ＳＤＨ设备低阶交叉的配置、优化与工程实例 巩国栋，郭惠军，李 果（中国普天信息产业北京通信规划设计院，北京１０００８８） 【摘要】近年ＳＤＨ技术日渐式微，但现网仍存在大量的ＳＤＨ设备，优化、调整是ＳＤＨ系统建设的主要方式。交叉连接是ＳＤＨ设备的重要功 能；随着３Ｇ、４Ｇ业务的发展，ＳＤＨ设备低阶交叉问题层出不穷；且多发生在核心层关键节点，成为制约业务开展的瓶颈。本文结合作者亲历的 工程实例，说明低价交叉的配置方法、优化方法，希望能为网络规划设计提供指导。 【关键词】ＳＤＨ；低阶交叉；配置方法；优化方法；工程实例 【中图分类＋］ＴＮ９１４．３３ 【文献标识码】Ａ 【文章编号】１００６—４２２２（２０１６）０４—００６４—０４ 朗茜 ２００９年以来随着３Ｇ／４Ｇ网络的大规模建设．本地网ＳＤＨ 系统承载的３Ｇ回传电路增长迅猛：这主要是由于３Ｇ基站的 电路需求较２Ｇ基站有较大增长：２Ｇ基站约需２～４Ｍ．而３Ｇ 基站需１２～２ＯＭ，ＨＳＰＡ＋站点需２Ｏ～５０Ｍ．ＬＴＥ站点则需要 １００Ｍ以上。 １ ５ ２ ６ ３４４５ １４Ｏ １５５ Ｍｂｉｔ／￣ 图１交叉连接在ＡＤＭ设备中的位置 与此同时，本地网ＳＤＨ核心层频繁出现低阶交叉溢出问 题。由于核心层设备处于网络关键位置，其低阶交叉问题往往 备级保护 １．４交叉连接的分类 ＳＤＨ的交叉连接分为高阶交叉和低阶交叉，高阶交叉指 ＶＣ４颗粒的交叉．低阶交叉则指ＶＣ１２厂ｖＣ３颗粒的交叉 ＡＤＭ 导致全网或大面积业务无法开通．成为制约业务开展的瓶颈 因此．如何进行ＳＤＨ低阶交叉优化，也就成为规划设计 人员的重要课题。 目前更适宜于３Ｇ、４Ｇ移动回传的Ｐ，ｒＮ、ＩＰＲＡＮ等分组传 送技术也已进入商用阶段：但由于以下三点原因．ＳＤＨ设备还 将广泛使用。ＳＤＨ网络还将长期存在，低阶交叉问题的研究仍 赢必要 设备承载的所有业务都需经过高阶交叉．而只有需在本地分 插复用的业务需使用低阶交叉（含本地上下的低阶业务、本地 转接但有时分交叉需求的业务）。 （１）分组传送商用已大规模铺开，但技术上还有不成熟之处； 进行技术磨合、到达ＳＤＨ网络规模和成熟度尚需一段时间 （２）光纤、局房等资源条件也将限制分组传送网建设进度。 （３）尽管各运营商对分组传送商用网定位不同，但考虑到 前期投资的保护，不会贸然拆除现有ＳＤＨ网络，而一般采用 叠加（双平面）建设的方式。 图２高阶交叉、低阶交叉的关系 １．５交叉能力的表示方法 交叉能力有两种表示方法：①按端口，如：２５６ＶＣ４￣２５６ＶＣ４， 即２５６个入端１３＇、２５６个出端Ｉ：２，交叉颗粒为ＶＣ４；②按容量， 如：４０Ｇ，即可完成４０Ｇ容量的交叉。单侧端１２＂与容量的折算， １交叉连接概述 １．１交叉连接的概念 ＳＤＨ设备用于完成两侧线路信号间以及线路信号与支路 信号间调度功能模块即为交叉连接。由于交叉连接功能的存 在，使得ＳＤＨ的分插复用、保护／恢复得以实现。交叉能力也就 成为描述设备性能的重要指标。 即是两种表示方法对应关系。 同时由图２可知．低阶交叉的占用同样是以ＶＣ４为单位 的：即便１条Ｅｌ的分插复用也需占据低阶交叉的ＶＣ４级别 的出入端口．虽然交叉颗粒是ＶＣ１２ １．２交叉连接的应用 交叉连接作为ＳＤＨ设备的重要功能．使用非常普遍。 ＡＤＭ（分插复用器）是ＳＤＨ应用最广泛的网元类型，由于需完 ２低阶交叉占用容量的计算 低阶交叉的占用容量随业务采用的保护方式的不同而不 成信号的分插复用，要求具备交叉连接功能：ＴＭ（终端复用 器），用于完成低速信号的复用／解复用，也需具备交叉连接功 能；ＲＥＧ（再生中继器），仅需完成信号再生，理论上无需配置 同．几种典型的场景如下。 ２．１无保护链终端业务 无保护链的低阶交叉占用情况最为简单。作为业务宿端， ２＂．接受来自线路方向的信号， 交叉连接。但工程实际中，一般会使用ＡＤＭ网元等效替代 低阶交叉矩阵需占用一个入端１交叉至一个出端口后，由支路板进行业务终端：而作为业务源 ＴＭ、ＲＥＧ网元（如图１）。 １．３交叉连接的设备形态 一端，同样道理，需占用１个入端Ｉ：２、１个出端口。因此对于１条 ＶＣ１２电路的终端（落地）业务，需占用２ｘ２ ＶＣ４低阶交叉容量。 般的．紧凑型ＳＤＨ设备（边缘层、接入层）的交叉连接 功能集成在主控板上：而机架式ＳＤＨ设备的交叉连接功能则 ２．２ ＰＰ环终端业务 ＰＰ（通道保护）环保护机制为“双发选收”．选收是经过交 由单独的板件（交叉板）实现，同时支持该板件的冗余备份（设 一濑 叉连接后在支路板进行。作为业务宿端，低阶交叉矩阵需占用 两个入端口．接受ｉ 自两个线路方向的业务，交叉至两个出端 １：７后。由支路板进行选收；而作为业务源端，需占用两个入端 口．接受来自支路扳的“双发”信号，交叉至两个出端口后，发 送至两个线路方向。因此对于１条ＶＣｌ２电路的终端（落地） 用。网管中心反映：仅配置高阶交叉不能满足需求，需补配低 阶交叉。 ＇ ２ ｒ 业务，需占用４ｘ４、 Ｃ４低阶交叉容量。 ２．３ ＭＳＰ环终端业务 ＭＳＰ（复用段饵．护）环保护机制为“故障相邻节点桥接、业 务宿节点倒换”．桥接、倒换操作均在交叉连接上进行。作为业 务宿端．低阶交叉矩阵需占用一个入端口，接受来自主用线路 方向的业务．交叉至一个出端口后，交支路板进行业务终端；而 作为业务源端．需 用一个入端口．接受来自支路板的信号，交 叉至一个出端口后发送至主用线路方向。因此对于１条ＶＣ１２ 电路的终端（落地） 务，需占用２ｘ２ ＶＣ４低阶交叉容量。 ２．４ ＳＮＣＰ环终端业务 由于ＳＮＳＰ（子网连接保护）环保护机制与ＰＰ环相似．同 图３核心汇聚层拓扑示意 样为“双发选收”．但不同的是选收在交叉连接上进行．而非支 路板。作为业务宿端．低阶交叉矩阵需占用两个入端口．接受 来自两个线路方向的业务，选收后交叉至一个出端口．由支路 板进行终端：而作 ５业务源端．需占用一个入端口，接受来自 支路板的信号．由； 叉连接“双发”至两个出端口后，发送至两 原因分析：经查，除２Ｇ／３Ｇ业务电路外，宽带、大客户、动 环监控等电路也逐步在网上承栽。部分电路流量小、流向不 定．在核心层采用高阶穿通方式将浪费大量的线路通道。如， 某银行总部与分理处问欲利用２条Ｅ１电路进行互联，总部位 于汇聚环２边缘层．分理处位于ｉｒ－聚环８；由于核心层未配置 个线路方向。因此寸于１条ＶＣ１２电路的终端（落地）业务，需 占用３ｘ３ ＶＣ４低阶交叉容量。 低阶交叉，开通该２条Ｅ１电路需在核心环及２个汇聚环各需 占用ＶＣ４通路１个：随该类型业务增多，线路通道消耗将十 分巨大。 ２．５ ＳＮＣＰ＋ＭｓＰ转接业务 ＳＮＣＰ（子网连接保护）至ＭＳＰ（复用段保护）方向，低阶交 叉矩阵需占用两个入端１７．接受来自ＳＮＣＰ环两个线路方向 ：的业务．选收后交又至一个出端口。转接至ＭＳＰ环主用线路 解决办法：核心层４个节点补配低阶交叉单板。 简要结论：低阶交叉配置与否，取决于网络结构和业务类 型。若业务流向明确、业务流量较大，可不配置低阶交叉；否则 需配置低阶交叉。 方向；ＭＳＰ至ＳＮＣｔ’方向，需占用一个入端口，接受来自ＭＳＰ 环的信号．由交叉连接“双发”至两个出端口后，发送至ＳＮＣＰ ３．２低阶交叉容量配置建议 如前所述．各厂商对于核心汇聚层设备均提供不同容量 的低阶交叉板件．供建设单位依据不同的应用场景进行选择。 低阶交叉容量的选择，应按照满足中期（即３—５年）业务 需求考虑。 ＳＤＨ设备低阶交叉的容量选择与网络结构、保护方式、业 环两个线路方向。因此对于１条ＶＣ１２电路的转接业务．需占 用３ｘ３ ＶＣ４低阶交叉容量 以上为单条电咯对于低阶交叉的占用规则．复杂业务原 理相同。但在工程一，随业务的增多，低阶交叉的占用情况，将 变得难以手工计算．原因为：目前设备集成度较高．单台设备 容量可达１００Ｇ以上、可组织环路３０个以上，大业务量、多方 向使得手工统计低介交叉占用情况十分困难。因此，低阶交叉 务类型、业务流量、通路组织方法均有密切关系，如：核心层扩 展架专门用于上下低阶电路．较一般的汇聚节点低阶交叉需 占用情况的统计主要依赖网管系统的统计报袁。 求量大：主要承载２Ｇ、３Ｇ等低阶业务的网络，较主要承栽宽 带业务的网络低阶交叉需求量大；承栽业务较多的网络，一般 较承栽业务较少的网络低阶交叉需求量大：而同样的网络在 不同的通路组织方法下．低阶交叉需求也不尽相同。因￣ｇＺ，ｋＮ 论上．低阶交叉容量的配置难以给出统一的模型。 实际工程中．经过多年总结．网络结构已形成较为固定的 模式：分层＋主扩结构，即：核心、汇聚、边缘横向分层，核心采 ３低阶交叉容量的配置 ３．１低阶交叉是否必配 一般的．边缘 ；、汇聚层ＳＤＨ设备的交叉单板同时支持 高低阶交叉，为必选配置，不再赘述；而部分核心层设备存在 高阶、低阶两种单农．．高阶必配，低阶选配；那么低阶交叉是否 可以不配？ 用主子架＋扩展架结构．主子架负责线路连接、业务调度及高 阶业务上下，扩展架负责低阶业务上下；保护方式上，一般 案例１： 问题描述：２００一 年甘肃联通配套ＷＣＤＭＡ网建设．新建 ２．５Ｇ及以上环路采用复用段保护（ＭＳＰ）．２．５Ｇ以下采用通道 了本地网３Ｇ传输邗分。核心层设置扩展架若干，分＊ ｌ用于 保护（ＰＰ），环间业务转接则多采用子网连接保护（ＳＮＣＰ）；同时 ２Ｇ、３Ｇ等业务落地：汇聚层组织１０Ｇ环若干，基本为与核心 层相交环。核心汇舜 层拓扑示意如图３。由于２Ｇ、３Ｇ业务流向 经过多次重组融合，各运营商业务类型也较相似，均为２Ｇ、３Ｇ、 固话、宽带等业务，且基本为ｊｒ－聚型业务（即：流向均为边缘节 点至核心层）；通路组织方法上，也主要采用“汇聚层低阶归并、 明确，均可利用；ｒ－拜．层设备的交叉能力归并成ＶＣ４．核心层设 备穿通即可，因此朽：心层未配置低阶交叉。但经一段时间的使 核心层高阶穿通”方式：业务流量上，则受到环网容量的限制。 由此，在网络结构、保护方式、业务类型、通路组织均有较 为固定的模型的基础上．低阶交叉的配置主要取决于环网容 Ａ Ｂ Ｃ 露 ———— ———一口 卜————吨 ———— ｒ ＶＣ１２－１．＿＿＿＝ … 一．＿｝ 一．ＶＣ４—１．＿＿——｝ ＋＿—＿＿． 量的限制。依据环网容量，参考兰州现网１８０余端设备，不同 网络位置ＳＤＨ设备的低阶交叉配置建议表１。 表１低阶交叉容量配置建议 设备类型 所带等效环路 少于１个２．Ｇ环、２个６２２Ｍ环 １Ｉ ＶＣ１２＂２－１０．＿—雹． · Ｌ＿． ｉ竺皇． ＿Ｌ Ｖｃ１２－２１－６３· 髻；· 一±￡驺· ｖｃ怡叫Ⅷ．＿－ 高阶穿疆 低阶变殳 优化前 优化后 低阶交叉容量 备注 配置建议 ５Ｇ ———— 图４穿通优化示意 ————一亡丁 ————＿Ｅ ———— 汇聚设备 多于１个２．Ｇ环＋２个６２２Ｍ环．少于２个 ｌＯＧ环 ２ＯＧ ４０Ｇ 多于２个１０Ｇ环 ＶＣ４—１ ＶＣ１２－－Ｉ．－．＿＝ 一 １＿＿．：ｖｃｐ，．＿－—— 錾￡ｊ——＿． ＶＣ４ ＶＣ１２￣－２－１０— —一．十 －· ’； ；二 ＶＣ４ ３ ｖｃ１｝¨－２０．＿＿ －旦■一．． 呈． ’ ’ 少于等于２个１０Ｇ汇聚环 核０设备 多于２个１０Ｇ汇聚环．少于６个１０Ｇ汇聚环 多于６个１０Ｇ汇聚环 少于１个２Ｇ环 核ｌ心层 ２０Ｇ ４０Ｇ ８ＯＧ ５Ｇ ～… ＶＣ４￣４ ＶＣ１２－２１－６３·— 龋 －一．－｝ 尉一． ：＿ ’优化前 优化后 图５归并优化示意 扩展架 多于１个２．Ｇ环．少于等于１个１０Ｇ环 多于１个１０Ｇ环 ２ＯＧ ４０Ｇ 案例２： 问题描述：２０１０年甘肃联通进行３Ｇ站点ＨＳＰＡ＋升级．扩 ４低阶交叉溢出与优化方法 ４．１什么是低阶交叉溢出 低阶交叉溢出，即：在业务配置时．由于设备低阶交叉容 量耗尽，网管提示“低阶交叉溢出”。这一问题，在工程实际中 不断出现 蓉３Ｇ站点Ｉｕｂ ＦＥ电路带宽．需新开大量传输电路 期间．由 于固网传输部分核心层扩展架农行扩１设备低阶溢出．导致 其下挂边缘节点的新增电路无法开通：同时核心层其他扩展 架低阶交叉占用率也普遍较高。 ４．２低阶交叉溢出的原因 如前所达，交叉连接分为高阶交叉和低阶交叉。那么为什 么工程中出现问题的往往是低阶交叉，而不是高阶交叉呢？这 是由两种交叉的不同用途决定的。如前所述，所有ＡＤＭ设备 承载的业务都需经过高阶交叉．因此设备的高阶交叉一般按 设备整机的接入容量考虑（设备可接入的最大容量），一般能 满足设备的极限使用：而低阶交叉则仅在有业务需分插复用 时使用．即与业务量和通路组织方法相关．因此不能按接入容 核心屡 ‘ 边缘层 量考虑。各设备厂商一般提供数档不同容量的低阶交叉板件， 由建设单位依据不同的使用场景选择使用（如：华为公司 ０ＳＮ３５００设备，可提供５Ｇ、２０Ｇ、４０Ｇ的低阶交叉板件）。这样 图６农行扩展１相关网络拓扑示意 原因分析：农行扩１为华为公司Ｍｅｔｒｏ３０００设备．低阶交 叉容量为５Ｇ（即３２￣３２ＶＣ４）；由于其上联的农行Ｍｅｔｒｏ５０００ 设备未配置低阶交叉．因此只能由农行扩１设备负责低阶交 当需分插复用的业务增加时。就容易出现低阶交叉溢出问题 （工程实际中，近年出现低阶交叉问题主要是由于３Ｇ、４Ｇ业 务的迅猛发展引起），其本质为低阶交叉容量不能满足低阶业 叉：同时该设备所带环链较多，低阶交叉需求量较大：由此造 成了低阶溢出 解决办法：固网传输核心层使用的Ｍｅｔｒｏ５０００设备、核心 层扩展架使用的Ｍｅｔｒｏ３０００设备均较为老旧，接入容量、交叉 容量均难以支持后续建设，且设备厂商已停产、难以扩容改 务分插复用需求 ４．３低阶交叉优化方法 如前所述．低阶交叉溢出的本质为低阶交叉容量不能满 造；同时这一现象在固网传输核心；１２聚层扩展架中普遍存在， 难以治本。因此采用“利用核心层第二平面、对边缘层割接改 造”方案解决该问题，即：利用现有采用０ＳＮ７５００设备的核心 层第二平面，逐步将边缘层节点割接至第二平面，逐步减轻 Ｍｅ￣ｏ３０００的业务负荷直至退网。 简要结论：本案例为迁移优化实例．通过业务迁移缓解低 足低阶业务分插复用需求。因此，低阶交叉的优化，可从两方 面考虑：提高设备的低阶交又容量．或降低低阶交叉需求。 提高设备低阶交叉容量，主要通过更换交叉板、更换设 备、交叉算法优化等；其操作对象为低阶受限的设备，属于设 备优化。 降低低阶交叉需求．主要是通过减少需要分插复用的业 阶受限。实际工程中，对于老旧设备发生的低阶溢出问题，若 仅在单个节点发生问题建议采用“设备替换”的设备优化方 务；其操作对象为业务（电路），属于业务优化。具体方法有： （１）将在同一高阶通道中的未发生时分交叉的低阶业务 改用高阶交叉进行穿通，即穿通优化（如图４）。 （２）将原需占用多个低阶交叉通路的业务归并至一个低 阶交叉通路．以减少低阶交叉占用，即归并优化（如图５）。 （３）将低阶交叉受限设备的部分业务迁移至其他设备，减 少本设备的业务量．从而较少低阶交叉占用。也即迁移优化。 法，若在核心；Ｆ－聚层普遍存在问题则建议“新建平面、逐步割 接”的业务迁移优化办法 案例３： 问题描述：２０１０年随３Ｇ站点的大量建设，３Ｇ传输部分 核心层设备出现低阶溢出（网络拓扑如图３）。 原因分析：３Ｇ传输核心层低阶溢出问题与固网传输截然 镧哺 ２０１６年２月下 不同：固网传输的低阶溢出是在设备槽位占满、设备能力得到 设备配置２０Ｇ低阶交叉，但目前带有１０Ｇ环４个、２．５Ｇ环１ 增加．低阶交叉溢出 解决办法：与Ｍｅｔｒｏ３０００设备不同．ＯＳＮ７５００设备为目前 主流的核心ｊｒ－聚层设备．设备厂商可提供更大容量的交叉单 板。因此采用“交叉板升级”的办法解决上述问题。 相当程度发挥的惰况下的自然结果。而３Ｇ传输的低阶溢出是 个、６２２Ｍ环１个、６２２Ｍ链２个、１５５Ｍ链６个。随业务量迅速 在设备槽位使用不多、业务量不大的情况下由于通路组织不 当造成的。经查，由于２００９～２０１０年新开电路量巨大（合计新 建３Ｇ宏站５００余，卜、室分６００余个），为节约时间网管人员采 用“端到端电路开通的方式”快速进行数据配置．即：指定源端 口、宿端口，中间路径由系统自动配置。这种方式，虽然配置简 单、开通快速，但隧 业务量增大易导致通路配置零乱、低阶占 用率高，进一步造戊核心层设备的低阶溢出。 解决办法：当时核心设备槽位占用率在５０％以下．各核心 环、ｊ１２聚环通路占啊率在３０％以下，总体为轻载状态；仅由于 通路组织不当，在核心层设备形成低阶交叉瓶颈。建议通过通 路组织优化解决瓶颈，使网络潜力充分发挥。总体思路为：厘 清主要电路局向、左；２１聚层进行低阶业务归并、在核心层进行 高阶穿通。 图８招银节点相关网络拓扑示意 简要结论：本案例采用交叉板升级（设备优化）方法进行 低阶优化 工程实际中，对于业务量确实较大、设备有升级潜 力的．优先采用本办法。由于核心汇聚层设备均支持交叉板冗 余配置，因此升级不会造成业务中断。 ５总结 图７低阶业务归并示意 本文介绍了交叉连接的相关知识．对低阶交叉的配置、优 化方法进行探讨．同时给出若干工程实例 首先对现网业务类型、业务流量流向进行梳理：３Ｇ传输 网主要承载的业务为３Ｇ回传电路、２Ｇ回传电路、宽带电路、 文中也可看出．低阶交叉问题往往出现在业务量较大的 核心层设备。容易成为制约业务发展的瓶颈，影响巨大。网络 规划设计人员首先要重视低阶交叉．在规划设计阶段进行合 理的业务承载规划、通路组织规划、低阶交叉配置，通过合理 其他电路；其中：３Ｇ回传电路为低阶电路。数量最大、宽带占 用最多，流向为汇：轮环经核心设备至３Ｇ业务扩展架（扩展架 依据ＲＮＣ划分．每ＲＮＣ对１扩展架）：２Ｇ回传电路为低阶电 路，数量较大，但带宽占用不多（１Ｅ１／站），流向同３Ｇ回传电路 （至２Ｇ扩展架）；宽带电路多为高阶业务，数量不多，但带宽占 用较大；其他业务如大客户、动环监控、固话等，多为低阶业 务，但数量较少，流向不定。分析业务可知，２Ｇ、３Ｇ业务多为低 阶业务，且数量较 ，是通路组织优化的主要对象；宽带电路 主要为高阶电路， 色需优化：而其他电路由于数量较小、流向 不定，无需优化。 ‘每ｊ２１聚环至每扩展架为１个电路局向．每 ；２１聚环为每电路局向分配高阶通路经核心设备穿通至对应扩 展架，；１２聚设备上一、转接的电路均经分插复用归并至对应高 阶通道。 规划尽量避免低阶交叉问题的出现：同时．掌握低阶交叉问题 的分析、优化方法，在问题出现时能够及时进行缓解或解决。 收稿日期：２０１６—１—２１ 简要结论：本一莨例为业务优化实例；在工程实际中．穿通 优化、归并优化往左结合使用：在；１２聚层设备进行归并优化． 在核心层设备进行穿通优化，达到低阶优化目标。同时这一案 例提示我们：对于新建系统，应进行业务规划、通路组织规划； 明确承载的业务科类、流量、流向；依据电路局向进行通路组 织，一般尽量由数量较多、分布较广的；２聚节点完成低阶交 １叉、流量流向汇聚。而在数量较少、分布集中的核心设备尽量 进行高阶穿通、作沉量流向调度。 案例４： 问题描述：２０１１年欲对某大客户进行带宽升级．此时固网 传输部分核心层招银节点０ＳＮ７５００设备出现低阶溢出 原因分析：基ｊ 同案例１中农行扩１ 招银节点０ＳＮ７５００ 镶舔瓣