IPRAN（Internet Protocol Radio Access Network）是指基于IP技术的无线接入网络，是当前移动通信重要基础网络。然而，随着技术的快速发展，IPRAN网络规模不断扩大，网络结构日趋复杂，运维网优愈发困难，网络的瘦身和结构智能优化遂成热点。

生产建设中效率、安全都是永恒的主题，本文针对当前通信行业IPRAN网络中存在很多超大环、超大设备对等结构，安全性低，网络效率差等问题，提出网络结构分析与解决方案，从数据模型设计、关键参数配置、网络拓扑计算、网络优化分析等多个方面进行优化和改进，对现有IPRAN网络进行数据分析，根据网络资源的实际情况推荐新的成环方案，以提高IPRAN网络的性能和可靠性，提供更好的保障支撑。

01 IPRAN网络组网方式

通常，IPRAN网络按传统分层结构可以分为接入层、汇聚层和核心层，下文中A设备指的是用于业务接入并且是网络边缘的设备，B设备则用于A类接入设备流量汇聚。

组网方式 1 ：A设备接入B设备

组网说明：

  • 根据光纤资源的实际情况，优先选择环形互联方式；
  • 在采用Multi-VRF等特殊解决方案的场景下，可选择树形双归互联方式；
  • C/D类基站，在光纤资源无法组环或双归的情况下，可在环形互联或树形互联的某个A设备下链接一级A设备，不推荐A设备单链接入单台B设备。

组网方式 2 ：B设备互联

组网说明：

  • B设备应成对进行组网，一对B类设备建议接入3-10个接入环，约20-50台A类设备，每环接入不超过5台A设备；
  • 在实际组网规划中，应严格控制一个B设备的成对关系不超过2对。一个B设备组网不能成花，即一台B设备最多接2台其他B设备，不能同时接3台或以上的B设备。多个B设备串联风险相对较小，但考虑控制路由收敛时间，以及减少未来时钟同步网络的规划难度，建议B设备串联级数不超过5个。

02 IPRAN网优的难题

在IPRAN网络建设、使用过程中，设备组网可能会存在一些缺陷，影响网络的使用效率和业务质量，比如接入环节点数过大（大于5个）、节点互联光路的纤芯跳数过多（大于2跳）、B设备串联数过大（大于5个）、B设备成对数过多（大于2对）、单链过长等问题，在企业网络运维过程中需要识别出这类组网缺陷并制定优化调整方案。

缺乏有效的网络优化分析手段，运维人员在处理这些问题时困难重重。

  • 网络缺陷的识别比较困难，难以生成完整视图：运维人员凭经验用人工的方式找出网络的缺陷之处，这种方式效率低，也无法生成网络缺陷的完整视图，从而可以有计划的完善整个网络，提高整体网络的安全性及业务质量。
  • 优化方案的制定依赖运维人员经验，耗时费力：运维人员依赖自己对网络的熟悉程度来制定网络的优化方案，确定在何处打断、打断的A设备接入哪个B设备以及设备互联的光路路由，这种方式不但效率低，也难以获得最优方案。
  • 优化方案确定后，需人工发起网络调整（割接）：发起网络调整时需手工选择需要新装、移机、拆除的局内中继，操作量大。特别是要做批量网络优化时，工作量大，且容易遗漏出错。

03 IPRAN网络结构智能优化

网络结构智能优化主要包含数据准备、缺陷分析、优化方案、方案确认4个环节，针对这四个环节能力进行优化改造，进行自动数据处理、网络缺陷分析、优化方案制定。方案制定后通过人工界面供维护人员确认、调整方案，可以一键发起网络调整流程，这些都是IPRAN网络高效可靠的优化调整，提升网络运维自智水平的要点。

数据准备

数据同步

IPRAN网络优化应用对接的资源管理系统，需要定期同步资源数据如下：

序号

数据类别

数据说明

1

设备数据

包括A设备、B设备、ER设备、光交、光分、ODF、光终端盒

2

端口数据

包含上述设备的端口、端子

3

链路数据

包含中继电路、光路、光路路由、路由组成、局向光纤、跳接

4

关系数据

包含上述链路的关系

5

空间数据

包括区域、局站、机房

网络拓扑计算

从资源系统同步数据后，自动计算网络拓扑。计算时，需要识别新增、删除、调整的网络拓扑对象，对于没有变化的拓扑对象，数据保持不变。

根据设备互联的局内中继链路，计算IPRAN接入环、单链拓扑数据，另外计算B设备、ER设备对数据。IPRAN网络组网拓扑如下图所示：

设备对

通过局内中继开始查找，两端设备都是B设备的局内中继，这一对B设备为一个B设备对，两端设备都是ER设备的局内中继，这一对ER设备为一个ER设备对。每找到一个设备对，将数据进行存储并打上唯一标识。

接入链

接入链有两种情况，分别为B设备下挂接入链、A设备下挂接入链。查找只互联了一个A设备或B设备的A设备，作为接入链的起始设备。

  • B设备下挂接入链：通过起始的接入网元在链路表里找对端网元，直到找到对端为B设备，那么该B设备为该接入链的汇聚节点，中间经过的所有A设备都是该接入链的接入节点。

  • A设备下挂接入链：通过接入节点在链路表找对端网元，直到对端网元和多个网元有关联关系。而且该A设备为接入节点。该接入链即为接入环挂接入链。这个对端的A设备即为接入链的上级节点。

每找到一条接入链，将数据进行存储并打上唯一标识。

接入环

通过局内中继电路，从B设备开始查找，遍历所有B设备，找B设备在局内中继对端为A设备的记录（一个B设备下可能存在多个A设备，每一个A设备都是一个接入环的接入起点）。该B设备记为接入环的起始汇聚节点，A设备记为接入环的起始接入节点。通过局内中继往下找，直到找到对端的B设备，记为终止汇聚节点，和对端汇聚节点相连的A设备记为终止接入节点。

如果中间找到接入节点拓扑分支大于2的节点，那么在上面的接入链中找是否对端节点已经存在，已经存在的为环挂的下面接入链数据。直到找到不在接入链中的对端节点为止。在搜索过程中，需要判断通过局内中继找到的下一节点是否已经在前面出现，如果已经出现，需要结束这个分支，以避免出现死循环。

每找到一条接入环，将数据进行存储并打上唯一标识。

缺陷分析

缺陷定义

序号

缺陷分类

缺陷定义

1

超大接入环

节点数超过指定的数量（通过参数配置确定）的接入环

2

超大B设备成对数

一个B设备与其他B设备成对数超过指定的数量（通过参数配置确定）

3

超大B设备下接入链

一个B设备与其他B设备成对数超过指定的数量（通过参数配置确定）

4

超大A设备下接入链

节点数超过指定的数量（通过参数配置确定）的A设备下接入链

5

超大B设备对

下带接入节点数超过指定的数量（通过参数配置确定）的B设备对

缺陷参数配置

序号

参数名称

参数说明

1

B设备最大成对数

同一个B设备允许链接其他B设备的最大允许数量

2

接入环最大节点数

B设备对下同一个接入环中A设备的最大允许数量

3

B设备对下最大接入节点数

同一个B设备对下接入的A设备的最大允许数量，包括接入环、接入链

4

B设备下接入链最大节点数

B设备下同一个链中串联的A设备最大允许数量

5

A设备下接入链最大节点数

A设备下同一个链中串联的A设备最大允许数量

6

光路路由最大局向光纤跳数

设备互联光路中的局向光纤串联的数量，一般不超过3跳

缺陷计算

网络拓扑计算后，根据配置的参数，对接入环、接入链、B设备对进行判断，确定超大接入环、超大B设备成对数、超大B设备下接入链、超大B设备对。

方案计算

依据于网络缺陷分析，网络优化方案计算从以下几个方面进行。

超大接入环

  • 拆分点选择，拆分出的环的接入A设备节点数量小于设定的数量，优先选择接入A设备节点互联的光路路由跳数大的链路打断，根据此原则确定1到多个拆分点。

  • 拆分后的环接入B设备选择，根据确定的拆分点按顺序确定拆分出来的环接入的B设备对。

    1）拆分点两端A设备能否接入原B设备对（B设备上需要有空闲的且速率满足要求的端口），如下图，A2能否有光纤接到B2，A3能否有光纤接到B1，如果能联通，确定一个方案；

    2）拆分点两端的接入环能否接入其他B设备对（B设备上需要有空闲的且速率满足要求的端口），如下图，A3到A7环接入到B3、B4设备对，如果有，确定一个接入方案。

比较上述确定的方案，选择最优方案，优先顺序：调整工作量最小，接入B设备的光路路由跳数最小，把计算出的优化方案进行存储、标明优先顺序，并打上唯一标识。

超大B设备成对数

  • 拆分点选择原则，根据此原则确定1到多个拆分点。

    1）拆分出的环的节点数量小于设定的数量

    2）优先选择B设备成对数多且下挂接入环少的B设备对拆分

    3）次优选择下挂接入环少的B设备对拆分

    4）再优选择节点互联的光路路由跳数大的链路打断

  • 拆分后的B设备对下下挂接入环选择接入B设备对，根据确定的拆分点按顺序确定拆分掉的B设备对的接入环。

    1）拆分点两端B设备下的接入环两端A设备能否接入原B设备对（B设备上需要有空闲的且速率满足要求的端口），如下图，A8、A9能否有光纤接到B3、B4或者B1、B2，如果能联通，各确定一个方案；

    2）拆分出的接入环能否接入其他B设备对（B设备上需要有空闲的且速率满足要求的端口），如果有，确定接入方案；

    3）比较上述确定的方案，选择最优方案，优先顺序：调整工作量最小，B设备对上接入的A设备比较均衡，接入B设备的光路路由跳数最小。

把计算出的优化方案进行存储、标明优先顺序，并打上唯一标识。

超大单链

接入链的存在的原因主要是因为网络建设期间，光缆不足，无法成环。接入链的设备没有成环，无法提供保护，业务保障的质量相对来说会比较差。根据业务实际的使用情况，超大A设备下接入链这种方式基本不会出现。

  • B设备下接入链的优化首先考虑能否在B设备对下成环，然后再考虑拆小。

  • 拆分点选择原则，根据此原则确定1到多个拆分点。

    1）拆分出的链的节点数量小于设定的数量

    2）优先选择节点互联的光路路由跳数大的链路打断

  • 拆分后的链接入上联设备，根据确定的拆分点按顺序确定拆分出来的链接入的B设备。

    1）拆分出来的链的起始A设备能否接入原B设备（B设备上需要有空闲的且速率满足要求的端口），如下图，A4能否有光纤接到B2，如果能联通，确定一个方案。

    2）拆分出来的链的起始A设备能否接入其他B设备对（B设备上需要有空闲的且速率满足要求的端口），如果有，确定接入方案。

    3）比较上述确定的方案，选择最优方案，优先顺序：调整工作量最小，接入B设备的光路路由跳数最小。

把计算出的优化方案进行存储、标明优先顺序，并打上唯一标识。

超大B设备对

在IPRAN网络建设使用过程中，开始的时候某地B设备对比较少，B设备对下接入的环比较多，A设备间的光路的局向光纤的跳数可能有的会比较大，由于业务的发展，会在该地靠近用户的地方新建B设备对，这时需要把原先的B设备对上的接入设备打撒，部分就近接入新的B设备对。对这种情况需把原B设备对下的接入设备打撒后，接入合适的B设备对下：

  • 拆分点选择，拆分出环后B设备对下的节点数量小于设定的数量，优选择节点互联的光路路由跳数大的接入环打断，据此可以确定1到多个拆分环。

  • 拆分后的B设备对下下挂接入环选择接入B设备对，根据确定的拆分方案按顺序确定拆分掉的B设备对的接入环接入新的B设备对。

    1）拆分出的接入环能否接入其他B设备对（B设备上需要有空闲的且速率满足要求的端口），如果有，确定接入方案。循环该步直到处理完所有拆分出来的环；

    2）比较上述确定的方案，选择最优方案，优先顺序：调整工作量最小，B设备对上接入的A设备比较均衡，接入B设备的光路路由跳数最小。

把计算出的优化方案进行存储、标明优先顺序，并打上唯一标识。

方案确认

网络优化方案通过计算生成后，操作人员可以查看各类网络缺陷及其优化方案，可以选择严重程度高的网络缺陷，对其优化方案进行手工调整，并可以发起网络调整流程。以界面方式呈现优化方案对应的原始拓扑图及优化后的拓扑图，这样基于拓扑图再行对需要调整的连接进行调整操作，直观明了并可以最大限度地降低差错。

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