100G OTN在本地傳送網(wǎng)中的應(yīng)用策略

曾琦良

【摘要】 本文簡單介紹項(xiàng)目管理和成本控制的概念，傳輸管線工程的成本各項(xiàng)組成部分及在總成本中所占的比重，分析影響傳輸管線工程建設(shè)成本的各部分的因素；詳細(xì)敘述了在工程各個(gè)階段中對成本進(jìn)行有效控制的具體措施。

【關(guān)鍵詞】 傳輸 管線 成本控制

通信帶寬的需求正迎來一個(gè)前所未有的時(shí)代。4G移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、在線高清視頻、在線游戲、電子商務(wù)、云儲存云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、以及企業(yè)專線等各種新興業(yè)務(wù)的爆發(fā)式增長，對底層傳送網(wǎng)提出了極大的挑戰(zhàn)，舊有的10G/40G系統(tǒng)已經(jīng)無以為繼。同時(shí)，新一代的100G OTN系統(tǒng)在理論及硬件上均已成熟，標(biāo)準(zhǔn)制訂、設(shè)備開發(fā)、系統(tǒng)調(diào)試已相繼完成。在帶寬需求不斷增長的壓力推動(dòng)下，100G OTN網(wǎng)絡(luò)正大踏步走向全面商業(yè)化的時(shí)代。

目前，100G OTN系統(tǒng)已在干線傳送網(wǎng)中規(guī)模部署，毫無疑問，100G OTN系統(tǒng)在大型本地傳送網(wǎng)的部署將指日可待。本文從100G OTN技術(shù)背景和本地傳送網(wǎng)業(yè)務(wù)需求入手，將從設(shè)備選型、業(yè)務(wù)保護(hù)通路配置、混傳及配電散熱方面探討100G OTN系統(tǒng)在本地傳送網(wǎng)中的應(yīng)用策略。

一、背景

1.1 100G OTN系統(tǒng)技術(shù)背景

早在2010年左右，IEEE、ITU-T、OIF等就分別對100G系統(tǒng)以及 OTN技術(shù)做出了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制訂，并且得到了設(shè)備商的支持與推動(dòng)，這為100G OTN系統(tǒng)的發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

2012年，100G網(wǎng)絡(luò)開始在部分歐美地區(qū)展開規(guī)模化商用部署；同年在國內(nèi)，三大運(yùn)營商也陸續(xù)開始了對100G的實(shí)驗(yàn)室測試。其中，中國移動(dòng)在2012年4月啟動(dòng)了最大規(guī)模的測試，并在隨后6月選取了杭州到福州的國家干線率先試點(diǎn)開通干線100G傳送網(wǎng)，截至當(dāng)前，100G OTN已在省內(nèi)干線大規(guī)模應(yīng)用。運(yùn)營商之所以如此積極地推動(dòng)骨干網(wǎng)絡(luò)的升級換代，很大程度是由于日益增長的業(yè)務(wù)流量與網(wǎng)絡(luò)帶寬等的壓力。而對大中型城市來講，本地傳送網(wǎng)同樣面臨流量增長帶來的巨大挑戰(zhàn)。因此，隨著骨干網(wǎng)絡(luò)部署工作的順利推進(jìn)，100G OTN在本地網(wǎng)絡(luò)的規(guī)?；瘧?yīng)用已可展望。

1.2 本地傳送網(wǎng)特點(diǎn)

本地城域網(wǎng)屬于大收斂比網(wǎng)絡(luò)，然而在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用由簡單的網(wǎng)頁和郵件的時(shí)代逐漸轉(zhuǎn)向在線視頻，數(shù)據(jù)量增大的同時(shí)，流量特點(diǎn)也由離散變成連續(xù)，匯聚交換機(jī)和匯聚路由器的價(jià)值已大大減弱，網(wǎng)絡(luò)趨向于扁平化。

另外，同一數(shù)據(jù)平面承載多種業(yè)務(wù)，也給核心層帶來很大壓力。如果仍采用WDM網(wǎng)光纖直驅(qū)的建設(shè)模式，將使得光纖、管道、交接箱等資源快速枯竭，同時(shí)也不能充分發(fā)掘現(xiàn)有設(shè)備潛力；此外，傳統(tǒng)WDM系統(tǒng)中不做數(shù)據(jù)配置，各業(yè)務(wù)分配的通道/波長固定，調(diào)度困難，也難以應(yīng)付多業(yè)務(wù)運(yùn)營需求。

100G OTN支持波長可調(diào)諧、支線路分離的OTU，在組網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃方面的靈活性大大增加，可根據(jù)需要預(yù)先部署帶寬池，再根據(jù)業(yè)務(wù)端配置相應(yīng)板卡，快速滿足業(yè)務(wù)需求，同時(shí)業(yè)務(wù)顆粒發(fā)生變化時(shí)，也能迅速更換板卡滿足要求，同時(shí)回收原有帶寬資源，有利于業(yè)務(wù)更改與擴(kuò)容。

二、100G OTN在本地傳送網(wǎng)中應(yīng)用的必要性和可行性

2.1 必要性

在典型的全業(yè)務(wù)城域網(wǎng)傳送網(wǎng)中，其承載的主要業(yè)務(wù)帶寬需求如下表：

全業(yè)務(wù)運(yùn)營后，近期和遠(yuǎn)期對于匯聚和核心層的帶寬需求在100G之上。

與當(dāng)前主流的10G/40G OTN相比，在網(wǎng)絡(luò)切面流量超過100G時(shí)，100G OTN系統(tǒng)在單位帶寬成本和單位帶寬功耗上占優(yōu)。

2.2 可行性

在100G發(fā)展初期，ITU-T、IEEE、OIF等標(biāo)準(zhǔn)組織已就100G接口、模塊、調(diào)制接收方式、OTU幀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化定義，促進(jìn)了整個(gè)100G產(chǎn)業(yè)鏈的快速成熟。

100G 系統(tǒng)采用了相干PDM QPSK碼型技術(shù)，其最大特點(diǎn)是色度色散和DGD不受限，系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要受限的參數(shù)為光纖衰減，因此在新建系統(tǒng)中，不需要配置DCM模塊，系統(tǒng)設(shè)計(jì)相比10/40G更簡單。

在成功部署10G/40G系統(tǒng)的光纜網(wǎng)絡(luò)上，部署100G OTN系統(tǒng)不存在限制。同時(shí)，截至目前，100G產(chǎn)業(yè)鏈也已經(jīng)完全成熟，主流設(shè)備商具備了大規(guī)模供貨能力。

三、引入策略與部署方案

3.1 設(shè)備選型

城域網(wǎng)業(yè)務(wù)發(fā)展迅速，流向復(fù)雜，業(yè)務(wù)變更調(diào)整頻繁，核心節(jié)點(diǎn)之間調(diào)度需求大增，對工程建設(shè)周期和業(yè)務(wù)開通周期更加敏感，由此建議：

引入大容量OTN交叉設(shè)備

城域核心節(jié)點(diǎn)尤其是超核節(jié)點(diǎn)之間超大容量需求明顯，建議直接在城域網(wǎng)核心節(jié)點(diǎn)引入成熟商用的大容量OTN交叉設(shè)備（至少在1T交叉容量以上），邊緣節(jié)點(diǎn)引入中等容量OTN交叉設(shè)備（至少在300G交叉容量以上）。

設(shè)備要求

線路帶寬資源規(guī)劃適當(dāng)存量，減少工程建設(shè)周期和業(yè)務(wù)調(diào)測開通時(shí)間，滿足業(yè)務(wù)快速開通和業(yè)務(wù)的快速調(diào)整；

由于城域網(wǎng)核心層數(shù)據(jù)以GE、10GE、2.5G PoS、10G PoS、40G為主，因此需要設(shè)備支持ODU0/1/2/3交叉。

接口IP化

城域核心路由器直接出以太網(wǎng)接口，例如GE/10G WAN/10G LAN，經(jīng)OTN封裝傳送，無需配置長距離模塊，節(jié)約成本；

實(shí)現(xiàn)10G和2.5G以下低速客戶接口的歸一化化工作，降低維護(hù)難度，減少備件，尤其是全網(wǎng)采用10G POS/10GE業(yè)務(wù)的統(tǒng)一單板可加快路由器10G POS向廉價(jià)的10GE LAN接口轉(zhuǎn)換。

3.2 通路組織

為提高網(wǎng)絡(luò)生存性，同類型業(yè)務(wù)或采用負(fù)荷分擔(dān)的業(yè)務(wù)盡量利用兩個(gè)平面的傳輸網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行承載；緊密結(jié)合業(yè)務(wù)網(wǎng)電路組織原則，采取安全合理的通路安排策略，保證業(yè)務(wù)網(wǎng)電路端到端的可靠性；WDM光通道1+1安排以主備用物理路由距離最短，節(jié)點(diǎn)最少為原則，但應(yīng)避免組成1+1保護(hù)的兩條光通道（包括進(jìn)局段）出現(xiàn)“同路由”的問題。

在OTN局站配置ODF，既可作為光調(diào)度用，也可用來終端外線光纜，所配連接器類型為FC/PC型。作為光調(diào)度用時(shí)可用于WDM設(shè)備與業(yè)務(wù)系統(tǒng)設(shè)備的連接，或WDM設(shè)備間各轉(zhuǎn)接波道的連接及業(yè)務(wù)系統(tǒng)設(shè)備光支路接口與業(yè)務(wù)信號的連接等；ODF/DDF數(shù)量按滿足本期所配OTU/SDH業(yè)務(wù)卡板數(shù)量配置，型號選擇與機(jī)房原有型號一致，以保證機(jī)房美觀和易于維護(hù)。

3.3 業(yè)務(wù)保護(hù)

對于承載SDH的波道，由于SDH系統(tǒng)本身具備50ms內(nèi)的保護(hù)能力，因此不需要WDM層面提供保護(hù)。

隨著網(wǎng)絡(luò)IP化的引進(jìn)，大量的數(shù)據(jù)網(wǎng)業(yè)務(wù)將大量消耗WDM系統(tǒng)的波道資源?？紤]到IP網(wǎng)并不具備SDH系統(tǒng)的快速保護(hù)能力，因此需根據(jù)不同運(yùn)營商的組網(wǎng)原則，對需要保護(hù)的IP業(yè)務(wù)提供WDM系統(tǒng)保護(hù)。

對于組網(wǎng)架構(gòu)已考慮電路保護(hù)且安全需求等級要求不嚴(yán)的業(yè)務(wù)需求專業(yè)（如CMNET），在波分系統(tǒng)中可不配置保護(hù)；其他專業(yè)電路需求采用基于OTN標(biāo)準(zhǔn)的光通道1+1保護(hù)；當(dāng)IP網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡單且光纜物理路由豐富、邏輯鏈路與相互獨(dú)立的物理路由接近1：1時(shí)，可以僅采用IP層保護(hù)技術(shù)。

3.4 混傳

在當(dāng)前城域網(wǎng)傳送網(wǎng)WDM系統(tǒng)以10G/40G為主，在光纜資源緊張的情況下，可通過共用光層混傳方式快速開通100G 組網(wǎng)。100G 與10G/40G混傳時(shí)，需重點(diǎn)考慮一些方面：

10G 和100G 混傳一般有1-4個(gè)跨段，傳輸代價(jià)相對較小?；靷鲿r(shí)需要規(guī)劃好波道，并預(yù)留一定的系統(tǒng)OSNR余量。

40G與100G混合傳輸時(shí)，無論傳輸距離如何，都不存在任何OSNR傳輸代價(jià)，可以任意進(jìn)行混合傳輸；但100G與其他40G編碼混合傳輸時(shí)，光層的傳輸距離主要受限于40G系統(tǒng)，40G的編碼方式對光纖的色散、DGD要求較高，但在站點(diǎn)部署時(shí)，由于100G的OSNR容限要比40G系統(tǒng)高1.5 dB左右，OTM到OTN站之間的距離要充分考慮到100G的傳輸能力；因此在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，DCM按照40G要求部署，OSNR按照100G要求部署，同時(shí)提前做好波道規(guī)劃。

然而，由于100G系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的傳輸技術(shù)與10G、40G區(qū)別較大，為保證傳輸系統(tǒng)性能，同時(shí)節(jié)約系統(tǒng)綜合成本，建議盡量少采用多種速率混傳方案。

3.5 配電和散熱

盡管100G系統(tǒng)單比特能耗將進(jìn)一步降低，但由于集成度提升，單OTN子架功耗將會進(jìn)一步上升，將對傳輸機(jī)房供電與散熱帶來巨大挑戰(zhàn)，以華為OSN9800 U64子架為例，單子架最大典型功耗達(dá)12.7kw（典型配置：30×TNU1N402+18×TNV1T402C01+14×TNV1XCS+2×TNU1CTU+20×TNV1PIU+1×TNV1EFI+8×風(fēng)機(jī)盒），若按此功耗計(jì)算，當(dāng)前傳輸機(jī)房的配電及散熱條件很難滿足100G OTN部署。

在配電時(shí)，可根據(jù)設(shè)備的分區(qū)供電設(shè)計(jì)方案，設(shè)備不同分區(qū)由同一電源系統(tǒng)的不同配電柜供電，減輕列柜配電壓力的同時(shí)分散供電風(fēng)險(xiǎn)，采用此方案在工程竣工時(shí)，需做好便于維護(hù)的詳細(xì)交工資料，以便于日后維護(hù)。

對于新建傳輸機(jī)房，可通過增加配單容量和預(yù)留足夠空調(diào)制冷量，來應(yīng)對功率密度的大幅提升。對于大部分現(xiàn)有機(jī)房，則需通過優(yōu)化機(jī)柜布局，如將少量大功耗機(jī)柜分散布放，從而充分利用周邊低功耗機(jī)柜的冗余散熱能力。也可通過對現(xiàn)有空調(diào)出風(fēng)口進(jìn)行精確送風(fēng)改造，加裝導(dǎo)風(fēng)管以及在機(jī)柜入風(fēng)側(cè)加裝密封后蓋，將冷風(fēng)直接導(dǎo)入設(shè)備機(jī)柜，充分利用空調(diào)系統(tǒng)存量制冷量，保證高密度OTN子架散熱安全。

四、結(jié)束語

100G OTN技術(shù)已經(jīng)成熟，當(dāng)前已在干線傳送網(wǎng)中規(guī)模應(yīng)用，由于100G OTN在單比特成本和功耗上的優(yōu)勢，隨著網(wǎng)絡(luò)流量的激增，100G OTN的部署延伸至本地傳送網(wǎng)將成必然。相對于干線網(wǎng)絡(luò)，本地傳送網(wǎng)將涉及更多節(jié)點(diǎn)，承載業(yè)務(wù)類型更豐富，對維護(hù)工作提出更高要求，同時(shí)規(guī)模部署對于機(jī)房配電和散熱帶來更大挑戰(zhàn)，望通過上文分析，為100G OTN系統(tǒng)在本地傳送網(wǎng)的部署提供參考。

參考文獻(xiàn)

[1]運(yùn)營商寬帶城域網(wǎng) 100Gbit/s技術(shù)演進(jìn)探討.電信技術(shù)， 2013（12）