100GOTN技術(shù)在主干網(wǎng)中組網(wǎng)方案的設(shè)計(jì)探究

馬靜靜 孟超 張明棟

摘要：光傳輸網(wǎng)（OTN）以其傳輸寬帶大顆粒業(yè)務(wù)、海量的傳輸容量、全部透明的端到端波長/子波長傳輸，成為當(dāng)前傳輸網(wǎng)研究和應(yīng)用的熱點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：100G OTN技術(shù);主干網(wǎng)中組網(wǎng)方案

隨著移動互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等各類新業(yè)務(wù)的蓬勃發(fā)展，基于IP的數(shù)據(jù)流量呈現(xiàn)持續(xù)快速增長態(tài)勢，預(yù)測未來十年乃至更長時(shí)間內(nèi)，數(shù)據(jù)流量仍將保持30%以上的年平均增長率，而且，其業(yè)務(wù)流向、類型更加復(fù)雜多樣，業(yè)務(wù)重要程度、業(yè)務(wù)價(jià)值日益重要。這就要求傳送網(wǎng)在能夠提供海量帶寬的同時(shí)，還要加強(qiáng)安全保障，更需兼?zhèn)潇`活與智能，因此，100G OTN技術(shù)成為了當(dāng)前傳送網(wǎng)特別是骨干傳送網(wǎng)的最佳選擇。

一、技術(shù)現(xiàn)狀及優(yōu)勢

OTN（光傳送網(wǎng)）技術(shù)兼有傳統(tǒng)SDH和WDM的優(yōu)勢，OTN在光層采用WDM技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)大顆粒的傳送;OTN在電層使用異步的映射和復(fù)用，支持ODUk（k=0，1，2，3，4，f lex）的交叉連接顆粒。相對于SDH的VC-12/VC-4的調(diào)度顆粒，OTN復(fù)用、交叉和配置的顆粒明顯要大很多，能夠顯著提升高帶寬數(shù)據(jù)客戶業(yè)務(wù)的適配能力和傳送效率。目前，商用化OTN設(shè)備支持的最大電交叉容量已可達(dá)12.8T或14.4T，完全可滿足當(dāng)前干線傳送網(wǎng)絡(luò)容量要求。相對于其他傳送網(wǎng)技術(shù)，當(dāng)前100G OTN顯現(xiàn)出如下如下優(yōu)勢：一是IEEE，ITU-T，OIF等標(biāo)準(zhǔn)組織幾乎同步推進(jìn)并發(fā)布100G相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)備廠商也采用了統(tǒng)一的光調(diào)制解調(diào)方案，從而促進(jìn)了100G OTN產(chǎn)業(yè)鏈的成熟和規(guī)模部署。二是從網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和后期運(yùn)維的綜合成本看，100G OTN解決方案顯現(xiàn)出對于10G/40G方案明顯的價(jià)格優(yōu)勢。

二、100G OTN技術(shù)在主干網(wǎng)中組網(wǎng)方案的設(shè)計(jì)

（一）設(shè)備配置。在設(shè)備配置方面考慮到要使系統(tǒng)有很高的安全性、維護(hù)便利、投資低、設(shè)備的利用率高，要將光纜各種余量及ODF連接器損耗等因素綜合考慮。其中，每光放段光纜衰減富余度取3～5dB、中間光跳站取值1dB/站、ODF連接器衰耗取0.5dB/個(gè)。每光放段光纜衰減富余度的參數(shù)選取原則為：光放段長度小于或等于75公里，衰減富余度取3dB;光放段長度在75公里到125公里之間，光纜衰減富余度按光放段長度乘以0.04dB/km計(jì)取;光放段長度大于或等于125公里，衰減富余度取5dB。極化模色散（PMD）平均值G.652光纖暫按0.2ps/km考慮，10G波分色度色散系數(shù)G.652光纖按18ps/nm/km計(jì)算。新增OTN系統(tǒng)為80波，每端OTN設(shè)備都配置c波段梳狀濾波器單元。業(yè)務(wù)波道從波道順序配置，維護(hù)波道的配置可從波道順序配置，TMUX波道使用靠近維護(hù)波道的區(qū)域。OTN設(shè)備的合波器、分波器容量配置均按80波，并且合波器使用先進(jìn)的自動可調(diào)光衰減合波板，在安裝線路放大框時(shí)要按照線路方向分機(jī)架進(jìn)行。線路板的客戶側(cè)接口需成端在OTN設(shè)備側(cè)ODF架上。為了方便OTN系統(tǒng)的維護(hù)和故障定位的精確性，在各光分插復(fù)用站配置波長監(jiān)控單元和光監(jiān)控信道單元，用于監(jiān)測中心波長、信道光功率、光信噪比等各通道的光參數(shù)。每個(gè)OADM站都要求配置l塊光譜分析板。配置光譜分析單元上要求：以接收方向的順序依次進(jìn)行配置，同時(shí)盡量減少單盤品種和類型，以保障全網(wǎng)的一致性。

（二）系統(tǒng)混傳方式。由于當(dāng)前各運(yùn)營商傳送網(wǎng)絡(luò)中存在大量40G平臺，為保護(hù)投資，100G OTN與40G混傳模式將在未來一段時(shí)間內(nèi)長期存在?；靷鲌鼍爸饕幸韵聝煞N：第一，相干10 0G（PM-QP SK）和非相干10G/40G既有系統(tǒng)混傳。除個(gè)別情況外，現(xiàn)有10G/40G系統(tǒng)均采用線路的DCM模塊，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的色度色散補(bǔ)償。實(shí)驗(yàn)室測試表明，DCM模塊對相干的100G系統(tǒng)額外的OSNR上的代價(jià)很?。ú桓哂?.5dB），影響較小。只需系統(tǒng)OSNR參數(shù)能同時(shí)滿足100G和10G/40G的設(shè)計(jì)要求，即可實(shí)現(xiàn)兼容混傳。然而由于10G波分均采用OOK的調(diào)制方式，對采用PM-QPSK編碼調(diào)制的100G系統(tǒng)混傳代價(jià)相對較大，10G和100G混傳時(shí)需要設(shè)置一定數(shù)量的隔離波道。第二，相干100G和相干40G系統(tǒng)的混傳。對于40G相干系統(tǒng)，目前業(yè)界有兩種主流編碼技術(shù)，一種采用2相位調(diào)制PDM-B/SK，碼速率為21.5Gb/s，入纖功率和100G相干接近，是最容易平滑混傳的解決方案;另一種40G相干采用4相位調(diào)制PM-QPSK，碼速率為11.25Gb/s，抗非線性較弱，入纖功率較低，和100G相干混傳代價(jià)較大，在此場景下混傳時(shí)需慎重選擇，應(yīng)用時(shí)同樣也需要設(shè)置一定數(shù)量的隔離波道?？傊乾F(xiàn)有40G系統(tǒng)利用率不高并且采用2相位調(diào)制相干方案，可選擇混傳方案組網(wǎng);其他情況下，為了保證傳輸系統(tǒng)性能，同時(shí)節(jié)約系統(tǒng)綜合成本，建議最好不采用多速率混傳方案。

三、未來業(yè)務(wù)需求分析及預(yù)測

在未來，超100G OTN 研究技術(shù)將會隨著互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的迅速加快，依托于云服務(wù)、家用寬帶和無線回傳等服務(wù)，實(shí)現(xiàn)爆炸式的增長，引發(fā)運(yùn)營商新一輪的投資，在當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)主流業(yè)務(wù)不斷進(jìn)發(fā)和發(fā)展的過程中，未來的網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢將會實(shí)現(xiàn)虛擬化的光網(wǎng)絡(luò)寬帶進(jìn)化，在充分體現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)價(jià)值，體現(xiàn)運(yùn)營商設(shè)計(jì)和傳送基礎(chǔ)的過程中，網(wǎng)絡(luò)流量不再中斷動態(tài)的帶寬分配和配置將會更為靈活。使用超100G OTN 技術(shù)將會實(shí)現(xiàn)大范圍內(nèi)商用部署的交換，在配置和靈活端口接口的過程中，以太網(wǎng)的連接可以達(dá)到協(xié)議的精準(zhǔn)對接，為萬物互聯(lián)的5G 網(wǎng)絡(luò)時(shí)代提供了可能，從而有效的降低經(jīng)濟(jì)成本，人們希望能夠在更大范圍之內(nèi)，通過商業(yè)部署加強(qiáng)對于100G 及OTN 交換方法的嘗試，從而換來更高的網(wǎng)絡(luò)連接速率。

在現(xiàn)階段，傳送技術(shù)正處在向新一代演進(jìn)的重要階段，隨著IP業(yè)務(wù)的飛速發(fā)展，100G OTN技術(shù)展現(xiàn)出了極大的技術(shù)、成本優(yōu)勢，標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)備也基本成熟，100G OTN技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展已經(jīng)成為滿足業(yè)務(wù)需求的最佳選擇。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳騁. 100G OTN 技術(shù)在干線傳輸網(wǎng)中的應(yīng)用與研究[D]. 浙江工業(yè)大學(xué)，2018.

[2]袁夕征， 李倩， 熊臣， 劉光.100G OTN 技術(shù)分析及應(yīng)用策略研究[J]. 數(shù)字通信世界，2018（10）：15-18.