面向無線及全業(yè)務(wù)發(fā)展的傳輸網(wǎng)絡(luò)解決方案

中國移動通信集團(tuán)新疆有限公司石河子市分公司網(wǎng)絡(luò)部|趙月

隨著無線技術(shù)的飛速發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)、4K/8K、AR/VR等一些新業(yè)務(wù)將逐漸應(yīng)用。新的業(yè)務(wù)及應(yīng)用給傳輸網(wǎng)帶來了大帶寬、低時延、集約化和智能化四大方面的挑戰(zhàn)。

為了應(yīng)對上述挑戰(zhàn)，未來的傳輸網(wǎng)絡(luò)將是面向全業(yè)務(wù)接入的、以數(shù)據(jù)DC為中心的極簡承載網(wǎng)。分組+光將是未來傳輸網(wǎng)絡(luò)的主要技術(shù)，通過OTN技術(shù)提升網(wǎng)絡(luò)容量，通過更少的跳數(shù)、OTN的穿通降低業(yè)務(wù)時延，通過分組技術(shù)提供業(yè)務(wù)二層、三層路由能力。

下面筆者將詳述面向未來的傳輸網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)方案。

OTN網(wǎng)絡(luò)解決方案

保證高可靠性，加強線路及業(yè)務(wù)的保護(hù)

在區(qū)縣間加強OLP保護(hù)建設(shè)，OLT保護(hù)改造簡單，僅需增加OP單板，原路由不變，配置簡單，維護(hù)方便，每個跨段保護(hù)倒換時，不影響其他跨段。OLP保護(hù)解決了每次光纜中斷均需要人工切換的問題，有效縮短故障歷時。

● 區(qū)縣間加載1+1+1保護(hù)，構(gòu)建第三路由，防護(hù)多點故障，設(shè)備僅需增加相應(yīng)線路側(cè)單板，實現(xiàn)簡單、可靠性高、無需額外改造；

●區(qū)縣間加載WASON，抗多次斷纖，網(wǎng)絡(luò)更安全，業(yè)務(wù)調(diào)度自動化，業(yè)務(wù)快速自動建立，抗擊多點失效，業(yè)務(wù)自動恢復(fù)和保護(hù)多層次的業(yè)務(wù)服務(wù)等級SLA。

引入ROADM，實現(xiàn)光電混合交叉

目前OTN系統(tǒng)采用純電交叉應(yīng)用，隨著核心城域網(wǎng)的拓?fù)湓絹碓綇?fù)雜，純電交叉的缺點日益顯現(xiàn)。

每個節(jié)點的維度如果算上所帶匯聚環(huán)可能達(dá)到8維甚至更多。在這種情況下，如果以純電交叉100G OTN方式組網(wǎng)，即使不考慮業(yè)務(wù)上下路，僅線路方向的交叉容量需求就將達(dá)到8×8T=64T。以當(dāng)前技術(shù)水平，純電交叉OTN設(shè)備容量最多可以做到64T，難以滿足容量的需求。

純電交叉OTN設(shè)備容量越大、集成度越高，設(shè)備的功耗也就越大，現(xiàn)階段超大容量純電交叉OTN設(shè)備滿配功耗都在10kW以上，這給機房的空調(diào)和散熱帶來了很大挑戰(zhàn)。采用根據(jù)功耗上限拆分OTN子架的應(yīng)用方式，雖然暫時解決了機房散熱問題，又對機房空間和電源產(chǎn)生了嚴(yán)重的消耗。

基于ROADM技術(shù)的光電混合組網(wǎng)可以解決以上難題?！肮怆娀旌辖徊妗狈桨钢校琑OADM技術(shù)與電交叉配合，可以實現(xiàn)更大的交叉容量和更靈活的調(diào)度能力，同時降低系統(tǒng)的成本和功耗。

在光電混合交叉網(wǎng)絡(luò)中，由光層交叉負(fù)責(zé)穿通的波長級大顆粒業(yè)務(wù)的調(diào)度，減少節(jié)點的電再生，從而降低節(jié)點對電交叉容量的需求，并節(jié)省節(jié)點的成本和功耗，對于必須在本節(jié)點上下的業(yè)務(wù)和需要在本節(jié)點梳理的小顆粒業(yè)務(wù)，通過光層交叉上下路后再做電層交叉，由電交叉完成子波長級小顆粒業(yè)務(wù)的調(diào)度和本地業(yè)務(wù)上下，實現(xiàn)小顆粒業(yè)務(wù)的靈活調(diào)度和OTN電層的OAM，光層和電層互為補充，取長補短。

在光電混合交叉應(yīng)用中，光層和電層不是簡單的疊加，而是有機的協(xié)同，這就要求光交叉部分具備CDC-F功能。具體來說，就是支持以下方面：

●波長無關(guān)（Colorless）：本地任意波長都可上路到光方向，光方向的任意波長都可下到本地；

●方向無關(guān)（Directionless）：本地上路波長可以上路到任意方向，任意方向的波長都可下路到本地；

●競爭無關(guān)（Contentionless）：本地上下多方向同一波：可支持多方向的同一波長在本地上下路；

●靈活柵格（Flex Grid）：波道間隔大小可調(diào)，可滿足超100G OTN應(yīng)用要求。

圖 小型化OTN承載OLT

降低配套成本，匯聚層引入簡約化OTN

在城域匯聚層網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)中，傳統(tǒng)方式光處理和電處理分離，一個簡單的組網(wǎng)也需要OTU板卡、合分波板卡和大量光纖。而由縣鄉(xiāng)匯聚層接入的大量業(yè)務(wù)需要大量的OTU板卡以及MUX/DEMUX單板。

PIC板卡集成了波長轉(zhuǎn)換功能和合分波功能，將光電處理集成，相對于傳統(tǒng)組網(wǎng)方式，減少了傳輸子架和槽位占用，節(jié)省了空間；減少了連纖數(shù)量，部署更為快捷，節(jié)省了時間；單板集成化，功耗降低了20%，節(jié)省了電能；單板成本減少了20%，節(jié)省了資金。

實現(xiàn)大帶寬靈活接入，加快下沉小型化OTN的步伐

適應(yīng)城域內(nèi)多業(yè)務(wù)接入及機房環(huán)境要求，在城域發(fā)展小型化、低功耗、緊湊型OTN，可實現(xiàn)OLT到BRAS一跳直達(dá)，滿足未來4K/8K等更大帶寬、更低時延業(yè)務(wù)的需求。通過在城域邊緣下沉小型OTN，可增強OLT上行組網(wǎng)能力；以波長/ODUk方式提供通道，節(jié)省光纖資源；每條上行鏈路都有保護(hù)通道，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)級保護(hù)；靈活遷移OLT歸屬節(jié)點，網(wǎng)絡(luò)層次更簡潔；解決長距離傳輸問題。小型化OTN承載OLT方式如圖所示。

近期考慮100G布局，遠(yuǎn)期考慮超100G布局，提升核心層網(wǎng)絡(luò)容量

網(wǎng)絡(luò)下層新業(yè)務(wù)量爆發(fā)式增長，核心路由器端口邁向400G，核心層OTN網(wǎng)絡(luò)容量80波100G已跟不上業(yè)務(wù)增長趨勢，核心層網(wǎng)絡(luò)200G/400G化已成為OTN網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的趨勢。

加強OTN網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，提升光網(wǎng)絡(luò)大帶寬能力

在城域OTN網(wǎng)絡(luò)中引入ROADM技術(shù)，解決大容量電交叉設(shè)備帶來的交叉容量限制及高功耗困境。核心層適時引入超100G技術(shù)，解決業(yè)務(wù)發(fā)展帶來的巨大流量需求。OTN進(jìn)一步下沉，完成OTN全覆蓋，解決匯聚層帶寬瓶頸及縣鄉(xiāng)層面光纜不足的問題。應(yīng)對OTN下沉匯聚層，引入200G PIC，簡化設(shè)備結(jié)構(gòu)，節(jié)省空間。

PTN網(wǎng)絡(luò)解決方案

進(jìn)一步提升速率滿足4.5G/5G帶寬需求

為應(yīng)對未來4.5G/5G業(yè)務(wù)對網(wǎng)絡(luò)的大帶寬需求，PTN網(wǎng)絡(luò)將提升傳輸速率，隨著高速率以太網(wǎng)技術(shù)的成熟，100GE以太網(wǎng)技術(shù)的成本降低，PTN將形成接入10GE+匯聚環(huán)100GE +核心層N×100GE的組網(wǎng)能力。

信道化接口實現(xiàn)業(yè)務(wù)隔離，為5G差異化服務(wù)需求提供支撐

隨著以太網(wǎng)端口速率提升，城域網(wǎng)業(yè)務(wù)管道化隔離的需求越來越明顯，通過FlexE/OTU4信道化接口技術(shù)提供子速率、信道化、多路綁定能力，實現(xiàn)業(yè)務(wù)隔離，包括集客與無線業(yè)務(wù)的共同承載，以及前傳與回傳的共同承載。

PTN信道化技術(shù)能減少匯聚機房設(shè)備疊加，最大程度降低設(shè)備和配套成本，充分發(fā)揮匯聚點的全業(yè)務(wù)匯聚能力，緩解核心機房設(shè)備和配套的壓力。通過ODU Flex技術(shù)，信道帶寬具備了非常靈活的配置能力，帶寬在1.25G～100G靈活可調(diào)。

L3功能下沉減少4.5G eX2接口時延，為5G邊緣計算奠定基礎(chǔ)

在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)上通過L3部署下沉到接入環(huán)，提供靈活的轉(zhuǎn)發(fā)調(diào)度，滿足低時延應(yīng)用的需求；支撐任意兩點間互聯(lián)的MESH組網(wǎng)能力，滿足5G網(wǎng)絡(luò)部分核心網(wǎng)元功能有可能下沉至接入層的需求（如MEC邊緣計算）。L3到邊緣考慮引入動態(tài)路由協(xié)議，IP任意方向可達(dá)，實現(xiàn)MESH網(wǎng)絡(luò)連接，滿足4.5G、5G、NB-IoT的規(guī)模橫向流量。

引入SDN控制平面，支撐回傳網(wǎng)、專線業(yè)務(wù)高效調(diào)度和智能運維

針對5G網(wǎng)絡(luò)要求網(wǎng)絡(luò)分片、動態(tài)調(diào)度以及專線業(yè)務(wù)靈活、快速響應(yīng)的要求，可引入集中化SDN控制平面實現(xiàn)SPTN升級，通過開放性的應(yīng)用和服務(wù)，進(jìn)一步增強網(wǎng)絡(luò)資源的智能化調(diào)度能力，拉近專線客戶與網(wǎng)絡(luò)資源之間的關(guān)系，提高運維管理效率。引入控制器后，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)分為監(jiān)控體系和控制體系；集中控制體系可實現(xiàn)業(yè)務(wù)的端到端資源管理、資源調(diào)度、業(yè)務(wù)自動發(fā)放和激活、路徑的計算、全網(wǎng)流量的均衡、基于流量的運營；網(wǎng)管體系實現(xiàn)全網(wǎng)端到端的業(yè)務(wù)監(jiān)控、故障定位。

PON網(wǎng)絡(luò)解決方案

PON技術(shù)的選擇應(yīng)考慮滿足業(yè)務(wù)的發(fā)展需求，重點考慮業(yè)務(wù)對帶寬和時延的要求。

大視頻業(yè)務(wù)的需求

針對大視頻業(yè)務(wù)的需求，重點考慮滿足業(yè)務(wù)對帶寬和時延的要求。比如為滿足直播業(yè)務(wù)發(fā)展，可考慮啟用網(wǎng)絡(luò)組播功能，組播復(fù)制點下沉至OLT、明確網(wǎng)絡(luò)端到端QoS方案，OLT上聯(lián)從n×GE升級改造為n×10GE，完善雙上聯(lián)保護(hù)，考慮為視頻業(yè)務(wù)提供專用的邏輯通道和物理通道，提供差異化的帶寬策略和QoS策略，以高優(yōu)先級保障視頻業(yè)務(wù)質(zhì)量。

針對直播業(yè)務(wù)發(fā)展需求，可采用分布式IGMP方式實現(xiàn)組播業(yè)務(wù)。組播業(yè)務(wù)在BRAS、SR、OLT、ONU、STB各節(jié)點全程實現(xiàn)。PON系統(tǒng)可動態(tài)對用戶的IGMP加入/離開請求報文、查詢/報告報文做相應(yīng)的偵聽、代理，實現(xiàn)匯聚合并處理、基本的業(yè)務(wù)控制等功能，提高了業(yè)務(wù)處理效率。組播流送抵ONU側(cè)，組播業(yè)務(wù)按需向PON口和用戶端口分發(fā)和復(fù)制，極大節(jié)省了網(wǎng)絡(luò)帶寬占用、保障用戶體驗。同時PON系統(tǒng)對IGMP協(xié)議和組播流提供基本的業(yè)務(wù)控制能力，提高業(yè)務(wù)安全。

在BRAS、SR、OLT和家庭網(wǎng)關(guān)上，根據(jù)不同的業(yè)務(wù)采用QoS策略，VoIP、上網(wǎng)及OTT業(yè)務(wù)由家庭網(wǎng)關(guān)設(shè)置該業(yè)務(wù)所用端口或SSID與VLAN的綁定，由家庭網(wǎng)關(guān)對業(yè)務(wù)流執(zhí)行“嚴(yán)格優(yōu)先級（SP）”調(diào)度。OLT上啟用分布式的QoS，將業(yè)務(wù)映射到不同的優(yōu)先級隊列進(jìn)行調(diào)度。

百兆以上大帶寬接入需求

立足長遠(yuǎn)，“高起點”建設(shè)PON網(wǎng)絡(luò)，保證未來網(wǎng)絡(luò)提速、業(yè)務(wù)協(xié)同和技術(shù)演進(jìn)。針對大帶寬的接入需求，普及百兆，高端千兆，重點考慮滿足PON網(wǎng)絡(luò)寬帶接入能力，網(wǎng)絡(luò)向10G PON升級演進(jìn)，現(xiàn)網(wǎng)按需引入10G PON，全面確保提速。