分組增強型OTN設(shè)備對政企專線承載的應(yīng)用*

于 濤

（安徽電信規(guī)劃設(shè)計有限責任公司，安徽 合肥 230031）

0 引言

隨著大客戶專線業(yè)務(wù)的快速發(fā)展，尤其是用于客戶組網(wǎng)型的專線電路，不僅數(shù)量和帶寬快速增長，而且對于電路的傳送品質(zhì)要求進一步提升。為了面對大帶寬、低時延、高品質(zhì)、端到端快速開通的承載需求，本文結(jié)合分組增強型OTN設(shè)備的技術(shù)特點，進行業(yè)務(wù)承載的應(yīng)用分析，以滿足不同需求的組網(wǎng)型專線的承載要求。

1 政企專線的類型

政企專線主要為客戶提供互聯(lián)網(wǎng)訪問和組網(wǎng)型應(yīng)用。根據(jù)功能和承載特性的不同，主要包括互聯(lián)網(wǎng)專線、虛擬專網(wǎng)、數(shù)字電路和云專線等方式。

互聯(lián)網(wǎng)專線：為客戶提供實時在線的互聯(lián)網(wǎng)訪問能力，具有穩(wěn)定的接入帶寬和固定的IP地址，上下行速率對稱。

虛擬專網(wǎng)：通過MPLS VPN技術(shù)[1]，為客戶的專用網(wǎng)絡(luò)提供點到點、點到多點、多點到多點的彈性管道組網(wǎng)能力，結(jié)合客戶需求可同時集成互聯(lián)網(wǎng)訪問功能。

數(shù)字電路：通過時分復(fù)用和MSTP技術(shù)[2]，為客戶的專用網(wǎng)絡(luò)提供點到點或點到多點的剛性管道組網(wǎng)能力，通道專用、物理隔離、快速倒換，可靠性高。

云專線：為客戶提供入云的接入能力，根據(jù)需求的不同，可采用多種技術(shù)方式靈活接入。

2 主要承載方式

互聯(lián)網(wǎng)專線：以PON網(wǎng)絡(luò)或光纖接入為主，城域網(wǎng)進行承載。

虛擬專網(wǎng)：本地網(wǎng)內(nèi)電路通過城域網(wǎng)承載，跨地市電路通過專用IP網(wǎng)絡(luò)承載，業(yè)務(wù)間邏輯隔離，帶寬統(tǒng)計復(fù)用。

數(shù)字電路：一般速率通過SDH/MSTP設(shè)備承載，1000 Mbps以上速率通過WDM/OTN設(shè)備承載，業(yè)務(wù)間物理隔離，帶寬獨享。

云專線：根據(jù)帶寬、隔離度、可靠性等的不同需求，可采用城域網(wǎng)、IP RAN/PTN、WDM/OTN等多種接入方式。

以上政企專線，除互聯(lián)網(wǎng)專線外均為客戶組網(wǎng)型電路，具有較高的承載需求，根據(jù)承載性質(zhì)的不同又可分為彈性管道（分組網(wǎng)絡(luò)、邏輯隔離）和剛性管道（傳輸網(wǎng)絡(luò)、物理隔離）兩種主要承載方式。

3 分組增強型OTN設(shè)備應(yīng)用的必要性

對于客戶剛性管道業(yè)務(wù)的承載，早期主要帶寬速率大都低于10 Mbps帶寬，少量155 Mb/s和622 Mb/s電路，SDH/MSTP網(wǎng)絡(luò)資源能夠滿足承載需求。

隨著專線速率的提升，20 Mbps、50 Mbps、100 Mbps等電路快速增多，SDH/MSTP匯聚和骨干層速率以2.5 Gb/s和10 Gb/s為主，容量有限，難以應(yīng)對大規(guī)模提速和新增電路需求。OTN網(wǎng)絡(luò)交叉調(diào)度的最小顆粒為ODU0，無法對1000 Mbps以下的速率進行調(diào)度/復(fù)用，采用OTN設(shè)備直接透傳1000 Mbps以下速率業(yè)務(wù)會造成帶寬的浪費，不具有成本優(yōu)勢。

基于以上分析可以看出，傳統(tǒng)傳輸設(shè)備承載剛性管道業(yè)務(wù)的難點在于100 Mbps～1000 Mbps區(qū)間的高速率專線。本文重點探討傳輸網(wǎng)絡(luò)對100 Mbps以上高速率剛性管道的承載方案。

4 分組增強型OTN設(shè)備的技術(shù)特點

分組增強型OTN設(shè)備相比傳統(tǒng)OTN，增加了對分組交換和VC交叉功能的支持，使得OTN設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)基于分組、VC、ODU和波長的多類型業(yè)務(wù)統(tǒng)一承載[3]。

其功能原理是在電子框內(nèi)引入VC和分組的功能模塊，通過對業(yè)務(wù)信號的標準化處理輸出能夠進行交叉調(diào)度的數(shù)據(jù)流，從而實現(xiàn)基于VC顆粒的調(diào)度以及基于端口、VLAN和MAC地址的分組交換能力；通過VC和分組信號向ODUk的層間適配橋接功能，將信號封裝映射進標準的ODUk顆粒進行復(fù)用和傳輸。

根據(jù)行標規(guī)范，分組增強型OTN的功能實現(xiàn)包括有板卡式和集中交叉式兩種實現(xiàn)方式，二者的主要差別在于交叉模塊的實現(xiàn)方式和調(diào)度能力，其中板卡式的VC和分組的封裝、映射以及向ODUk的適配全部通過支路板板完成，不影響現(xiàn)有OTN設(shè)備的交叉板和線路板結(jié)構(gòu)；集中式相比板卡式，則是將業(yè)務(wù)向VC和分組的封裝、映射放在支路板實現(xiàn)，VC交叉和分組交換則集中在交叉板中，VC交叉和分組交換向ODUk的適配則通過線路板實現(xiàn)?？梢钥闯觯惺浇徊娴募夹g(shù)方式雖比板卡式較為復(fù)雜，但具有更好的調(diào)度靈活性和網(wǎng)絡(luò)擴展性，目前各主流分組增強型OTN設(shè)備廠家都以集成式交叉作為發(fā)展方向。

OTN設(shè)備的電層引入VC交叉和分組交換，能夠?qū)崿F(xiàn)對不同速率業(yè)務(wù)的綜合接入和靈活調(diào)度；光層結(jié)合ROADM技術(shù)[4]，能夠進一步提升網(wǎng)絡(luò)的路由靈活性和抗風(fēng)險能力。通過光、電層的協(xié)同部署，能夠?qū)Σ煌腟LA（服務(wù)等級協(xié)議）需求求提供差異化的承載和保護策略。

5 分組增強型OTN網(wǎng)絡(luò)部署策略

采用分組增強型OTN設(shè)備建設(shè)的政企OTN網(wǎng)絡(luò)主要包括骨干、匯聚和接入三個層級，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)示意如圖1所示。

5.1 骨干層

采用分組增強型OTN設(shè)備部署省級調(diào)度設(shè)備，通過省干WDM/OTN網(wǎng)絡(luò)透傳支持ODU/分組/VC功能的灰光接口對接地市對接設(shè)備，實現(xiàn)全省業(yè)務(wù)的統(tǒng)一調(diào)度，對接速率結(jié)合需求可選用OTU2或OTU4接口[5]。省級調(diào)度設(shè)備不直接接入業(yè)務(wù)，業(yè)務(wù)接入均由本地設(shè)備完成。

圖1 分組增強型OTN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

對于省際專線的骨干網(wǎng)部署，也可將骨干節(jié)點直接延伸至高業(yè)務(wù)量地市，扁平網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，減少業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)接。

5.2 匯聚層

本地匯聚層政企OTN網(wǎng)絡(luò)包括對接設(shè)備和匯聚設(shè)備。

對接設(shè)備采用集成式分組增強型OTN設(shè)備部署，設(shè)置在本地網(wǎng)的兩個核心機樓，兼做匯聚設(shè)備使用，用于本地網(wǎng)內(nèi)業(yè)務(wù)的統(tǒng)一調(diào)度。上行采用支持ODU/分組/VC功能的灰光接口對接省級調(diào)度設(shè)備。下行配置支持ODU/分組/VC功能的混合10 Gb/s 或100 Gb/s彩光線路板，用于向各匯聚節(jié)點分別開通100 Gb/s波道承載業(yè)務(wù)；配置支持ODU/分組/VC功能的灰光接口板，用于下掛接入型OTN或CPE設(shè)備；在云資源池所在的局站設(shè)置時，下行按需配置10 GE或100 GE端口與云資源池對接；有SDH網(wǎng)絡(luò)對接需求時，按需配置SDH板卡，對接端口需分攤在不同的板卡上，對接速率建議STM-16或STM-64。

匯聚設(shè)備采用集成式分組增強型OTN設(shè)備部署，覆蓋政企客戶集中區(qū)域以及云計算/IDC等重要局站。上行配置支持ODU/分組/VC功能的混合10 Gb/s 或100 Gb/s彩光波道開往本地對接設(shè)備。下行配置支持ODU/分組/VC功能的灰光接口板，用于下掛接入型OTN或CPE設(shè)備；在云資源池所在的局站設(shè)置時，下行按需配置10 GE或100 GE端口與云資源池對接；有SDH網(wǎng)絡(luò)對接需求時，按需配置SDH板卡，對接端口需分攤在不同的板卡上，對接速率建議STM-16或STM-64。

5.3 接入層

接入層采用大容量接入型OTN設(shè)備部署，覆蓋城區(qū)一般政企客戶集中區(qū)域和重要鄉(xiāng)鎮(zhèn)，上下行均采用支持ODU/分組/VC功能的灰光接口上連匯聚設(shè)備和接入客戶端CPE使用。接入型OTN設(shè)備即可用于擴大網(wǎng)絡(luò)覆蓋，也可用于政企業(yè)務(wù)量大的局端匯聚設(shè)備端口擴展，降低專線接入成本。

6 分組增強型OTN業(yè)務(wù)承載策略

高價值客戶的大帶寬專線具有較高的品質(zhì)要求，物理隔離、高可靠性、低時延、端到端性能監(jiān)測管理等，因此業(yè)務(wù)承載需要從以下方面考慮：

物理隔離方面，分組增強型OTN能夠提供基于VC和ODUk的時隙切片保障業(yè)務(wù)的可靠隔離；分組交換功能對于GE以下速率的較高帶寬電路需求相比VC的大量級聯(lián)配置，能夠提供靈活的配置和升級能力，業(yè)務(wù)獨占ODU0通道，同樣可以滿足業(yè)務(wù)物理隔離的需求。

可靠性方面，分組增強型OTN設(shè)備電層具有多種可靠保護機制，結(jié)合光層Mesh化組網(wǎng)+WSON控制平面的部署，能夠提供高可靠的保護和恢復(fù)能力。

低時延方面，主要從業(yè)務(wù)傳送距離、網(wǎng)間轉(zhuǎn)接、光電再生等方面進行優(yōu)化，縮短業(yè)務(wù)傳輸距離、減少電路落地轉(zhuǎn)接、光層直達來降低業(yè)務(wù)傳送時延。

端到端管理方面，通過集中的控制平面，實現(xiàn)業(yè)務(wù)快速部署，網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一運維，資源、業(yè)務(wù)和時延可視，在提升業(yè)務(wù)發(fā)放效率的同時，還能夠提供面向客戶的電路性能展示和帶寬自助調(diào)整服務(wù)，增強客戶體驗。

6.1 網(wǎng)絡(luò)組織

根據(jù)組網(wǎng)型專線源宿端的地理位置分布，可分為省際專線、省內(nèi)跨域?qū)＞€和本地專線三種類型。

（1）本地專線：電路的源宿兩端均在同一本地網(wǎng)內(nèi)；

（2）省內(nèi)跨域?qū)＞€：電路的源宿兩端位于同一省份的不同地市之間；

（3）省際專線：電路的源宿兩端分別位于不同省份。

6.1.1 本地專線

本地網(wǎng)內(nèi)可采用同一廠家分組增強型OTN設(shè)備進行匯聚層建設(shè)，端到端管理、快速開通，網(wǎng)絡(luò)覆蓋市區(qū)和縣城；對于城域一般政企業(yè)務(wù)量區(qū)域和重點鄉(xiāng)鎮(zhèn)，可采用接入型OTN延伸，降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)投資和機房空間、電源、空調(diào)等環(huán)境壓力。網(wǎng)絡(luò)能夠滿足本地網(wǎng)內(nèi)市、縣、鄉(xiāng)各級承載需求。

本地專線的承載方式有兩種，對于帶寬大、要求高的重要電路可采用方式一，客戶端CPE直接上聯(lián)匯聚設(shè)備，提升業(yè)務(wù)承載品質(zhì)；其他電路采用方式二接入，通過接入型OTN匯聚后接入?yún)R聚設(shè)備，降低專線接入成本。

6.1.2 省內(nèi)跨域?qū)＞€

省內(nèi)專線的組網(wǎng)，與本地專線的差異主要在于增加了省干WDM/OTN透傳和省級政企OTN調(diào)度設(shè)備。由于業(yè)務(wù)的源宿端均落在本地網(wǎng)內(nèi)，因此業(yè)務(wù)的匯聚/打散功能在本地政企OTN網(wǎng)絡(luò)處理即可，省干WDM/OTN僅需提供OTUk透傳通道。省級政企OTN調(diào)度設(shè)備主要用于對地市對接設(shè)備上行通道中的子速率業(yè)務(wù)進行打散、匯聚、調(diào)度，不直接進行業(yè)務(wù)接入。

6.1.3 省際專線

省際專線的組網(wǎng)包括兩種方式，一種是骨干網(wǎng)直接下沉至高業(yè)務(wù)量地市，業(yè)務(wù)節(jié)點間波道直達，端到端管理快速開通；另一種是省際政企OTN未覆蓋的地市，則通過省內(nèi)政企OTN網(wǎng)絡(luò)進行轉(zhuǎn)接。

6.2 承載方式

相比傳統(tǒng)OTN設(shè)備，分組增強型OTN設(shè)備引入了VC交叉和分組交換的功能，提供對2 M～1000 M的子速率業(yè)務(wù)調(diào)度和承載能力。對于GE及以上速率的業(yè)務(wù)采用ODUk或ODUflex進行承載，匹配相應(yīng)帶寬速率，達到波長級速率的業(yè)務(wù)直接采用波長傳送。

VC承載：分組增強型OTN設(shè)備支持VC12/VC3低階交叉和VC4高街交叉，能夠?qū)Ω魉俾蕵I(yè)務(wù)通過VC級聯(lián)的方式進行剛性管道傳送，同一ODUk通道內(nèi)的各條VC電路間物理隔離，安全性高，適宜于100 Mbps以下低速率以太接口電路與STM-1電路。對于以太接口電路，客戶端CPE通過QoS進行端口限速，中間段采用VC級聯(lián)提供剛性管道透傳。業(yè)務(wù)保護客戶端CPE至局端匯聚設(shè)備采用SDH SNCP保護，局端設(shè)備間分段配置1+1 MSP保護。

分組承載：分組交換支持以太網(wǎng)和MPLS-TP兩種方式，以太網(wǎng)方式通過VLAN、MPLS-TP通過PW/LSP方式進行業(yè)務(wù)承載，QoS進行端口限速。同一ODU0內(nèi)的各條分組業(yè)務(wù)間邏輯隔離，QoS設(shè)置業(yè)務(wù)優(yōu)先級，帶寬使用效率高。適宜于100 Mbps～500 Mbps區(qū)間的以太接口電路。業(yè)務(wù)保護客戶端CPE至局端匯聚設(shè)備采用分組 SNCP保護，包括以太和MPLS-TP兩種方式，局端設(shè)備間分段配置分組 SNCP保護。

OTN承載：對于GE及以上速率的標準電路采用ODUk承載，非標速率通過ODUflex承載，達到波長級速率的10 GE或100 GE電路直接通過光通道承載。業(yè)務(wù)保護方面，對于OTN電子架內(nèi)的子速率業(yè)務(wù)可分段配置ODUk SNCP保護，光通道業(yè)務(wù)可通過重路由恢復(fù)、波長1+1保護等多種方式提升業(yè)務(wù)安全性。

7 政企OTN網(wǎng)絡(luò)對SDH業(yè)務(wù)的承接

隨著剛性管道電路數(shù)量的增多和帶寬的提升，現(xiàn)有SDH網(wǎng)絡(luò)資源，尤其是匯聚層及以上網(wǎng)絡(luò)的通路資源日益緊張。

分組增強型OTN設(shè)備VC交叉功能，支持VC12/VC3/VC4級別的高低階交叉能，能夠通過STM-N端口對接SDH網(wǎng)絡(luò)，進行業(yè)務(wù)的分流和疏導(dǎo)，緩解SDH網(wǎng)絡(luò)通路資源緊張的問題，逐步替代匯聚層及以上層級SDH設(shè)備，典型應(yīng)用有以下三種方式。

（1）本地專線：通過分組增強型OTN網(wǎng)絡(luò)對接本地SDH網(wǎng)絡(luò)，分流核心/匯聚層SDH網(wǎng)絡(luò)流量；

（2）省內(nèi)跨域?qū)＞€：通過分組增強型OTN網(wǎng)絡(luò)對接本地SDH網(wǎng)絡(luò)，分流省干和本地核心/匯聚層SDH網(wǎng)絡(luò)流量；

（3）省際專線：通過分組增強型OTN網(wǎng)絡(luò)對接長長中繼和本地SDH網(wǎng)絡(luò)，分流省干和本地核心/匯聚層SDH網(wǎng)絡(luò)流量。

分組增強型OTN網(wǎng)絡(luò)對SDH業(yè)務(wù)的承載如圖2所示。

圖2 分組增強型OTN網(wǎng)絡(luò)SDH業(yè)務(wù)承載示意

省干SDH通路優(yōu)化：骨干層面通過省級政企OTN設(shè)備的STM-N端口對接省際SDH網(wǎng)絡(luò)或省內(nèi)長長中繼SDH系統(tǒng)，本地網(wǎng)內(nèi)匯聚層SDH設(shè)備對接本地匯聚層政企OTN設(shè)備，可將原省干SDH承載的業(yè)務(wù)分流至政企OTN網(wǎng)絡(luò)承載，省級政企OTN設(shè)備至本地政企OTN對接設(shè)備間僅進行高階交叉，業(yè)務(wù)的匯聚和打散由本地政企OTN設(shè)備實現(xiàn)，逐步替代省干SDH網(wǎng)絡(luò)。

本地SDH通路優(yōu)化：本地網(wǎng)匯聚層/接入層SDH設(shè)備對接政企OTN匯聚設(shè)備，可將原本地匯聚層SDH承載的業(yè)務(wù)分流至政企OTN網(wǎng)絡(luò)承載，匯聚層政企OTN設(shè)備按需啟用低階交叉功能，對業(yè)務(wù)進行匯聚和打散，緩解本地網(wǎng)匯聚層SDH網(wǎng)絡(luò)資源壓力，逐步替代本地核心/匯聚層SDH網(wǎng)絡(luò)。

8 結(jié)語

分組增強型OTN設(shè)備具備了光層WDM技術(shù)的海量帶寬和電層OTN技術(shù)的ODU、分組和VC子速率處理能力，結(jié)合完善的OAM管理，能夠提供從2 Mbps到波長級速率業(yè)務(wù)的綜合傳送能力。作為各類網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)載體，分組增強型OTN網(wǎng)絡(luò)具有廣泛的應(yīng)用范圍，兼顧與SDH/MSTP網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同演進，以實現(xiàn)傳輸網(wǎng)綜合承載、平滑演進、提質(zhì)增效的目的。