基于不同場(chǎng)景的縣鄉(xiāng)OTN網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容方案研究

范璐璐，付亞偉（.中國(guó)聯(lián)通云南省分公司，云南昆明 65005；.云南省通信產(chǎn)業(yè)服務(wù)有限公司咨詢?cè)O(shè)計(jì)分公司，云南昆明 65005）

0 引言

OTN 是以波分復(fù)用技術(shù)為基礎(chǔ)、在光層組織網(wǎng)絡(luò)的傳送網(wǎng)，代表了下一代傳送網(wǎng)的發(fā)展方向。它具有以下五大優(yōu)勢(shì)：一是支持客戶層信號(hào)的透明傳輸；二是交叉能力上的擴(kuò)展性，可隨線路速率的增加而增加任意級(jí)別的交換速率，實(shí)現(xiàn)更大容量無(wú)阻塞的交叉連接；三是具有多級(jí)串聯(lián)連接監(jiān)視（TCM）功能；四是支持頻率同步、時(shí)間同步信息的傳遞；五是分組處理能力，同時(shí)實(shí)現(xiàn)大容量傳送和分組業(yè)務(wù)處理［1］。

1 縣鄉(xiāng)層OTN網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展

目前，國(guó)內(nèi)外的傳送設(shè)備制造商都至少具有光層交叉OTN 設(shè)備、電層交叉OTN 設(shè)備的一種，大部分國(guó)內(nèi)廠商同時(shí)具備光、電和光電混合交叉的OTN設(shè)備［2］。為了適應(yīng)縣鄉(xiāng)層面的傳輸承載需求，各主流通信設(shè)備廠家都在發(fā)展緊湊型OTN 設(shè)備，如華為公司OSN1800系列設(shè)備，中興公司ZXMP M721設(shè)備。這類設(shè)備體積小、集成度高，可以安裝在原有機(jī)房的綜合柜中［3］，同時(shí)功耗低，對(duì)電源要求不高，單機(jī)滿配在300～400 W，具有40×10G 超大系統(tǒng)容量，滿足縣鄉(xiāng)區(qū)域的寬帶、專線、移動(dòng)承載需求。

通信運(yùn)營(yíng)商在多個(gè)省份的本地網(wǎng)縣鄉(xiāng)層面已大量部署了OTN 網(wǎng)絡(luò)，各業(yè)務(wù)大都采用GE 電路進(jìn)行承載，不但節(jié)省了中繼光纜資源，還提供了靈活調(diào)度、性能檢測(cè)和光波道保護(hù)等能力，提升了傳輸網(wǎng)和IP 網(wǎng)的運(yùn)行效率和安全性。

2 縣鄉(xiāng)層OTN網(wǎng)絡(luò)存在的問(wèn)題

隨著“百兆寬帶”網(wǎng)絡(luò)的普及，“寬帶業(yè)務(wù)端到端速率保障”及4K 高清視頻業(yè)務(wù)的快速發(fā)展，大大提高了接入網(wǎng)的容量需求，將引起2～3倍的流量增加，同時(shí)高帶寬政企專線業(yè)務(wù)的需求也在不斷增加。接入網(wǎng)、城域數(shù)據(jù)網(wǎng)、IPRAN 及政企專線這四大類業(yè)務(wù)，將會(huì)對(duì)本地網(wǎng)縣鄉(xiāng)OTN 系統(tǒng)帶來(lái)巨大的壓力，目前現(xiàn)有OTN 網(wǎng)絡(luò)開(kāi)通的GE 電路已無(wú)法滿足大帶寬需求。隨著移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)向5G 技術(shù)的邁進(jìn)，其增強(qiáng)移動(dòng)寬帶（eMBB）業(yè)務(wù)，對(duì)承載網(wǎng)提出了10 倍以上的帶寬需求［4］。因此，需要考慮對(duì)縣鄉(xiāng)層面的OTN 設(shè)備進(jìn)行擴(kuò)容，在滿足目前帶寬需求的同時(shí)為進(jìn)一步承載5G網(wǎng)絡(luò)奠定基礎(chǔ)。

3 縣鄉(xiāng)層OTN網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)模式

OTN 在網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要有鏈、環(huán)、MESH 3種［5］。

a）鏈型結(jié)構(gòu)：網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)線路條件要求較低，但無(wú)法實(shí)施保護(hù)，不能完全發(fā)揮OTN 的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

b）環(huán)型結(jié)構(gòu)：環(huán)型結(jié)構(gòu)主要有兩大優(yōu)點(diǎn)，一是OTN 提供了類似于SDH 的環(huán)網(wǎng)保護(hù)機(jī)制，以及類似于SDH 的復(fù)用映射機(jī)制，可以借用SDH 豐富的組網(wǎng)經(jīng)驗(yàn)，便于網(wǎng)絡(luò)的前期規(guī)劃及后期維護(hù)，二是在環(huán)型結(jié)構(gòu)條件下，OTN 技術(shù)提供了多樣的保護(hù)方式，網(wǎng)絡(luò)的安全性能得到保障。

c）MESH結(jié)構(gòu)：其業(yè)務(wù)調(diào)度比較靈活，能根據(jù)業(yè)務(wù)的流量流向設(shè)置直達(dá)電路，網(wǎng)絡(luò)安全性高。

目前本地網(wǎng)縣鄉(xiāng)層面的波分/OTN 系統(tǒng)基本采用環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，部分節(jié)點(diǎn)采用鏈+環(huán)網(wǎng)的組網(wǎng)方式。

4 縣鄉(xiāng)層OTN網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)需求

隨著寬帶提速和大帶寬移動(dòng)業(yè)務(wù)的推進(jìn)，縣鄉(xiāng)波分環(huán)路上將同時(shí)存在GE、10GE的業(yè)務(wù)需求，主要業(yè)務(wù)需求如下。

IP 數(shù)據(jù)電路：其需求為GE、10GE 電路，電路指向?yàn)猷l(xiāng)鎮(zhèn)L2、OLT 至區(qū)縣匯聚節(jié)點(diǎn)；IP 網(wǎng)絡(luò)自行保護(hù)業(yè)務(wù)，OTN 傳輸網(wǎng)不提供電路保護(hù)，根據(jù)IP 網(wǎng)負(fù)荷分擔(dān)的組網(wǎng)模式將電路配置在2 個(gè)路徑上；IP 業(yè)務(wù)是OTN網(wǎng)絡(luò)最主要的業(yè)務(wù)需求來(lái)源，縣鄉(xiāng)層面網(wǎng)絡(luò)60%以上具備10GE 承載能力。隨著數(shù)據(jù)網(wǎng)結(jié)構(gòu)調(diào)整，將逐步取消L2 匯聚交換機(jī)，OLT 上行10GE 鏈路將直連區(qū)縣匯聚節(jié)點(diǎn)MSE，OTN網(wǎng)絡(luò)的10GE電路擴(kuò)容需求較大。

IPRAN 組網(wǎng)電路：隨著IPRAN 的部署，長(zhǎng)距離AB 設(shè)備上行電路需要OTN 系統(tǒng)承載，電路形式為GE、10GE；IPRAN 組網(wǎng)有自行保護(hù)業(yè)務(wù)，因此OTN 傳輸網(wǎng)不考慮提供電路保護(hù)。

政企電路：隨著政企行業(yè)專線業(yè)務(wù)帶寬需求不斷提升，現(xiàn)有SDH/MSTP網(wǎng)絡(luò)已不能滿足其IP化、海量化帶寬的傳輸需求，針對(duì)500M 以上的政企業(yè)務(wù)需求，考慮直接采用OTN 進(jìn)行承載。縣鄉(xiāng)OTN 環(huán)業(yè)務(wù)需求如圖1所示。

圖1 縣鄉(xiāng)OTN環(huán)業(yè)務(wù)需求圖

5 縣鄉(xiāng)層OTN網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)容策略

可根據(jù)用戶及流量規(guī)模確定擴(kuò)容場(chǎng)景，同時(shí)靈活運(yùn)用雙發(fā)優(yōu)收支線路合一的OTU 板卡，滿足帶寬擴(kuò)容的同時(shí)提升業(yè)務(wù)承載的安全性。

a）寬帶：鄉(xiāng)鎮(zhèn)OLT 仍以L2 匯聚后上行至MSE 的一級(jí)級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)為主。對(duì)匯聚后L2節(jié)點(diǎn)用戶數(shù)大于600戶的波分系統(tǒng)提供1 條10GE 電路，大于1 500 戶的波分系統(tǒng)提供2 條10GE；若鄉(xiāng)鎮(zhèn)OLT 設(shè)備中存在單臺(tái)OLT 上行峰值流量超過(guò)1.2G 的，可改造為OLT 直接上聯(lián)MSE 結(jié)構(gòu)，波分系統(tǒng)可為此OLT 提供1 條10GE 電路，若單臺(tái)流量超過(guò)4G 的，波分系統(tǒng)為此OLT 提供2條10GE電路。

b）IPRAN：目前IPRAN 網(wǎng)絡(luò)用波分承載以GE 上行帶寬為主，在同一鄉(xiāng)鎮(zhèn)節(jié)點(diǎn)下掛4G 基站數(shù)超過(guò)30個(gè)，或現(xiàn)有利用率超40%，或存在超累計(jì)帶寬超500M政企IPRAN 專線需求的，可采用10G 帶寬上行承載，進(jìn)行相應(yīng)波分系統(tǒng)10G電路擴(kuò)容。

c）政企專線：存在單條政企專線超500M 的大顆粒電路，可以通過(guò)波分系統(tǒng)承載?？h鄉(xiāng)OTN 擴(kuò)容電路表如表1所示。

表1 縣鄉(xiāng)OTN擴(kuò)容電路表

6 縣鄉(xiāng)層OTN網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)容場(chǎng)景與解決方案

6.1 環(huán)網(wǎng)組網(wǎng)擴(kuò)容場(chǎng)景與解決方案

環(huán)網(wǎng)組網(wǎng)擴(kuò)容網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D如圖2所示。

6.1.1 擴(kuò)容10G電路（不帶保護(hù)）

環(huán)網(wǎng)組網(wǎng)擴(kuò)容波道圖（不帶保護(hù)）如圖3所示。

6.1.2 擴(kuò)容10G電路（帶保護(hù)）

環(huán)網(wǎng)組網(wǎng)擴(kuò)容波道圖（帶保護(hù)）如圖4所示。

擴(kuò)容解決方案按廠家型號(hào)和業(yè)務(wù)需求不同進(jìn)行的細(xì)分，具體板件擴(kuò)容方案如表2所示。

圖2 環(huán)網(wǎng)組網(wǎng)擴(kuò)容網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

圖3 環(huán)網(wǎng)組網(wǎng)擴(kuò)容波道圖（不帶保護(hù)）

圖4 環(huán)網(wǎng)組網(wǎng)擴(kuò)容波道圖（帶保護(hù)）

6.2 鏈+環(huán)網(wǎng)組網(wǎng)擴(kuò)容場(chǎng)景與解決方案

鏈+環(huán)網(wǎng)組網(wǎng)擴(kuò)容網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D如圖5所示。

a）當(dāng)支鏈節(jié)點(diǎn)流量小于1.2G時(shí)，電路需要在上聯(lián)節(jié)點(diǎn)通過(guò)L2 進(jìn)行業(yè)務(wù)匯聚，再根據(jù)匯聚節(jié)點(diǎn)的L2 流量擴(kuò)容10G 電路至縣局MSE，波道圖擴(kuò)容示意如圖6所示。

b）當(dāng)支鏈節(jié)點(diǎn)流量大于1.2G 時(shí)，擴(kuò)容1×10GE 在上聯(lián)節(jié)點(diǎn)，直連至縣局MSE。波道圖擴(kuò)容示意如圖7所示。

擴(kuò)容方案按廠家型號(hào)和業(yè)務(wù)需求不同進(jìn)行細(xì)分，具體板件擴(kuò)容方案如表3所示。

表2 環(huán)網(wǎng)組網(wǎng)擴(kuò)容方案表

圖5 鏈+環(huán)網(wǎng)組網(wǎng)擴(kuò)容網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

圖6 鏈+環(huán)網(wǎng)組網(wǎng)擴(kuò)容波道圖（支鏈節(jié)點(diǎn)流量＜1.2G）

7 結(jié)束語(yǔ)

圖7 鏈+環(huán)網(wǎng)組網(wǎng)擴(kuò)容波道圖（支鏈節(jié)點(diǎn)流量＞1.2G）

OTN 技術(shù)集大帶寬、完善的保護(hù)機(jī)制、豐富的OAM 和靈活的業(yè)務(wù)匯聚與調(diào)度能力等優(yōu)勢(shì)于一體［6］，隨著縣鄉(xiāng)層面業(yè)務(wù)需求的驅(qū)動(dòng)，目前縣鄉(xiāng)OTN 網(wǎng)絡(luò)已有的GE 電路已不能滿足需求，需要進(jìn)行鄉(xiāng)鎮(zhèn)波分設(shè)備擴(kuò)容。本文通過(guò)對(duì)組網(wǎng)模式和業(yè)務(wù)需求的分析，得出不同的擴(kuò)容策略；并基于不同的擴(kuò)容場(chǎng)景，結(jié)合主流廠家的常見(jiàn)設(shè)備，對(duì)縣鄉(xiāng)層面的OTN 承載網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容方式提出了建設(shè)性的建議。相信隨著對(duì)OTN 不同擴(kuò)容場(chǎng)景在理論上的探索和實(shí)踐上的創(chuàng)新，未來(lái)OTN 技術(shù)在縣鄉(xiāng)層面將得到更為廣泛和深入的應(yīng)用，最終實(shí)現(xiàn)高速、智能、安全的縣鄉(xiāng)層面本地傳送網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建。

表3 鏈+環(huán)網(wǎng)組網(wǎng)擴(kuò)容方案表