100 G OTN傳輸技術(shù)應用淺析

覃開基++方壯鴻

摘 要：介紹了100 G OTN傳輸技術(shù)的現(xiàn)狀和優(yōu)勢，針對其部署方案進行了分析和研究，分別從技術(shù)特點、配置方法、保護方式和混傳方式等方面闡述了優(yōu)化方案，并從技術(shù)上解決了城域傳輸網(wǎng)帶寬擴容壓力問題，以供相關(guān)單位參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：OTN技術(shù)；部署方案；混傳方式；交叉連接

中圖分類號：TN929.1 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.22.129

隨著城市光網(wǎng)計劃的實施，互聯(lián)網(wǎng)用戶的數(shù)量、寬帶需求和應用種類呈快速增長態(tài)勢。由目前業(yè)務容量爆炸式的發(fā)展趨勢可預見，未來的數(shù)據(jù)業(yè)務承載已不能僅依靠現(xiàn)有的40 G OTN配置運行了。因此，100 G OTN超高速傳輸技術(shù)已成為當前網(wǎng)絡傳輸應用的最佳選擇。100 G OTN系統(tǒng)在理論和硬件方面均已成熟，在設(shè)備開發(fā)、系統(tǒng)調(diào)試等方面比較完善。在帶寬需求不斷增大的背景下，100 G OTN網(wǎng)絡將會發(fā)揮更大的作用，滿足人們對網(wǎng)絡寬帶的需求。

1 100 G OTN技術(shù)的特點

1.1 OTN設(shè)備的形態(tài)

OTN設(shè)備可從3方面界定：具備OTN物理接口（G.709）、ODUk級別的交叉連接能力（OTH（O/E/O））、OCh級別的交叉連接能力（ROADM）。因此，OTN的設(shè)備形態(tài)大致可分為具有OTN接口的WDM設(shè)備（DWDM+G.709）、具有OTN光交叉的設(shè)備（DWDM+G.709+ROADM）、具有OTN電交叉的設(shè)備（OTH）和具有OTN光電混合交叉的設(shè)備（DWDM+G.709+ROADM+OTH）。其中，前兩類屬于OTN在光層的應用形態(tài)，第三類屬于OTN在電層的應用形態(tài)，第四類屬于光電聯(lián)合設(shè)備應用形態(tài)。

具體而言，第一類設(shè)備，即OTN終端復用設(shè)備的架構(gòu)與DWDM基本相同，區(qū)別在于接口標準有差異，國內(nèi)外主流運營商在近年來采用DWDM設(shè)備建設(shè)的骨干網(wǎng)中已經(jīng)引入了G.709接口標準，并在建網(wǎng)思路、技術(shù)需求等方面明確提出了投標設(shè)備必須采用OTN技術(shù)的要求。圖1為同時具備電交叉和光交叉的第四類OTN設(shè)備，而第二類設(shè)備不具備ODUk交叉模塊，第三類設(shè)備不具備OCh交叉部分。

圖1 OTN光電混合交叉設(shè)備系統(tǒng)功能參考模型

目前，國內(nèi)運營商和國內(nèi)設(shè)備市場主要以接口化的OTN設(shè)備和電交叉OTH設(shè)備為主，ROADM設(shè)備為輔。

1.2 OTN的保護方式

目前，商用OTN設(shè)備能提供較為完善的設(shè)備級和網(wǎng)絡級保護。設(shè)備級保護主要包括主控板1+1保護、交叉板1+1保護和電源的1+1保護；網(wǎng)絡級保護除了支持傳統(tǒng)的光通道保護（OSNCP）、光復用段保護（OMSP）和光線路保護（OLP）外，還支持基于ODUk的1+1和1∶N保護、基于ODUk的環(huán)網(wǎng)保護和光波長共享保護（基于光通道的環(huán)網(wǎng)保護），其中，基于ODUk的環(huán)網(wǎng)保護與光波長共享保護主要應用于環(huán)形拓撲結(jié)構(gòu)，其他保護方式的應用不受拓撲結(jié)構(gòu)的限制。

2 100 G OTN技術(shù)的應用策略

根據(jù)業(yè)務的發(fā)展情況，100 G OTN技術(shù)可應用于核心路由器間的接口互聯(lián)，大型數(shù)據(jù)中心間的數(shù)據(jù)交互，干線大容量、長距離傳輸?shù)确矫妗?/p>

2.1 100 G OTN的部署方案

以國內(nèi)運營商為例，中國移動于2013年大規(guī)模應用100 G OTN系統(tǒng)；中國聯(lián)通和中國電信結(jié)合現(xiàn)網(wǎng)需求（比如客戶側(cè)低速率的業(yè)務較少），OTN網(wǎng)絡的部署規(guī)模不大，而支持G.709接口的100 G WDM系統(tǒng)（即接口化的OTN）成為了干線主體。然而，考慮到100 G OTN的后續(xù)演進，對于現(xiàn)階段新建的100 G WDM系統(tǒng)而言，建議在原則上支持向100 G OTN系統(tǒng)的升級，以應對未來的業(yè)務需求。

2.2 100 G OTN系統(tǒng)的配置方法

對于新建的100 G OTN網(wǎng)絡，由于其對色散、PMD無限制，系統(tǒng)設(shè)計比40 G網(wǎng)絡更簡單。值得注意的有衰耗和非線性指標，可根據(jù)仿真計算的OSNR和Q值估算新建系統(tǒng)是否滿足傳輸要求。100 G OTN系統(tǒng)的配置應遵循以下4項原則：①由于100 G網(wǎng)絡具有非線性抑制的特點，當傳輸距離較長時，為了避免入纖功率過高而造成的非線性影響，建議適當控制入纖功率，并在有條件的情況下優(yōu)先選擇低損G.652光纖。②為了滿足100 G OTN系統(tǒng)中的OSNR指標，網(wǎng)絡跨段≤12時，如果采用硬判決，則最小的OSNR應>18.5 dB，如果采用軟判決，則最小的OSNR應>16.5 dB；網(wǎng)絡跨段>12時，如果采用硬判決，則最小的OSNR應>19 dB，如果采用軟判決，則最小的OSNR應>17 dB。③目前，主流設(shè)備廠家的無電中繼傳輸距離基本可達到1 000～1 500 km，但站間距離以80 km為宜，超過100 km時則會大大縮短無電中繼傳輸距離，進而會增加建設(shè)和維護難度。④通常在100 G OTU客戶側(cè)采用100 G BASE-LR4/OTL4.4型光接口與100 G路由器互聯(lián)的方式，其采用1 310 nm的窗口，并不適合承載在G.655光纖上。

2.3 100 G OTN保護方式的選擇

由于受限于衰減效應，為了延長無電中繼的傳輸距離，需要部署OLP段落。建議采用基于復用段的OMSP保護方式，避免采用多個光放段級聯(lián)部署OLP的方式。

在通道層面，對于帶電層交叉的100 G設(shè)備，應用最廣泛的保護技術(shù)為SNCP保護。通過電層交叉可實現(xiàn)主、備用路由的切換。當不帶電層交叉或主、備用路由采用不同廠家的設(shè)備組網(wǎng)時，光通道可采用客戶側(cè)1+1的保護方式。

3 100 G與10 G/40 G系統(tǒng)的混傳方式

由于當前各運營商傳送網(wǎng)絡中存在大量的40 G平臺，為了保護投資，100 G OTN與40 G的混傳模式將在未來一段時間內(nèi)長期存在?；靷鲌鼍爸饕幸韵?種。

3.1 相干100 G與非相干10 G/40 G系統(tǒng)混傳

除個別情況外，現(xiàn)有10 G/40 G系統(tǒng)均采用DCM模塊，以實現(xiàn)系統(tǒng)的色度、色散補償。實驗室測試表明，DCM模塊對相干的100 G系統(tǒng)額外的OSNR影響較小。因此，只需系統(tǒng)OSNR參數(shù)可同時滿足100 G和10 G/40 G的設(shè)計要求，即可實現(xiàn)兼容混傳。然而，由于10 G波分均采用OOK的調(diào)制方式，對采用PM-QPSK編碼調(diào)制的100 G系統(tǒng)混傳影響較大，因此，在10 G與100 G混傳時需要設(shè)置一定數(shù)量的隔離波道。

3.2 相干100 G與相干40 G系統(tǒng)的混傳

對于40 G相干系統(tǒng)，目前業(yè)界有2種主流編碼技術(shù)：①2相位調(diào)制PDM-B/SK，碼速率為21.5 Gb/s，入纖功率與100 G相干接近，是最易實現(xiàn)平滑混傳的解決方案；②4相位調(diào)制PM-QPSK，碼速率為11.25 Gb/s，抗非線性較弱、入纖功率較低，與100 G相干混傳的損失較大，需慎重選擇，且在應用時也需要設(shè)置一定數(shù)量的隔離波道。

總而言之，如果現(xiàn)有40 G系統(tǒng)利用率不高，且采用了2相位調(diào)制相干方案，則可選擇混傳方案組網(wǎng)；其他情況下，為了保證傳輸系統(tǒng)的性能，并降低系統(tǒng)的綜合成本，不建議采用多速率混傳方案。

4 結(jié)束語

綜上所述，從新型光傳送體系定義中所涉及的客戶業(yè)務發(fā)展方向看，100 G OTN設(shè)備只要將其擁有的技術(shù)優(yōu)勢、成本優(yōu)勢和應用優(yōu)勢發(fā)揮出來，并沿著大容量、長距離和智能化的方向不斷發(fā)展，今后一定會成為網(wǎng)絡傳輸業(yè)務的主流。

參考文獻

[1]周健.100 G OTN大容量傳輸技術(shù)解析[J].郵電設(shè)計技術(shù)，2013（04）.

[2]陶源.100 G WDM/OTN系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及部署策略探討[J].中國新通信，2013（22）.

〔編輯：張思楠〕