OTN在農(nóng)村承載網(wǎng)中的應用

易 慧，劉金鳳

（1湖南省郵電規(guī)劃設(shè)計院有限公司，湖南 長沙 410126；2湖南省水利水電職業(yè)技術(shù)學院，湖南 長沙 410126）

0 引 言

農(nóng)村地區(qū)GE及以上顆粒大客戶、LTE等業(yè)務上行需求不斷增長。這些業(yè)務對農(nóng)村承載網(wǎng)的帶寬容量提出了更高的要求。現(xiàn)網(wǎng)MSTP網(wǎng)絡(luò)擴展能力有限、不支持流量統(tǒng)計復用、業(yè)務承載能力低，不能高效承載LTE的突發(fā)流量和基站間回傳業(yè)務，不能滿足未來業(yè)務的承載需求。IPRAN網(wǎng)絡(luò)的新建和OLT上行帶寬的擴容升級，對農(nóng)村主干光纜光纖資源的消耗較大，且多數(shù)采用單鏈和級聯(lián)的方式連接，不能保障業(yè)務的安全。建議采用OTN解決農(nóng)村地區(qū)日益增長的業(yè)務對帶寬和網(wǎng)絡(luò)安全的要求。

1 OTN簡介

1.1 OTN概念

OTN（Optical Transport Network）為光傳送網(wǎng)技術(shù)，是將SDH的運營和管理能力應用到WDM系統(tǒng)中，并在傳統(tǒng)WDM系統(tǒng)光域的基礎(chǔ)上增加了電域，是實現(xiàn)光域（數(shù)字傳送）和電域（模擬傳送）管理的統(tǒng)一標準。OTN實現(xiàn)了多子波長業(yè)務調(diào)度，為承載業(yè)務提供多數(shù)量、大容量的傳輸通道，同時為承載業(yè)務提供多重保護，并節(jié)省大量的光纖資源，是能滿足多層次業(yè)務需求的網(wǎng)絡(luò)。

1.2 OTN的特點和優(yōu)勢

1.2.1 OTN的特點

OTN技術(shù)作為當今使用最多的傳輸技術(shù)之一，其主要特點如下。

第一，多業(yè)務接入能力和透明傳輸。OTN具備統(tǒng)一的幀格式，對客戶信號進行無差別封裝，使之能提供多業(yè)務接口和透明傳輸?，F(xiàn)有OTN設(shè)備支持接入SDH、PDH、OTN以及以太網(wǎng)等多種業(yè)務類型。

第二，大顆粒的帶寬復用和交叉調(diào)度能力。OTN技術(shù)基于大顆粒業(yè)務傳輸和端至端維護的新需求，將業(yè)務信號的處理和傳輸分別放至電域和光域內(nèi)進行?；陔妼拥慕徊嬲{(diào)度：OTN可實現(xiàn)電層的基于ODUk顆粒的交叉連接，ODUk中的k=1、2、3，對應的客戶信號速率分別為2.5 Gb/s、10 Gb/s、40 Gb/s。基于光層的波長交叉調(diào)度：光層的帶寬顆粒是波長，即OTN可實現(xiàn)基于單個波長的交叉連接。在光層上利用ROADM實現(xiàn)波長業(yè)務調(diào)度，OTN實現(xiàn)了多子波長業(yè)務調(diào)度，提高了帶寬管理能力和調(diào)度效率，使波道資源得到了更加充分的利用。

第三，強大的保護恢復能力。OTN提供線性保護、子網(wǎng)連接保護和環(huán)網(wǎng)保護，為客戶業(yè)務的服務質(zhì)量提供了保障。

第四，強大的開銷和維護管理能力。OTN定義了豐富的開銷字節(jié)，大大提高了數(shù)據(jù)監(jiān)視能力，可提供6層嵌套串聯(lián)連接監(jiān)視功能，以便實現(xiàn)端至端和多個分段的同時性能監(jiān)視。

第五，提高了組網(wǎng)能力。通過引入OTN的幀結(jié)構(gòu)、ODUk交叉和多粒度ROADM，大大提高了光傳送網(wǎng)的組網(wǎng)能力。

1.2.2 OTN的優(yōu)勢

OTN相對于SDH傳輸網(wǎng)具有以下優(yōu)勢：充分利用光纖帶寬資源，超大容量傳輸；對客戶信號進行透明傳輸；異步映射；強大的管理能力。

OTN相對于傳統(tǒng)DWDM具有以下優(yōu)勢[1]：有效的監(jiān)視能力，運行、管理、維護、供應保障及網(wǎng)絡(luò)生存能力；靈活的光/電層調(diào)度能力和電信級的可管理、可運營組網(wǎng)能力。

2 OTN在農(nóng)村承載網(wǎng)中的應用建議

2.1 組網(wǎng)方案

根據(jù)農(nóng)村主干光纜情況并結(jié)合業(yè)務流量流向，確定OTN組網(wǎng)方案。OTN組網(wǎng)有點至點、鏈形、環(huán)形以及網(wǎng)狀四種基本拓撲，可組合成環(huán)帶鏈、環(huán)相交等拓撲，如圖1所示。根據(jù)主干光纜的情況，選擇業(yè)務量較大的匯聚節(jié)點設(shè)置OADM站，組建OTN環(huán)網(wǎng)，單路由光纜出局的節(jié)點可設(shè)置OTM站接入至OTN環(huán)網(wǎng)。業(yè)務量較小的節(jié)點采用裸纖上連至就近OADM/OTM站點接入OTN環(huán)。

2.2 頻率與波長選擇

圖1 DWDM網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)

根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓撲中的OTM節(jié)點數(shù)和單節(jié)點遠期業(yè)務量，確定系統(tǒng)配置。OTN系統(tǒng)有80×100 Gb/s平臺、80×10 Gb/s平臺、40×10 Gb/s平臺等。現(xiàn)網(wǎng)80×100 Gb/s OTN系統(tǒng)多用于骨干層和匯聚層。接入業(yè)務量較小的農(nóng)村承載網(wǎng)一般采用40×10 Gb/s OTN系統(tǒng)，接入業(yè)務量較大的農(nóng)村承載網(wǎng)一般采用80×10 Gb/s OTN系統(tǒng)。40波OTN系統(tǒng)通道間隔為100 GHz，80波OTN系統(tǒng)通道間隔為50 GHz。

2.3 波道及板卡配置

根據(jù)需開通的業(yè)務類型和數(shù)量，配置本期OTN波道及業(yè)務板卡。根據(jù)各節(jié)點預估的遠期業(yè)務量預留波道。80×100 Gb/s OTN系統(tǒng)支持80個100 G波道，80×10 Gb/s OTN系 統(tǒng) 支 持80個10 G波 道，40×10 Gb/s OTN系統(tǒng)支持40個10 G波道。

現(xiàn)有OTN設(shè)備支持接入SDH、PDH、OTN以及以太網(wǎng)等多種業(yè)務類型。

SDH：STM-1、STM-4、STM-16以及 STM-64；

PDH：E1、T1、E3以及 T3；

OTN：OTU1、OTU2；

以太網(wǎng)：FE（電信號/光信號）、GE（電信號/光信號）、10G（LAN/WAN）。

農(nóng)村承載網(wǎng)中的OTN設(shè)備目前接入業(yè)務如下。第一，政企業(yè)務：FE和GE大顆粒業(yè)務。第二，SDH業(yè)務：STM-1、STM-4較多，STM-16、STM-64較少。第三，IPRAN業(yè)務：GE和10 G。第四，PTN：GE和10 G。第五，OLT業(yè)務：GE和10 G。

2.4 網(wǎng)絡(luò)保護

設(shè)備級保護：OTN設(shè)備自身提供完善的設(shè)備級保護，包括主控交叉時鐘合一板1+1備份、電源備份、風扇冗余。主控交叉時鐘合一板支持1+1主備保護，主備交叉板互為備份。主用交叉板和備用交叉板通過背板總線同時連接到業(yè)務交叉槽位對交叉業(yè)務進行保護。滿足以下任意條件將發(fā)生倒換：執(zhí)行人工倒換命令；時鐘、電源等硬件故障；拔板或硬復位交叉單板；綁定模式下軟硬復位主控板；交叉總線故障。電源備份：兩塊PIU/APIU單板采用熱備份的方式為系統(tǒng)供電，當一塊PIU/APIU單板故障時，系統(tǒng)仍能正常工作。風扇冗余：包含多個獨立的風扇用于設(shè)備散熱，任意1個風扇失效不會影響其他風扇。

網(wǎng)絡(luò)級保護：線性保護、子網(wǎng)連接保護和環(huán)網(wǎng)保護。線性保護包括光線路保護、光復用保護和光通道保護，均通過光保護單板，在相鄰的光放站和光復用站間利用分離路由實現(xiàn)對光纖或光通道的保護，區(qū)別在于保護的范圍不同。子網(wǎng)連接保護是一種專用的點至點保護機制，主要采用基于ODUk的1+1保護。環(huán)網(wǎng)保護包括光層保護和電層保護，光層保護主要采用OCh共享環(huán)保護（1∶1），電層保護采用ODUk共享環(huán)保護（1∶1）。

農(nóng)村承載網(wǎng)覆蓋廣、建設(shè)成本高。為節(jié)約建設(shè)成本，對于接入客戶業(yè)務本身已具備保護能力的，不建議在OTN網(wǎng)絡(luò)側(cè)重復提供保護。如：OLT設(shè)備，上行采用了2×10 G/GE鏈路，且上行流量未超過50%；SDH設(shè)備，已采用環(huán)網(wǎng)保護。

3 結(jié) 論

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，國家對農(nóng)村通信網(wǎng)絡(luò)的政策傾向使農(nóng)村通信網(wǎng)業(yè)務飛速發(fā)展，且呈現(xiàn)多樣化和寬帶化趨勢。成熟的OTN網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的多業(yè)務接入能力、大容量及充分利用光纖帶寬資源等突出優(yōu)勢，在現(xiàn)階段農(nóng)村通信承載網(wǎng)絡(luò)中得到了廣泛應用，為人們的生產(chǎn)生活提供便利同時，也為農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展做出了杰出貢獻。