OTN——全業(yè)務(wù)承載策略及應(yīng)用

邢虎

【摘要】 提高網(wǎng)絡(luò)帶寬，僅僅靠FTTH是不夠的，四川移動(dòng)通過(guò)城域網(wǎng)OTN的部署，提升了現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的安全性和光纖資源的利用率，提高了大顆粒業(yè)務(wù)的承載能力，真正確保流量暢通，提升用戶體驗(yàn)。

【關(guān)鍵詞】 寬帶建設(shè)；高端專線；移動(dòng)承載；城域OTN

隨著人們上網(wǎng)體驗(yàn)的內(nèi)容從文本向音頻、視頻等流媒體的轉(zhuǎn)移，帶寬需求大增并不斷沖擊著城域網(wǎng)絡(luò)，如何提升網(wǎng)絡(luò)帶寬成為城域網(wǎng)絡(luò)新建或改造的重要課題。畢竟，規(guī)模部署FTTH僅僅是解決最后一公里的問(wèn)題，而城域網(wǎng)是大收斂比網(wǎng)絡(luò)。因此，F(xiàn)TTH僅僅是出門(mén)第一步，還必須有城域網(wǎng)提供端到端的大寬帶，才能解決一出門(mén)就塞車的問(wèn)題，確保流量暢通，提升用戶體驗(yàn)。

一、城域端到端寬帶建設(shè)的需要

要提升城域網(wǎng)絡(luò)的QoS，BRAS/SR直接與核心路由器連接（扁平化）是很好的優(yōu)化手段。但由于匯聚路由器的淡出，BRAS/SR直驅(qū)到核心路由器，距離因此拉長(zhǎng)，帶來(lái)了多方面的挑戰(zhàn)：核心層的光纜/管道需求壓力大；光纖/管道端到端協(xié)調(diào)難、光纖熔接工作量增大；網(wǎng)絡(luò)故障定位困難；BRAS/ SR/CR等設(shè)備往往需要長(zhǎng)距離光模塊，大大增加了建網(wǎng)成本；核心路由器40G端口自組網(wǎng)能力弱，光纖直驅(qū)無(wú)法滿足。

而引入OTN來(lái)輔助實(shí)現(xiàn)城域?qū)拵ЬW(wǎng)絡(luò)扁平化后，這些問(wèn)題即可迎刃而解：一根光纖擁有80×40/100G的容量，大大減少了光纖消耗，降低了光纜管道的壓力；開(kāi)通業(yè)務(wù)不需要協(xié)調(diào)光纖、熔接光纖，滿足了業(yè)務(wù)迅速開(kāi)通的需求；路由器/BRAS只需要短距光模塊就可上OTN網(wǎng)絡(luò)傳送。

當(dāng)然，大型城市的BRAS/SR機(jī)房數(shù)量多，需要骨干、匯聚兩層OTN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)才能很好地完成覆蓋、實(shí)現(xiàn)靈活調(diào)度。而中小城市由于BRAS/SR機(jī)房數(shù)量不多，少數(shù)幾個(gè)匯聚環(huán)就可以完成覆蓋，因此不需要骨干層網(wǎng)絡(luò)（骨干層就簡(jiǎn)化為兩個(gè)中心節(jié)點(diǎn)）。也有個(gè)別城市的BRAS部署位置很高，因此，BRAS/SR機(jī)房數(shù)量少，骨干層OTN網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)變得簡(jiǎn)單了，但OLT上行組網(wǎng)卻相對(duì)復(fù)雜些。

OLT/DSLAM到BRAS之間的網(wǎng)絡(luò)常常采用“光纖直驅(qū)+L2”方式建設(shè)，滿足小帶寬時(shí)代的網(wǎng)絡(luò)需求。但隨著網(wǎng)速的不斷提升，一個(gè)GE端口上行已經(jīng)無(wú)法滿足OLT/DSLAM需求，往往需要2/4×GE捆綁提供帶寬，需要更多的光纖，因此，光纖/光纜壓力倍增。

從流量上看，n×GE上聯(lián)中的帶寬比較飽和，再經(jīng)L2匯聚進(jìn)行收斂的必要性不大，因此L2定位逐步模糊甚至退出。從業(yè)務(wù)上看，VoIP/IPTV/VOD等業(yè)務(wù)的引入推動(dòng)多邊緣網(wǎng)關(guān)部署，OLT/DSLAM上行需要更多的光纖，進(jìn)一步加大了光纖直驅(qū)建網(wǎng)模式對(duì)光纜的壓力。因此，接入層網(wǎng)絡(luò)需要引入OTN，實(shí)現(xiàn)OLT/DSLAM到BRAS/SR之間的傳送，緩解持續(xù)膨脹的光纜壓力，提供光層網(wǎng)絡(luò)保護(hù)，提升網(wǎng)絡(luò)安全性，給用戶提供更高品質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)。

二、大帶寬高端專線的需要

家庭帶寬的迅速提升，用戶對(duì)流媒體的感官體驗(yàn)不斷強(qiáng)化，使得個(gè)體對(duì)視頻的依賴性不斷增強(qiáng)，同時(shí)也推動(dòng)企業(yè)的專線業(yè)務(wù)脫離純文本和語(yǔ)音形式，逐步轉(zhuǎn)向電子白板、會(huì)議電視等豐富的專線業(yè)務(wù)，這些業(yè)務(wù)既大幅削減了企業(yè)的出差成本，又為低碳環(huán)保做出了積極貢獻(xiàn)。而企業(yè)專線業(yè)務(wù)的豐富將對(duì)企業(yè)帶寬的迅速提升提出需求，促使企業(yè)專線帶寬不斷升級(jí)，告別原來(lái)的FE口，逐步向GE端口演進(jìn)。

當(dāng)前，為企業(yè)專線服務(wù)的城域網(wǎng)絡(luò)只有SDH網(wǎng)絡(luò)和路由器組網(wǎng)兩種模式。路由器組網(wǎng)由于QoS、安全性等問(wèn)題，一般不會(huì)被企業(yè)高端專線選擇；而SDH網(wǎng)絡(luò)能提供物理隔離以及絕對(duì)的QoS保證、完善的網(wǎng)絡(luò)保護(hù)，這些都是高端專線的重要需求。因此，已有的企業(yè)高端專線大都是基于SDH網(wǎng)絡(luò)開(kāi)通。但SDH網(wǎng)絡(luò)帶寬提供能力有限，難以滿足大量GE及以上大帶寬專線需求，數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)專線的QoS和網(wǎng)絡(luò)安全性也無(wú)法保障。而OTN網(wǎng)絡(luò)可以通過(guò)部署端到端波長(zhǎng)、子波長(zhǎng)業(yè)務(wù)開(kāi)通專線，滿足大帶寬、高QoS、高網(wǎng)絡(luò)安全、物理隔離等要求，是大帶寬高端專線的最佳技術(shù)選擇。

三、面向未來(lái)的移動(dòng)承載的需要

我們知道，一個(gè)擁有6000個(gè)基站的城市就約需要建設(shè)750個(gè)10GE接入環(huán)，50個(gè)100GE匯聚環(huán)。而100GE分組線卡在當(dāng)前需要很高端的路由器才能支持，且由于100GE路由器無(wú)法自組網(wǎng)，還需要建設(shè)一張100GE的OTN/WDM配套網(wǎng)絡(luò)，這樣一來(lái)，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的成本和功耗都會(huì)很高。

在流媒體逐步為主導(dǎo)的上網(wǎng)體驗(yàn)中，固定網(wǎng)絡(luò)的匯聚比尚且在不斷降低以提高用戶體驗(yàn)，無(wú)線傳送網(wǎng)絡(luò)當(dāng)然也不會(huì)用追求匯聚比來(lái)降低建網(wǎng)成本，而且，采用分組設(shè)備建設(shè)100GE匯聚層，更多是起到透?jìng)鞯淖饔茫粫?huì)做太多收斂，因此用100GE逐點(diǎn)匯聚的方式建網(wǎng)，成本和功耗都不理想。

而引入OTN，可以方便地把1個(gè)大型的PTN環(huán)網(wǎng)改造成多個(gè)PTN匯聚環(huán)網(wǎng)外掛接入環(huán)的方式，優(yōu)化IP RAN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。匯聚節(jié)點(diǎn)對(duì)業(yè)務(wù)進(jìn)行收斂處理后，再通過(guò)OTN網(wǎng)絡(luò)直達(dá)骨干層，實(shí)現(xiàn)PTN扁平化，提升帶寬能力和QoS能力以及節(jié)約大量的光纖資源。

四、四川移動(dòng)業(yè)務(wù)IP化、寬帶化推動(dòng)城域OTN部署

四川移動(dòng)全業(yè)務(wù)的全面發(fā)展和推進(jìn)，多種類型的業(yè)務(wù)傳送需求呈爆炸式增長(zhǎng)，傳送網(wǎng)要適應(yīng)大顆粒、IP化、多業(yè)務(wù)接口接入的要求，四川移動(dòng)鄉(xiāng)鎮(zhèn)節(jié)點(diǎn)的帶寬已由原有的FE逐步升級(jí)改造為GE，IP城域網(wǎng)的帶寬也從GE逐步升級(jí)擴(kuò)容為10GE，原有SDH網(wǎng)絡(luò)帶寬已無(wú)法支撐現(xiàn)有業(yè)務(wù)發(fā)展。為此，四川移動(dòng)逐步引入波分建設(shè)，以滿足GE以上的大顆粒業(yè)務(wù)承載。而伴隨城域網(wǎng)寬帶、移動(dòng)制式、流媒體業(yè)務(wù)的高速發(fā)展，以及IP城域網(wǎng)結(jié)構(gòu)的扁平化演進(jìn)，城域OTN的建設(shè)需求也逐漸加大。因此，在建設(shè)省干波分網(wǎng)絡(luò)的同時(shí)，四川移動(dòng)也開(kāi)始部署城域波分網(wǎng)絡(luò)。

為了實(shí)現(xiàn)中心發(fā)達(dá)城區(qū)寬帶用戶的覆蓋，更多的管道資源被分配給FTTH接入網(wǎng)使用，但矛盾的是，接入網(wǎng)的帶寬提速帶來(lái)核心匯聚層面IP城域網(wǎng)更多數(shù)據(jù)鏈路的擴(kuò)容，從而造成了一系列問(wèn)題：

路由高“邏物比”：大量邏輯路由同一個(gè)物理路由，當(dāng)物理路由中斷時(shí)，業(yè)務(wù)難以滿足電信級(jí)50ms倒換時(shí)間；網(wǎng)絡(luò)的扁平化，增加了BRAS與CR之間的路由長(zhǎng)度，使光口成本增加。

保護(hù)能力弱：倒換響應(yīng)時(shí)間慢；物理鏈路中斷容易造成數(shù)據(jù)擁塞。

光纜資源占用高：大量的GE、10GE、POS光口直連消耗了大量光纖；隨著FTTH部署，及移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)、IP業(yè)務(wù)的發(fā)展，部分區(qū)域已呈現(xiàn)出光纜資源緊張的現(xiàn)象；光纖建設(shè)和維護(hù)成本不斷增長(zhǎng)。

經(jīng)過(guò)對(duì)比論證，四川移動(dòng)采用OTN技術(shù)構(gòu)建城域IP承載網(wǎng)，覆蓋所有重要端局節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)IP城域網(wǎng)大顆粒業(yè)務(wù)的高效承載。我們認(rèn)為，OTN具備“大容量、靈活調(diào)度、可靠保護(hù)、高效管理”等特點(diǎn)，能夠更好滿足大顆粒IP業(yè)務(wù)的承載需求，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)層與物理層的隔離，提供更可靠的業(yè)務(wù)傳送。

五、城域OTN的多重優(yōu)勢(shì)

5.1 降低IP端口成本

IP城域網(wǎng)在采用OTN承載后，路由器可將昂貴的10G POS口更換為10GE光口與OTN對(duì)接，節(jié)省了大量的光口投資。同時(shí)，采用OTN網(wǎng)絡(luò)后，路由器不再需要長(zhǎng)距離光口對(duì)接，均可采用短距離光口在局內(nèi)直接與OTN對(duì)接，大大節(jié)省了IP城域網(wǎng)擴(kuò)容投資。不僅如此，在后續(xù)的IP設(shè)備采購(gòu)中，路由器采購(gòu)短距光板，可節(jié)省投資，且實(shí)施簡(jiǎn)單。以2014年涼山移動(dòng)新增各類電路為例，采用OTN后，IP城域網(wǎng)統(tǒng)一采用短距光口承載在OTN網(wǎng)上后，相比之前采用光纖直驅(qū)的方式可節(jié)約101萬(wàn)投資，如表1所示。

5.2 節(jié)約局間中繼光纜資源

IP城域網(wǎng)業(yè)務(wù)由OTN系統(tǒng)進(jìn)行承載后，為四川移動(dòng)節(jié)約了大量中繼光纜資源及其投資，表2以2014年新增各類電路規(guī)模為例，對(duì)節(jié)約中繼光纜投資情況進(jìn)行測(cè)算。

5.3 提高帶寬資源利用率

相對(duì)于傳統(tǒng)的WDM技術(shù)，OTN引入業(yè)務(wù)交叉功能，實(shí)現(xiàn)線路側(cè)與支路側(cè)業(yè)務(wù)板件分離，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)多種子速率業(yè)務(wù)的匯聚功能，大大提升了業(yè)務(wù)調(diào)度的靈活性，及帶寬的利用效率。同時(shí)，四川移動(dòng)的業(yè)務(wù)主要為GE/2.5G/10GE，其中GE和2.5G業(yè)務(wù)可在10G波道中混傳，采用支線路分離設(shè)計(jì)支持共用支路板（TOM板），可有效節(jié)約投資，同時(shí)大大提升波道使用效率。

5.4 提升網(wǎng)絡(luò)安全性能

視頻業(yè)務(wù)和云計(jì)算等新技術(shù)的部署對(duì)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量提出了更高的要求，一直以來(lái)，MSTP作為多業(yè)務(wù)的承載平臺(tái)，能夠提供靈活調(diào)度的2M業(yè)務(wù)、支持50ms的保護(hù)倒換，造就了一張高質(zhì)量的傳送網(wǎng)?，F(xiàn)在，GE正逐步取代2M成為IP化傳送的基本顆粒，因此，保證大量GE的靈活調(diào)度和高質(zhì)量的保護(hù)，成為云南電信引入城域OTN的初衷。

另一方面，市政建設(shè)和房地產(chǎn)市場(chǎng)的繁榮，對(duì)城域光纜的破壞作用日益明顯，頻繁的光纜故障是需要城域OTN這樣的傳送網(wǎng)來(lái)隔離的。不僅如此，光纜故障的恢復(fù)時(shí)間一般為6到8個(gè)小時(shí)，在這期間如果再次發(fā)生故障，對(duì)于整個(gè)城域網(wǎng)將是災(zāi)難。OTN技術(shù)可提供多種保護(hù)方式，大大提升網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行可靠性，四川移動(dòng)在主要發(fā)達(dá)城市城域網(wǎng)采用OTN組網(wǎng)，有效避免了現(xiàn)網(wǎng)邏物比過(guò)大的缺點(diǎn)，提升了全網(wǎng)的安全性。

六、構(gòu)建一張無(wú)縫覆蓋的OTN網(wǎng)絡(luò)

四川移動(dòng)城域OTN網(wǎng)絡(luò)已逐步形成一定規(guī)模，目前各地市現(xiàn)網(wǎng)還有一張覆蓋縣區(qū)節(jié)點(diǎn)的郊縣OTN網(wǎng)絡(luò)，在組網(wǎng)、調(diào)度、維護(hù)等方面，城域OTN與郊縣OTN都不是相互獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)，而是存在各個(gè)區(qū)域的業(yè)務(wù)跨網(wǎng)調(diào)度。因此，隨著本地網(wǎng)光纜的建設(shè)，后續(xù)將逐步形成MESH型網(wǎng)絡(luò)，將城區(qū)以及郊縣的各重要節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)無(wú)縫連接。

具體而言，第一步將在中心城區(qū)核心局點(diǎn)組建一張OTN系統(tǒng)的MESH核心環(huán)，下掛匯聚層OTN系統(tǒng)，用于核心局點(diǎn)間的大顆粒業(yè)務(wù)調(diào)度；第二步將現(xiàn)有城區(qū)及郊縣OTN系統(tǒng)優(yōu)化拆環(huán)，降低單環(huán)節(jié)點(diǎn)數(shù)，上聯(lián)到核心環(huán)；同時(shí)補(bǔ)充兩個(gè)匯聚OTN環(huán)路，做到城區(qū)及郊縣重要匯聚節(jié)點(diǎn)的全覆蓋。

未來(lái)，我們還會(huì)進(jìn)行OTN網(wǎng)絡(luò)接入層的延伸建設(shè)，在業(yè)務(wù)熱點(diǎn)區(qū)域逐步引入盒式OTN設(shè)備承接PTN設(shè)備，滿足重要客戶專線及OLT大顆粒業(yè)務(wù)承載。我們的最終目標(biāo)是構(gòu)建一張無(wú)縫覆蓋、靈活調(diào)度、安全可靠的OTN網(wǎng)絡(luò)，滿足大顆粒業(yè)務(wù)的靈活、端到端調(diào)度。