基于OTN新技術(shù)在干線傳輸網(wǎng)中的應(yīng)用

賀石嘉，侯 揚(yáng)

（中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司湖南分公司，湖南 長(zhǎng)沙 410000）

1 OTN新技術(shù)概述

近年來(lái)，全球通信業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)高速發(fā)展，通信企業(yè)的全業(yè)務(wù)競(jìng)爭(zhēng)形勢(shì)日趨激烈，寬帶、政企專線接入及4G等對(duì)傳輸資源提出了巨大需求。OTN技術(shù)能在干線傳輸網(wǎng)中發(fā)揮至關(guān)重要的作用。光傳送網(wǎng)近期技術(shù)演進(jìn)方向如圖1所示。

1.1 超100G OTN技術(shù)

隨著光傳送網(wǎng)建設(shè)進(jìn)程的加快和超100G OTN技術(shù)應(yīng)用的逐步成熟，“寬帶中國(guó)”戰(zhàn)略和提速降費(fèi)政策的目標(biāo)即將實(shí)現(xiàn)。超100G OTN技術(shù)在干線網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用能大幅提升傳輸速率，保障干線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。當(dāng)前，業(yè)界成熟的超100G OTN技術(shù)有單載波400G和雙載波200G兩種。超100G OTN技術(shù)調(diào)制格式對(duì)比如表1所示。

目前，單載波400G傳輸能力有限，雙載波200G是超100G的主流解決方案。超100G對(duì)系統(tǒng)OSNR要求較高，超100G系統(tǒng)相對(duì)于100G系統(tǒng)傳輸距離大大受限。200G系統(tǒng)采用高階調(diào)制，星座點(diǎn)更密集，對(duì)OSNR門限要求比100G高6 dB左右。200G系統(tǒng)入纖功率受限，G652光纜入纖不超過(guò)1 dBm，G655光纜入纖不超過(guò)0 dBm，否則系統(tǒng)OSNR嚴(yán)重受限。

圖1 光傳送網(wǎng)近期技術(shù)演進(jìn)方向

1.2 集群技術(shù)

OTN集群技術(shù)是在原有電子架的基礎(chǔ)上新增一個(gè)中央交換框，站內(nèi)各電子架均連接中央交換框，不同電子架的板塊可通過(guò)中央交換框無(wú)阻塞交叉連接，形成共享資源池。集群技術(shù)具有以下優(yōu)勢(shì)。（1）共享槽位，充分利用業(yè)務(wù)板卡帶寬。（2）共享保護(hù)波長(zhǎng)，線路板可根據(jù)需求靈活配置為任意方向，各框支路板可與其他框的任一線路板互連，充分利用線路波長(zhǎng)資源。（3）解決大容量核心站點(diǎn)業(yè)務(wù)重路由交叉調(diào)度瓶頸。但是集群技術(shù)也存在以下不足。（1）集群會(huì)消耗單子架一半的交叉容量用于框間互連，交叉容量不能完全發(fā)揮。（2）部署集群需增加中央交換框，增加功耗和機(jī)柜位置。（3）架間互聯(lián)需通過(guò)大量高速互聯(lián)模塊連接。高速互聯(lián)模塊造價(jià)較高，增加了投資成本。（4）高速互聯(lián)模塊之間需要帶狀互聯(lián)光纜進(jìn)行連接。大量帶狀互聯(lián)光纜連接需要更多的走纖空間和機(jī)房走纖架支撐，增加了機(jī)房空間負(fù)荷，增大了網(wǎng)絡(luò)維護(hù)壓力。

表1 超100G OTN技術(shù)調(diào)制格式對(duì)比

1.3 ROADM技術(shù)

ROADM（Reconfigurable Optical Add-Drop Multiplexer，可重構(gòu)光分插復(fù)用器）是一種使用在密集波分復(fù)用（DWDM）系統(tǒng)中的器件或設(shè)備，可遠(yuǎn)程配置動(dòng)態(tài)上路或下路業(yè)務(wù)波長(zhǎng)。即在線路中間，根據(jù)需要任意指配上、下業(yè)務(wù)的波長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的靈活調(diào)度。

當(dāng)前主流ROADM設(shè)備已具備OADM設(shè)備的全部功能，同時(shí)兼?zhèn)銸XC設(shè)備的部分功能。相比于網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的其他交叉連接或交換技術(shù)，ROADM系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)明顯。

第一，方便開展新業(yè)務(wù)。新增業(yè)務(wù)需要配置波長(zhǎng)時(shí)，ROADM通過(guò)網(wǎng)管系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)端配置即可。

第二，便于進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，降低運(yùn)營(yíng)費(fèi)用。ROADM具有強(qiáng)大的節(jié)點(diǎn)重構(gòu)能力，便于DWDM網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)。因此，網(wǎng)絡(luò)遭遇突發(fā)事件需要重新規(guī)劃時(shí)，ROADM能夠快速響應(yīng)，提高整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的效率[1]。

第三，便于維護(hù)和降低維護(hù)成本。ROADM常用的日常維護(hù)操作都可通過(guò)網(wǎng)管遠(yuǎn)程進(jìn)行，無(wú)需派人現(xiàn)場(chǎng)操作，提高了工作效率，降低了維護(hù)成本。

2 基于OTN新技術(shù)在干線傳輸網(wǎng)中的應(yīng)用分析

隨著業(yè)務(wù)網(wǎng)的不斷發(fā)展，100G OTN系統(tǒng)和傳統(tǒng)的環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)已無(wú)法滿足未來(lái)帶寬的持續(xù)增長(zhǎng)要求和業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的演進(jìn)要求。

新OTN系統(tǒng)采用雙載波200G技術(shù)，根據(jù)各專業(yè)核心節(jié)點(diǎn)設(shè)置、節(jié)點(diǎn)間的業(yè)務(wù)流向、現(xiàn)有干線光纜調(diào)節(jié)及各地市干線節(jié)點(diǎn)地理位置規(guī)劃“核心調(diào)度mesh網(wǎng)+地市環(huán)網(wǎng)”的新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。核心調(diào)度層mesh化，構(gòu)建大容量帶寬資源池。地市節(jié)點(diǎn)分區(qū)組網(wǎng)，沿干線光纜就近下掛核心節(jié)點(diǎn)，規(guī)劃清晰。新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖2所示。

2.1 系統(tǒng)容量

新OTN系統(tǒng)采用雙載波200G技術(shù)，系統(tǒng)容量提升了一倍，從而解決了100G系統(tǒng)容量受限和波道消耗較快等問(wèn)題。

2.2 投 資

實(shí)現(xiàn)分區(qū)匯聚業(yè)務(wù)時(shí)，傳統(tǒng)環(huán)網(wǎng)和新型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)電層配置相同，傳輸承載投資不變。實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)跨接時(shí)，傳統(tǒng)環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)需要跨環(huán)轉(zhuǎn)接，在轉(zhuǎn)接站點(diǎn)配置線路板串通；新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)通過(guò)核心調(diào)度環(huán)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)一跳直達(dá)核心落地節(jié)點(diǎn)，無(wú)需轉(zhuǎn)接，但部分復(fù)用段端站之間距離過(guò)長(zhǎng)，中間需設(shè)置電中繼站。因此，規(guī)劃新型網(wǎng)絡(luò)的電層配置比傳統(tǒng)環(huán)網(wǎng)更節(jié)省投資。

圖2 OTN干線新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

2.3 時(shí) 延

地市訪問(wèn)核心節(jié)點(diǎn)業(yè)務(wù)時(shí)，傳統(tǒng)環(huán)形結(jié)構(gòu)需按照環(huán)網(wǎng)路徑抵達(dá)落地節(jié)點(diǎn)，環(huán)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)過(guò)多時(shí)，勢(shì)必增加環(huán)網(wǎng)路徑，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)；而新型組網(wǎng)地市跨接按照最短路徑原則，業(yè)務(wù)一跳直達(dá)核心落地節(jié)點(diǎn)，降低時(shí)延。

2.4 網(wǎng)絡(luò)靈活性

新型網(wǎng)絡(luò)可使用ROADM和集群等新技術(shù)，業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)交叉容量大，新增波長(zhǎng)可遠(yuǎn)程控制建立波長(zhǎng)穿通，通過(guò)網(wǎng)管完成端到端通道建立，實(shí)現(xiàn)各方向之間業(yè)務(wù)的靈活調(diào)度，快速開通業(yè)務(wù)響應(yīng)客戶需求。

2.5 波道規(guī)劃難度

傳統(tǒng)環(huán)網(wǎng)波道規(guī)劃簡(jiǎn)單。新型組網(wǎng)為網(wǎng)狀網(wǎng)+環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，部分節(jié)點(diǎn)有多個(gè)光方向，波道規(guī)劃需考慮中心調(diào)度環(huán)多個(gè)環(huán)路公用復(fù)用段波長(zhǎng)沖突，同時(shí)電路配置需充分考慮存在同路由、同進(jìn)出局口的互斥復(fù)用段，波道規(guī)劃和波道維護(hù)較困難。

3 結(jié) 論

隨著帶寬需求的迅猛增長(zhǎng)和業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的不斷演進(jìn)，OTN網(wǎng)絡(luò)需進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化和調(diào)整。本文規(guī)劃的新網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)在實(shí)現(xiàn)跨接業(yè)務(wù)時(shí)，可降低時(shí)延，減少投資，減小干線傳輸系統(tǒng)資源消耗，提升傳送效率。ROADM等新技術(shù)的應(yīng)用，可降低單位傳送能力功耗，增大單節(jié)點(diǎn)交叉容量，提高網(wǎng)絡(luò)的整體承載效率和靈活性。