)。X省內(nèi)由3個(gè)PTN設(shè)備廠家分地市完成PTN傳輸網(wǎng)絡(luò)骨干、城域及接入網(wǎng)建設(shè)工作，OMC網(wǎng)管配置頁(yè)面及操作方法也各不相同，一是對(duì)網(wǎng)管配置人員的專業(yè)水平要求較高，二是新上線業(yè)務(wù)配置及故障定位的處理過程也較為煩瑣。

OTN的覆蓋不足

OTN作為新一代傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，由于其“大帶寬復(fù)用”“剛性通道”等關(guān)鍵特性，很快被作為傳輸網(wǎng)絡(luò)的重要發(fā)展技術(shù)，也被作為下一代集團(tuán)客戶專線網(wǎng)絡(luò)的解決方案。但OTN整張網(wǎng)絡(luò)建設(shè)需要時(shí)間，多數(shù)省份僅完成了骨干網(wǎng)元及核心網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)的建設(shè)工作，匯聚層及接入層的建設(shè)覆蓋仍有待提高，普通集團(tuán)企業(yè)用戶選擇通過OTN技術(shù)開通專線業(yè)務(wù)或者作為專線備用保障方案的成本仍非常高。

偏遠(yuǎn)點(diǎn)位光纜覆蓋不足

目前多數(shù)城區(qū)的光纜傳輸線路資源覆蓋已經(jīng)較為理想，很多企業(yè)用戶機(jī)房點(diǎn)位可以實(shí)現(xiàn)雙方向、雙路由保護(hù)。還有很多偏遠(yuǎn)地區(qū)的點(diǎn)位仍存在專線剛需，比如視頻監(jiān)控、平安鄉(xiāng)村、智能安防等業(yè)務(wù)對(duì)專線不中斷要求很高，但由于點(diǎn)位偏遠(yuǎn)，針對(duì)雙方向、雙傳輸線路路由的開通保障方案因客觀條件不足無法建設(shè)，或者建設(shè)投資很大、投資收益比很低，同時(shí)單路由的專線解決方案也帶來了業(yè)務(wù)質(zhì)量隱患，一旦線路中斷，用戶業(yè)務(wù)的恢復(fù)時(shí)長(zhǎng)將完全取決于線路的搶通時(shí)長(zhǎng)。

SD-WAN技術(shù)的特點(diǎn)

SD-WAN（Software Defined Wide Area Network，軟件定義廣域網(wǎng)），是將SDN技術(shù)應(yīng)用到廣域網(wǎng)場(chǎng)景中所形成的一種服務(wù)，目前這種新服務(wù)已經(jīng)用于連接跨區(qū)域的企業(yè)節(jié)點(diǎn)、IDC大數(shù)據(jù)中心和云計(jì)算中心等。

SD-WAN技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)：網(wǎng)絡(luò)可視化，OAM系統(tǒng)可通過SC完成對(duì)所屬終端CPE設(shè)備的配置，操作系統(tǒng)界面更簡(jiǎn)潔，無需呈現(xiàn)中間傳輸網(wǎng)元，僅通過兩端CPE配置即可完成端口模式、業(yè)務(wù)帶寬速率及安全加密方式的配置；網(wǎng)絡(luò)模型多元化，組網(wǎng)更靈活，SD-WAN可與多種傳輸網(wǎng)絡(luò)融合組網(wǎng)，可通過在SDH/PTN/OTN/PON網(wǎng)絡(luò)下掛CPE的方式實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)組網(wǎng)，也可通過4G/5G無線網(wǎng)絡(luò)打通業(yè)務(wù)通道；智能選路，即可通過延時(shí)測(cè)試選擇保護(hù)組網(wǎng)中的最短路徑；“零配置”開通，現(xiàn)場(chǎng)安裝人員操作更簡(jiǎn)單，真正實(shí)現(xiàn)了即插即用。

SD-WAN智能終端點(diǎn)對(duì)點(diǎn)專線開通場(chǎng)景如圖1所示，SD-WAN智能終端點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)（總部分支互聯(lián)）組網(wǎng)場(chǎng)景如圖2所示。

圖1SD-WAN智能終端點(diǎn)對(duì)點(diǎn)專線開通場(chǎng)景

圖2SD-WAN智能終端點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)（總部分支互聯(lián)）組網(wǎng)場(chǎng)景

SD-WAN在專線保障方面的應(yīng)用思路

X省地域遼闊，很多客戶業(yè)務(wù)點(diǎn)位較為偏遠(yuǎn)，甚至離縣城維護(hù)站上百千米，在突發(fā)光纜中斷故障時(shí)，可能出現(xiàn)協(xié)調(diào)維護(hù)站維護(hù)人員無法及時(shí)趕到現(xiàn)場(chǎng)、無法快速準(zhǔn)確定位光纜斷點(diǎn)位置等情況，導(dǎo)致客戶業(yè)務(wù)中斷時(shí)間較長(zhǎng)，影響客戶業(yè)務(wù)維護(hù)滿意度。根據(jù)業(yè)務(wù)維護(hù)手冊(cè)“先搶通、后搶修”的原則，應(yīng)當(dāng)先恢復(fù)客戶業(yè)務(wù)，再排查光纜中斷斷點(diǎn)，SD-WAN技術(shù)的出現(xiàn)提供了一種全新的專線業(yè)務(wù)保障方案，即依托無線網(wǎng)絡(luò)、運(yùn)用SD-WAN技術(shù)實(shí)現(xiàn)“無線專線”的業(yè)務(wù)保障方案，可以做到解決客戶和運(yùn)營(yíng)商的燃眉之急。

方案優(yōu)點(diǎn)一：可通過4G/5G版本SD-WAN終端設(shè)備先搶通客戶業(yè)務(wù)，再處理傳輸光纜線路中斷的問題，及時(shí)恢復(fù)客戶業(yè)務(wù)，減少業(yè)務(wù)中斷時(shí)長(zhǎng)，確保客戶滿意度。同時(shí)與傳統(tǒng)傳輸專線保護(hù)相比，無需部署光纜資源，可大大節(jié)省網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本。

方案優(yōu)點(diǎn)二：SD-WAN終端設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)配置簡(jiǎn)單，終端可直達(dá)最終用戶手中，上電并上報(bào)MAC地址后就能開通業(yè)務(wù)，現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)人員或者客戶均可以操作完成，可在頻繁中斷的點(diǎn)位儲(chǔ)備終端設(shè)備做應(yīng)急恢復(fù)使用，也可以為有條件的企業(yè)點(diǎn)位全量部署，使其傳輸組網(wǎng)更加穩(wěn)健。

方案優(yōu)點(diǎn)三：更便捷的管控方式，可通過PC客戶端或手機(jī)APP實(shí)時(shí)監(jiān)控SD-WAN網(wǎng)絡(luò)專線業(yè)務(wù)質(zhì)量，測(cè)試帶寬、延時(shí)、丟包等鏈路情況，也可以實(shí)時(shí)接收中斷或性能劣化提醒，實(shí)時(shí)控制、管理鏈路的質(zhì)量情況、中斷情況及告警情況等。

應(yīng)用示例：用戶總節(jié)點(diǎn)/數(shù)據(jù)中心至分支節(jié)點(diǎn)，主路由通過分組交換網(wǎng)等傳統(tǒng)傳輸專線方式開通，備用路由通過在匯聚節(jié)點(diǎn)及分支節(jié)點(diǎn)客戶設(shè)備上旁掛SD-WAN終端設(shè)備的方式開通，實(shí)現(xiàn)了在不破壞原有網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)下，通過4G/5G無線網(wǎng)絡(luò)接入互聯(lián)網(wǎng)，做到路由備用保護(hù)。具體實(shí)現(xiàn)方式可以啟用OAM自動(dòng)檢測(cè)，在主路由鏈路正常情況下，無線路由鏈路不被開啟；當(dāng)主路由鏈路異常中斷時(shí)，可自動(dòng)切換至備用無線路由上保障業(yè)務(wù)不中斷，當(dāng)主路由鏈路恢復(fù)后，數(shù)據(jù)通道再自動(dòng)切換至主路由鏈路。按此原理也提前在用戶兩端儲(chǔ)備好SD-WAN終端設(shè)備，用于被動(dòng)應(yīng)急搶通客戶業(yè)務(wù)。

基于無線方式的SD-WAN與傳統(tǒng)專線互為保護(hù)的組網(wǎng)方案如圖3所示。

圖3基于無線方式的SD-WAN與傳統(tǒng)專線互為保護(hù)的組網(wǎng)方案

業(yè)務(wù)安全性分析：SD-WAN備用路由鏈路數(shù)據(jù)通過IPSEC加密，自動(dòng)過濾非IPSEC數(shù)據(jù)包，確保了客戶業(yè)務(wù)在互聯(lián)網(wǎng)上的安全。

本文簡(jiǎn)單介紹了目前客戶專線方面的主流技術(shù)和在專線保障方面存在的一些問題，從快速搶修及路由保護(hù)等方面闡述了SD-WAN技術(shù)在專線業(yè)務(wù)保障方面的解決方案，通過方案進(jìn)一步介紹了SD-WAN技術(shù)具有組網(wǎng)靈活、終端“零配置”、隧道安全可靠、自動(dòng)化管控及網(wǎng)絡(luò)可視化等優(yōu)點(diǎn)，SD-WAN技術(shù)結(jié)合無線網(wǎng)絡(luò)更是體現(xiàn)出部署靈活、節(jié)省建設(shè)成本的極大優(yōu)勢(shì)，為運(yùn)營(yíng)商在專線業(yè)務(wù)領(lǐng)域新增了一種解決方案，也為用戶自己組建穩(wěn)定安全的專線網(wǎng)絡(luò)提供了技術(shù)可能。

關(guān)鍵詞： 通信世界網(wǎng) 無線網(wǎng)絡(luò) 專線網(wǎng)絡(luò) SD-WAN