大型本地网中同沟同缆整治的研究及应用

时间：2024-07-28

王岩，汪洲燕，欧阳云峰（中讯邮电咨询设计院有限公司，上海200050）

0 前言

随着互联网的不断发展，我国已步入了“互联网+”的初级阶段。在欣欣向荣的产业背后是辛勤工作的基础传送网络。它们好比是通信网络的交通干线，有国道、省道和县道，也有铁路、公路和航道，传送网的一干、二干和本地，构成了密密麻麻的交通网络，将网络数据传送到千家万户。如何确保传送网络的高效与安全，满足今后海啸数据的需求，需要从提高网络安全可靠性，增强网络健壮性方面认真研究。

1 本地传送网安全隐患整治

随着“互联网+”对于社会生活的改造，互联网在我们生活中所占的地位将变得越发无可取代。任何一次传送网的小故障，都可能导致无法想象的损失与影响，这是值得我们每一个通信人高度警惕的，因此认真分析传送网中的安全隐患十分必要。

1.1 安全隐患的分类

本地传送网存在各种安全隐患，从可能的故障点来划分，可分为局内隐患和局外管线隐患。

与局内隐患相比，管线资源位于公共区域，最易受到外界破坏。现网所有故障中，以管线故障最为频发，现网中超过一半的网络安全故障源于管线。例如2015 年5 月27 日，发生了杭州支付宝故障事件，部分用户无法使用支付宝，原因是杭州市某地主干光缆被挖断，而系统存在同沟情况。此次事件波及面较广，更加让我们认识到了这种隐患爆发时所带来的影响，为我们敲响了警钟，再次让我们意识到通信管线的安全，是传送网安全的重中之重。

1.2 管线隐患的形成背景

大型一线城市中，有大量局房、楼宇的接入管道以及一些重要道路的管道不具备二次建设的条件，早期规划的管孔数有限，使得近几年大量管道利用率超过100%，无法继续敷设新的光缆，降低了管道资源可用率。再加上近些年通信行业井喷式的发展，每年都新增大量的基站、大楼、客户以及一些局房，这无疑都对通信管道提出了更高的要求。同时，通信光缆则受限于通信管道的发展瓶颈，导致一些有业务需求的光缆无法敷设，影响网络的发展；或者只能次选其他存在安全隐患的路由开通业务。

上述的这些问题通过“同沟同缆”现象集中展现出来，可以说，同沟同缆现象是局外管线隐患最主要、最典型的体现形式。

1.3 安全隐患的整治

本地传送网安全隐患的整治中，本地光缆网的整治应是重点，即光缆网同沟同缆整治是保障本地传送网安全的根本。针对这种现象，简单的处理方式，可以采用业务割接或光缆搬迁，着眼于单个传输系统的问题解决。

但这种方案，缺乏大局观，各个系统间难以兼顾，往往会造成治标不治本的情况。所以，如果想要在深层次上解决问题，就需要较为系统的顶层设计思路，全面统筹布局，构建一个适应未来发展需求的本地传输网架构。

2 本地传送网网络架构打造

2.1“跑道架构”打造原则

对于核心汇聚光缆而言，由于位于网络的顶层，所以存在着光缆长度长、芯数大的特点，这都对核心层规划增加了难度。往往在一条核心层光缆中，承载着多个传输系统的业务，如果仅仅针对某一个系统考虑，可能会带来反效果。例如为了解决某一个系统的问题进行了调整，结果却造成了其他系统新的问题。所以，核心层系统的规划工作不能简单孤立地以某一个传输系统角度看待问题，需要打破传统，解放思想，从更高的高度来统筹全局，搭建一个合理、健全、稳定的核心层光缆网络整体架构，以满足各传输系统的需求。

根据交通网的概念，在本地传送网核心汇聚层提出“跑道”概念。将道路管线资源比作跑道，那么核心层光缆网就应该有其固定的跑道。对于大型本地网而言，首先需要根据本地网中的各个核心局点的现网业务、未来发展定位，并结合地理位置，搭建核心层光缆网络目标架构，再根据目标架构的需求，选出合适的跑道，跑道间物理路由相互分开，并将所有核心层业务都行驶在这些跑道上。

2.1.1 搭建跑道逻辑结构

对于跑道的搭建，应自上而下，统筹考虑，合理选择，先确定一个逻辑架构，再在逻辑架构上选择合适的光缆从而形成跑道。逻辑架构的搭建应整体考虑如下几点。

a）明确层次化局房定位。对于干线出口节点、169 超核节点以及承载网超核节点，定位为一级核心节点，其余普通核心局房定位为二级核心节点，形成层次化的架构布局。

b）综合目标网组网方式。169 网络、承载网扁平化组网，传送网网状化结构，MSTP环网组网，因此，逻辑架构应以网状网方式搭建。

c）未来业务上联方式。互联网业务通过169网络承载，移动业务通过综合承载网承载，双上联超核，专线业务通过MSTP/OTN网转接，因此，一级核心节点两两之间建立双跑道，二级核心分别根据地理位置和2个一级核心节点相连，形成网状架构。

d）利旧现网光缆资源。在大型本地网中，完全新建一张核心层的光缆网络耗资巨大，不切实际。所以应在掌握现网核心层光缆的情况下，制定跑道架构，以充分利旧现有光缆资源，避免投资浪费。

2.1.2 搭建跑道物理路由

根据逻辑结构，搭建物理跑道，形成网状光缆网，提供各核心节点间的多路由（直达或跳接）保障。物理跑道的搭建应遵循以下几点。

a）物理路由隔离。跑道与跑道间应避免同沟，这样无论怎样结构的传输系统承载在跑道上，都不会存在同沟同缆现象。

b）充分利旧资源。应了解现网光缆资源，尽量通过利旧或割接现网光缆至跑道中，控制新建光缆量，以较小的代价达到较高的网络安全性。

c）控制纤芯占用率。为保证核心层光缆、传输系统通达，考虑到核心层光缆新建的难度，跑道内纤芯应有一定冗余，严格控制在预警阈值下，大型本地网中，跑道光缆整体的纤芯占用率不宜超过70%。

d）保障现网系统安全。在搭建跑道的过程中，一部分跑道需由现网光缆割接形成，应事先梳理被割接光缆的业务情况。若跑道两端的节点间存在2 条或2条以上光缆时，优先选取纤芯占用较少的光缆进行割接，从而尽可能降低割接风险，保障现网业务安全性。

除此之外，为了进一步保证核心层光缆网的安全性，跑道还应满足以下几点。

a）跑道应位于已成型的主干道路，减小道路迁改施工的可能。

b）跑道应位于人行道，避免重型汽车压过造成的管线损坏。

c）跑道不应与电力、燃气等其他管道位于道路同侧。

d）跑道内应有充足的管孔资源，以备扩容。

2.1.3 核心层业务调整

所有核心层系统业务必须承载在跑道内光缆中，从而完全避免同沟同缆隐患。对于不由跑道内光缆承载的核心层业务，需进行割接调整，最终形成本地传送网核心层架构。为减小对现网系统的影响，原则上割接调整对于传输系统的逻辑结构应保持不变，对于原系统结构非常不合理而造成光缆同沟的，在必要的情况下进行个案讨论。

由于跑道为网状结构，对于系统组网来说，选择方式并不唯一，调整方案的选取采用多次模拟的分析方式，对于既有传输系统的业务调整还应充分考虑光缆的各项指标，为保证对现有系统的影响最小，优先选取调整前后传输距离、光功率指标最接近的段落进行调整。而对于单个系统，则需通过调整最少的传输段解决同沟隐患，以减少割接调整的工程量，降低割接风险。

跑道原则的优势在于，跑道间光缆互相隔离，利用跑道光缆搭建的传输系统安全隐患极低。同时，即使个别段落仍存在零星的安全隐患，只要保证跑道内光缆的安全，就能保证整个核心层业务网络的安全，将原本有限的、分散的注意力集中于跑道内管线资源的保护上，将达到事半功倍的效果。

2.2 典型城市应用案例分析

2.2.1 搭建顶层架构

以南方某城市为例，现网共建有106 套传输系统（21套一干系统，17套二干系统和68套本地网系统），其中有91套系统存在同沟，4套系统存在同缆，存在隐患的系统占比接近90%。造成隐患比例较高的原因主要是较多的组网方式（106套）。也正因为复杂多样的组网结构，造成了共计有76 条光缆承载了所有的106个传输系统。在道路管线资源日益紧张的今天，要想让这76条光缆两两之间不存在同沟段落可能性极低，任何2 段光缆的同沟，都有可能在传输系统层面带来同沟，从而形成安全隐患。

试想如果用传统的方式进行同沟同缆整治，需要详细分析95 套传输系统的结构，并结合道路管道资源，详细制定95套解决方案，可谓费时费力，且无法从根本上解决问题。

该市尝试运用整改原则解决同沟同缆隐患。首先根据现网及未来业务发展需求，制定了核心层逻辑拓扑架构（见图1）。将核心局房分为一级核心节点（含169 超核、承载网超核、一干骨干局房）和二级核心节点（其他局房），并在此基础上按需选定了核心层光缆跑道，跑道光缆两两之间无路面同沟。然后又基于跑道对现网106套系统及其业务进行了模拟验证。所有系统在割接至跑道光缆后，均能通过跑道解决同沟同缆隐患。

2.2.2 跑道应用

a）江场-钦江-六里-西安组成的4 点传输环网。通过选用跑道后，完全解决现网3 段（2.8 km）同沟隐患。

b）金桥-市北-临空-新黄浦组成的4 点传输环网。通过选用跑道后，解决现网4处同沟隐患。

2.2.3 长效管控机制

在核心层跑道搭建完成后，该市将跑道规则作为新建系统的约束条件之一，对于新建传输系统，要求承载于跑道内的光缆上。

新建网络方案设计时，将光缆路由安全性作为考量条件之一，体现在整体设计方案中，在方案设计阶段落实解决。光缆路由的设计需要落实在设计文件中，由维护部门及资源调度中心共同会审，会审通过后方可实施，从而在解决现网同沟同缆隐患的基础上，100%杜绝了未来新建系统同沟同缆的可能性，保证了核心系统的安全性。整体过程中，建设单位按照规则明确光缆路由的设计方案，网管中心和运维部参与组网方案的制定，并复核确认，资源管理中心对于光缆路由规则使用的确认。

对于现有跑道无法满足系统建设需求的情况（例如新建的核心局点组网等），则由各相关部门及设计院共同制定方案，搭建新的跑道，以进一步完善网络架构。管线中心组织新加跑道方案的制定，以及跑道搭建工作，更新跑道规则文件。计划部门解决跑道搭建项目费用，建设部门负责新建路由建设，网管中心和运维部参与方案设计，对方案进行复核确认。资源管理中心依据新增跑道，制定光缆调度使用规则。

图1 核心层跑道逻辑图

同时建立跑道规则落地执行管控流程，由运维部集中监管，通过抽查新建系统竣工文件、跑道规则、纤芯使用规则、GIS 系统、现场情况比对，纳入考核。并事后问责，如出现同沟故障，追责责任单位。

3 结束语

传送网安全隐患是伴随通信发展长期存在的，在不同时期也进行过各种整治工程，尤其在光缆层面。而以往传统的业务割接或光缆搬迁往往通过从表面上解决同沟同缆问题着手。本文则提出了效率更高的解决方式，在搭建适应未来发展需求的整体架构的基础上，再考虑同沟同缆问题，先本后末，较为系统地消除了大量的同沟同缆隐患，同时也提高了网络健壮性，增强了承载能力。

在核心层整治完成的基础上，对于汇聚接入层也必将起到一定的借鉴所用，从而自上而下地打造了一张安全、稳定、健壮的光缆网络，为“互联网+”时代将要诞生的各类应用提供可靠保障。

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