淺析OTN技術(shù)在匯聚層的應(yīng)用

李棟

摘 要：在以IP為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)大量涌現(xiàn)的背景下，IPoverWDM取代SDHoverWDM成為主流建網(wǎng)模式。文章基于本地網(wǎng)基礎(chǔ)業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展變化的基礎(chǔ)上，對本地匯聚層各基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)狀以及存在的問題進行了分析，總結(jié)了匯聚層OTN網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)思路。

關(guān)鍵詞：G.709 ODUk；MSTP；OLT；LTE

中圖分類號：TN919.3 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）24-0041-03

傳輸網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的根本動力來自于各業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)對傳輸帶寬、傳輸距離、傳輸安全性的要求。

隨著云計算、LTE、三網(wǎng)融合、物聯(lián)網(wǎng)、FTTH等新技術(shù)的出現(xiàn)，以及IPTV、高清視頻等大量對帶寬需求大的新業(yè)務(wù)的應(yīng)用，用戶對于運營商網(wǎng)絡(luò)的帶寬需求呈現(xiàn)爆炸式增長，這使建立統(tǒng)一的面向IP化的傳送網(wǎng)成為必然。

1 當前OTN技術(shù)的特點

2001年，OTN核心標準G.709正式發(fā)布。OTN技術(shù)其具備的豐富的OAM開銷、大容量接入調(diào)度管理以及靈活的電/光層可擴展能力，代表了傳送網(wǎng)發(fā)展的主流技術(shù)方向。但是，在以IP為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)大量涌現(xiàn)的背景下，面向SDH業(yè)務(wù)開發(fā)的OTN技術(shù)已開始顯得力不從心。主要的兩個問題就是10GE接口的速率大于OTN所定義的10G速率級的ODU2單元，導(dǎo)致業(yè)務(wù)無法透明傳送，另一個問題是由于OTN技術(shù)最初的目的主要是考慮處理2.5 Gb/s以及以上帶寬粒度的客戶信號，因此并沒有考慮低于2.5 Gb/s的客戶信號，特別是目前應(yīng)用比較多的GE接口。

為了適應(yīng)新的變化形式，OTN標準向IP化方向演進。2009年底，在ITU-T研究組會議上，包含了OTN演進關(guān)鍵技術(shù)特征（ODU0、ODU4、ODUflex、GMP等）的G.709 V3獲得通過。OTN設(shè)備標準、OTN保護等標準也啟動了同步更新的進程，面向IP化演進的OTN標準終于趨于成熟。

2 匯聚層各基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀及對傳輸網(wǎng)絡(luò)的需求

傳輸網(wǎng)發(fā)展的根本動力來自于各基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)對傳輸帶寬、傳輸距離、傳輸安全性的需求。下面簡要介紹匯聚層面各個基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)狀及對傳輸網(wǎng)絡(luò)的需求。

2.1 匯聚層光纜網(wǎng)絡(luò)

匯聚層光纜是連接匯聚節(jié)點之間以及匯聚節(jié)點與核心節(jié)點的光纜，按區(qū)域劃分又分為城區(qū)匯聚光纜和區(qū)鄉(xiāng)匯聚光纜。

在城區(qū)的匯聚光纜主要以管道光纜為主，有以下幾個特點：

①路由豐富，通常具備至母局的多路由。

②距離較短，一般在10 km以內(nèi)。

③安全性高，光纜中斷概率較低。

而區(qū)鄉(xiāng)匯聚節(jié)點間的匯聚光纜則主要以架空為主，其特點有：

①路由較單一，個別鄉(xiāng)鎮(zhèn)匯聚節(jié)點由于地形的限制，難以在所屬的行政區(qū)域內(nèi)形成雙路由。

②鄉(xiāng)鎮(zhèn)匯聚節(jié)點間距離較遠，往往串聯(lián)多個鄉(xiāng)鎮(zhèn)以形成環(huán)路。

③安全性低、由于多為架空光纜，光纜受影響概率大。隨著光纜的級聯(lián)與長度的增加，安全性成倍下降。

2.2 寬帶接入網(wǎng)現(xiàn)狀及對傳輸網(wǎng)絡(luò)的需求

目前寬帶接入網(wǎng)包括傳統(tǒng)DSLAM、LAN以及PON網(wǎng)絡(luò)，由于鏈路大部分是通過光纖直驅(qū)的方式進行承載，而且由于纖芯資源和傳送距離的限制，增加了網(wǎng)絡(luò)匯聚層次。這樣網(wǎng)絡(luò)安全沒有保障，業(yè)務(wù)帶寬也受到限制。同時帶來的另外一個問題就是BARS/SR節(jié)點數(shù)量的增加，這與大容量、少節(jié)點的思路是矛盾的。

隨著OLT的大量部署，大量的用戶將從傳統(tǒng)的DSLAM、LAN上遷移至PON網(wǎng)絡(luò)。OLT下帶的用戶越來越多，承載的業(yè)務(wù)越來越重要，OLT需要更安全的全速率上行方式。本地傳輸網(wǎng)需要為OLT及匯聚交換機提供匯聚層面的GE/10GE顆粒的傳輸鏈路。

2.3 無線網(wǎng)絡(luò)

目前3G無線網(wǎng)絡(luò)主要通過MSTP網(wǎng)絡(luò)進行承載。通常一個IP化的基站綁定10個甚至更多的VC12。無線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展已經(jīng)從原先主要承載語音向主要承載數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變，業(yè)務(wù)帶寬需求將成倍增長。目前2G/3G/4G多種制式共存，LTE單基站需求的帶寬達到數(shù)百兆。

2.4 大客戶專網(wǎng)

目前大客戶專網(wǎng)主要是通過MSTP網(wǎng)絡(luò)進行承載，其他接入手段為輔。下一階段大客專線網(wǎng)絡(luò)的演進趨勢及對傳輸網(wǎng)絡(luò)的需求如下：

①對安全性要求高的用戶，要能提供具備物理隔離的傳輸通道。

②傳輸網(wǎng)要能滿足大客專線業(yè)務(wù)高帶寬化、端口IP化的需求，因此需要高效率、低成本的傳送網(wǎng)絡(luò)。

③傳輸網(wǎng)絡(luò)的部署要適應(yīng)大客專線業(yè)務(wù)隨機性強、業(yè)務(wù)流向不確定的特點。

2.5 IP-RAN

IPRAN路由器由于組網(wǎng)靈活、擴展性好，業(yè)務(wù)承載方式多樣，在滿足多點間通信的業(yè)務(wù)及未來LTE承載的需求方面有較大優(yōu)勢，更能適用于IP化多業(yè)務(wù)融合承載需求。目前大部分本地網(wǎng)已經(jīng)部署了IPRAN網(wǎng)絡(luò)，未來IPRAN網(wǎng)絡(luò)將在鄉(xiāng)鎮(zhèn)匯聚層全面部署，將產(chǎn)生大量的GE/10GE鏈路需求。

2.6 小 結(jié)

通過上述業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)的分析，在匯聚層面，未來網(wǎng)絡(luò)發(fā)展對傳輸網(wǎng)絡(luò)的需求有以下幾個特點：

①業(yè)務(wù)接口IP化。

②業(yè)務(wù)顆粒越來越大。

③業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)的扁平化的需求。

④業(yè)務(wù)生存能力的要求高。

⑤鏈路需求數(shù)量大。

OTN技術(shù)的引入可以有效解決以上幾個問題，同時OTN的系統(tǒng)造價也由于這兩年OTN設(shè)備的成熟，集采價格不斷下降。根據(jù)2011年OTN集采價格，以GE為顆粒的鏈路，在超過10 km的距離上OTN承載的成本已經(jīng)優(yōu)于光纖直驅(qū)方式。

3 匯聚層OTN網(wǎng)絡(luò)建設(shè)思路

OTN網(wǎng)絡(luò)既可承載電傳送層，也可直接承載業(yè)務(wù)，OTN網(wǎng)絡(luò)向下決定光纜網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)，向上對IP網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點設(shè)置和架構(gòu)等方面提出建議，傳輸網(wǎng)絡(luò)分層架構(gòu)模型如圖1所示。

3.1 OTN網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的總體目標

①高的傳輸帶寬能夠滿足各類業(yè)務(wù)的帶寬需求。

②本著“多專業(yè)協(xié)同，總體最優(yōu)”的精神，對IP網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點設(shè)置和架構(gòu)提出建議，并指導(dǎo)光纜網(wǎng)的建設(shè)。

③傳送效率要高，能有效收斂、整合業(yè)務(wù)。

④拓撲結(jié)構(gòu)不拘泥于環(huán)型，要向格型、網(wǎng)型演進。

⑤應(yīng)能充分發(fā)揮OTN的調(diào)度功能，能實現(xiàn)大范圍、大顆粒的業(yè)務(wù)靈活調(diào)度。

3.2 OTN網(wǎng)絡(luò)及節(jié)點規(guī)劃思路

①分區(qū)：以行政區(qū)劃分為參考，但不唯行政區(qū)劃分。打破縣縣之間界限，利用縣鄉(xiāng)匯聚層光纜和縣縣中繼光纜組網(wǎng)。這樣做既能提高傳送效率，又增加了安全性。

②分階段實施：由于構(gòu)建OTN網(wǎng)絡(luò)是一項大的系統(tǒng)工程，還必須在實踐中逐步探索、積累和完善。因此在目前資金有限的情況下，構(gòu)建OTN網(wǎng)絡(luò)不可能一蹴而就、一步到位。必須根據(jù)各區(qū)域業(yè)務(wù)量及光纜資源情況，分出輕重緩急，按照目標網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一規(guī)劃，分步實施的方式進行，做到有效益的投資。

③網(wǎng)絡(luò)拓撲：從網(wǎng)絡(luò)安全性以及最大限度發(fā)揮OTN組網(wǎng)的優(yōu)勢等方面考慮，OTN組網(wǎng)時，盡量組成網(wǎng)狀網(wǎng)。主要策略為：通往核心節(jié)點的路由，應(yīng)多路由；環(huán)網(wǎng)太長時，考慮分裂為“日”形網(wǎng)。

④節(jié)點規(guī)劃：業(yè)務(wù)量較大的節(jié)點設(shè)置OTN節(jié)點；處于光纜匯聚點的節(jié)點設(shè)置OTN節(jié)點；與鄰縣有較好的跨縣光纜路由的節(jié)點設(shè)置OTN節(jié)點，為業(yè)務(wù)的跨縣調(diào)度創(chuàng)造條件；OTN節(jié)點間距離原則上應(yīng)大于10 km，距離小于10 km以內(nèi)的業(yè)務(wù)點可以通過光纖直驅(qū)的方式就近接入附近的OTN節(jié)點。

3.3 OTN網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)配置思路

①系統(tǒng)容量：為提高OTN網(wǎng)絡(luò)的總體容量，且為了今后系統(tǒng)能平滑擴容，在目前光交叉還不成熟的情況下，應(yīng)采用“背靠背OTM”的站點類型。匯聚層原則上采用40×10 Gb/s的OTN系統(tǒng)（系統(tǒng)應(yīng)可平滑升級至80×10 Gb/s）。

②OTN網(wǎng)絡(luò)保護配置：對于業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)自身提供了保護機制的業(yè)務(wù)（雙歸屬、負荷分擔等），OTN網(wǎng)絡(luò)僅提供雙路由，不提供保護。對于業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)未提供保護機制的業(yè)務(wù)，OTN網(wǎng)絡(luò)提供電層的子波長保護。

③OTM配置：在兩個核心節(jié)點之間的OTM系統(tǒng)原則上不應(yīng)有多個?？梢酝ㄟ^波道的統(tǒng)籌規(guī)劃，多個環(huán)路共享同一段落的OTM系統(tǒng)，待系統(tǒng)的波道資源緊張時，再實施擴容，提高投資效益，詳見表1。

3.4 OTN網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備配置思路

①OTN電交叉子架配置原則，原則上一個節(jié)點只有一個電交叉子架，以實現(xiàn)不同層面業(yè)務(wù)的靈活調(diào)度。采用“支線分離”，通過提高支路端口的利用率，降低成本。對于業(yè)務(wù)流向比較明確且固定的業(yè)務(wù)，可以不進電交叉以節(jié)省有限的槽位資源。

②OTU的配置原則，對于中繼層節(jié)點，盡量采用高密度支線路板卡以節(jié)省有限的槽位資源。對于匯聚層節(jié)點，應(yīng)按業(yè)務(wù)需求進行配置以節(jié)省投資。

3.5 工程前期注意事項

①鑒于匯聚層光纜線路條件較為惡劣，因此應(yīng)在OTN工程建設(shè)前，測試擬用光纖的指標，并以該實測值加上一定的余量作為光系統(tǒng)的配置依據(jù)。

②工程前期應(yīng)考慮全系統(tǒng)的光功率、色散、OSNR等指標，應(yīng)要求廠家提供最長復(fù)用段的OSNR指標，并核對其容限。

3.6 投產(chǎn)后使用注意事項

①應(yīng)合理應(yīng)用OTN系統(tǒng)資源，但不應(yīng)完全依賴于OTN系統(tǒng)。在匯聚層已經(jīng)實現(xiàn)有光纜承載的節(jié)點，以及骨干層已經(jīng)具備其他承載手段的（如傳統(tǒng)波分等），新增OTN節(jié)點后，不要盲目實施業(yè)務(wù)遷移，既保護原有投資，又能自然形成兩個平面負荷分擔、相互保護。

②對于需要割接至OTN系統(tǒng)上的業(yè)務(wù)，應(yīng)與相關(guān)專業(yè)協(xié)同，替換下的數(shù)據(jù)設(shè)備及OLT設(shè)備長距離光模塊應(yīng)合理調(diào)度使用，做到全網(wǎng)投資效益最高原則。

③全網(wǎng)統(tǒng)籌使用原有和新建的OTN系統(tǒng)的波道及端口資源，不為不確定的業(yè)務(wù)需求預(yù)開通電路，充分發(fā)揮支線路分離設(shè)備的優(yōu)勢，做到按需進行業(yè)務(wù)時隙交叉配置，最大限度地盤活機盤和模塊資源。

④業(yè)務(wù)緊急調(diào)度的問題：結(jié)合現(xiàn)網(wǎng)情況并充分利用OTN系統(tǒng)有限的資源制定緊急預(yù)案，在可能需要做緊急調(diào)度的段落，有效率地做好波道預(yù)穿通、尾纖預(yù)連接等操作。

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