政企OTN網(wǎng)絡架構(gòu)及應用

袁良波

（安徽電信規(guī)劃設計有限責任公司網(wǎng)絡院，安徽 合肥 230031）

0 引 言

政企專線主要分為互聯(lián)網(wǎng)專線、組網(wǎng)型專線?；ヂ?lián)網(wǎng)專線通過無源光纖網(wǎng)絡（Passive Optical Network，PON）和城域網(wǎng)承載，部分通過裸纖承載。組網(wǎng)型專線包括城域網(wǎng)承載的MPLS-VPN專線和通過傳輸網(wǎng)絡（SDH/MSTP、STN/IP RAN、政企OTN）承載的傳輸專線，本文主要對傳輸專線進行分析。隨著各行業(yè)專線業(yè)務不斷發(fā)展，對網(wǎng)絡要求越來越高[1]。同步數(shù)字體系（Synchronous Digital Hierarchy，SDH）網(wǎng)絡已無法滿足人們對網(wǎng)絡品質(zhì)和特性的要求，需逐步替代為政企光傳送網(wǎng)（Optical Transport Network，OTN）。

1 政企OTN技術介紹

1.1 政企OTN技術特點

政企OTN具有光通路數(shù)據(jù)單元（Optical channel Data Unit，ODUk）交叉、分組交換、虛容器（Virtual Container，VC）交叉以及光通路（Optical Channel，OCh）交叉等處理能力，能夠?qū)崿F(xiàn)對各類業(yè)務的靈活傳送。與傳統(tǒng)OTN相比，政企OTN增加了對分組交換和VC交叉功能的支持，可實現(xiàn)對時分復用（Testing Data Management，TDM）和分組等業(yè)務的統(tǒng)一傳送[2]。業(yè)務調(diào)度可以根據(jù)不同需求采用不同的處理流程：波長級別業(yè)務可以通過OCh交叉直接調(diào)度；0DUk業(yè)務直接通過ODUk交叉調(diào)度；VC業(yè)務首先將VC通道映射復用到STM-N幀，再映射復用到ODUk通道。

IP接口業(yè)務（MPLS-TP和以太網(wǎng)）一般有EoO、EoS兩種承載方式。EoO（Ethernet over OTN）先完成分組業(yè)務處理，包括服務質(zhì)量（Quality of Service，QoS）評價、操作維護管理（Operation Administration and Maintenance，0AM）等，然后再將以太網(wǎng)幀/MPLSTP封裝映射到ODUk通道。板卡級EoO承載如圖1所示，網(wǎng)元級EoO承載如圖2所示。

EoS（Ethernet over SDH）先完成分組業(yè)務處理（QoS、0AM等），然后將以太網(wǎng)幀封裝映射到VC通道，可以全程通過VC通道調(diào)度。此外，也可以先將VC通道映射復用到STM-n，然后再映射復用到ODUk通道。板卡級EoS承載如圖3所示，網(wǎng)元級EoS承載如圖4所示。

1.2 電層部署模式

根據(jù)光電層銜接模式的不同，政企OTN可分為集成式部署和獨立式部署兩種。集成式光電層為同廠商設備，電層將業(yè)務整合成波長級后通過線路側(cè)板卡彩光直接進入光層的合分波器。獨立式光電層一般為異廠商設備，由于目前光網(wǎng)絡的封閉性，因此電層和光層設備難以解耦，異廠商無法互通。獨立式電層將業(yè)務交叉匯聚后，通過線路側(cè)灰光與異廠家光轉(zhuǎn)換單元（Optical Transform Unit，OTU）對接，將其調(diào)制成彩光后再進入合分波器。集成式部署與獨立式部署模式對比如圖5所示。

獨立式部署方式中，B廠家設備對于獨立OTN灰光組網(wǎng)相對透明，獨立OTN的組網(wǎng)拓撲類似于SDH的系統(tǒng)拓撲。

1.3 灰光線路板卡

政企OTN網(wǎng)絡部署線路側(cè)灰光板卡，用于異廠家網(wǎng)絡對接和下行政企客戶終端（Customer Premise Equipment，CPE）的接入。波分側(cè)線路單板采用彩光模塊，具有標準波長，中心頻率固定，能直接上合波器；線路側(cè)灰光板卡采用灰光（黑白光）模塊，沒有特定的標準波長，波長在某個范圍內(nèi)波動。

灰光線路板與普通的支路板都是采用灰光（黑白光）模塊，不同點是普通支路板可以支持各種類型業(yè)務接入，而灰光線路板只支持OTU接入。但是灰光線路板卡具備對于政企承載十分重要的功能，即小顆粒匯聚進交叉板功能。此外，灰光模塊還可以滿足異廠家對接要求，多用于政企OTN網(wǎng)絡配置[3-5]。

2 政企OTN網(wǎng)絡架構(gòu)

大型政企客戶辦公及經(jīng)營需要跨國、跨省的政企專線，其對價格因素相對不敏感，對時延、專用帶寬以及安全性等的要求較高。為滿足客戶需求并提升自身競爭力，從2018年起各通信運營商就開始相繼建設政企專用精品OTN網(wǎng)絡。

以某省份運營商政企OTN網(wǎng)絡為例，整體網(wǎng)絡架構(gòu)分為骨干層和省內(nèi)層。本地網(wǎng)內(nèi)政企業(yè)務、省內(nèi)跨地（市）政企業(yè)務通過政企OTN省內(nèi)層承載，出省政企專線業(yè)務通過省內(nèi)層、骨干層共同承載。整體網(wǎng)絡架構(gòu)如圖6所示。

2.1 骨干層

骨干層覆蓋全國及海外部分節(jié)點，在重點城市設置骨干節(jié)點并配置相應的OTN電交叉單元及業(yè)務板卡。在光纜途經(jīng)匯聚的城市設置網(wǎng)絡開口節(jié)點，方便后續(xù)網(wǎng)絡部署。為滿足業(yè)務的高效接入及傳送，骨干網(wǎng)邏輯上分為匯聚層、調(diào)度層及直達層。匯聚層滿足一般城市的業(yè)務接入及匯聚，站站互聯(lián)；調(diào)度層主要用于就近收斂匯聚節(jié)點電路，通過ODU2（10 Gb/s）及以上顆粒進行調(diào)度，高效轉(zhuǎn)接；在大業(yè)務量省份或城市節(jié)點間，直達層開通直達業(yè)務通道，減少轉(zhuǎn)接，提升業(yè)務承載品質(zhì)。

2.2 省內(nèi)層

政企OTN省內(nèi)層在邏輯上分為省內(nèi)銜接層與本地城域?qū)?，而本地城域?qū)佑挚梢苑譃楹诵膮R聚層與接入層。

2.2.1 省內(nèi)銜接層

骨干層和省內(nèi)層在省會及其他重要的核心節(jié)點處銜接。其他節(jié)點通過部署省級獨立OTN作為調(diào)度設備，并通過省干干線波分透傳灰光的方式完成對骨干網(wǎng)的連通，實現(xiàn)省內(nèi)及省外政企專線的統(tǒng)一調(diào)度。此外，對接采用OTU2或OTU4接口。

2.2.2 本地核心匯聚層

本地核心匯聚層政企OTN網(wǎng)絡一般采用集成式部署，采用支持“三混”（ODU、分組、VC）功能的灰光線路板卡對接省級獨立OTN設備。核心設備設置在本地網(wǎng)的核心機樓，用于本地網(wǎng)內(nèi)政企專線業(yè)務的統(tǒng)一調(diào)度和本區(qū)域政企業(yè)務匯聚。匯聚設備部署于政企客戶集中區(qū)域以及數(shù)據(jù)中心（Internet Data Center，IDC）、云資源池等重要局站，主要用于本區(qū)域業(yè)務匯聚處理調(diào)度。

各匯聚節(jié)點與核心節(jié)點間通過支持“三混”功能的彩光線路板配置100 G“三混”波道，下行配置支持“三混”功能的灰光接口板，也可以按需配置普通支路板、分組板、SDH板卡。其中，下行端口主要用于下掛接入層OTN設備或直接接入客戶端CPE設備。

核心匯聚層網(wǎng)絡通過配置STM-16或者STM-64接口的SDH接口板，可以完成政企OTN與SDH網(wǎng)絡的對接，能充分挖潛SDH接入層資源。在政企OTN網(wǎng)絡建設中，為了簡化本地網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)并節(jié)省機房空間、動力資源及投資，核心匯聚層集成式部署一般也會考慮利舊本地原有波分系統(tǒng)的光層，通過部署與原光層同廠家的電層設備綜合組網(wǎng)。集成式同步部署光層與利舊原有光層的對比如圖7所示。

2.2.3 本地接入層

政企OTN接入層采用接入型OTN設備部署。在政企OTN網(wǎng)絡建設中，將接入層的OTN設備與匯聚設備進行解耦，可以讓更多廠商參與建設，降低設備成本。接入型OTN上行采用支持“三混”功能的灰光接口對接異廠家匯聚設備，一般采用OTU2接口；下行一般配置支持“三混”功能的OTU1灰光接口進行政企CPE接入。此外，也可以根據(jù)使用場景部署適配EoS、EoO等業(yè)務板卡，通過端口拉遠的方式接入政企客戶。接入層OTN可以采用與核心匯聚層不同廠家的設備，通過帶內(nèi)網(wǎng)管或帶外網(wǎng)管的方式滿足管理需求。帶內(nèi)網(wǎng)管如圖8所示，帶外網(wǎng)管如圖9所示。

3 業(yè)務承載應用

根據(jù)傳輸政企專線的特點，可以將傳輸專線業(yè)務通過需要物理隔離和不需要物理隔離進行區(qū)分。用戶有明確物理隔離要求的，優(yōu)選采用政企OTN網(wǎng)絡承載；用戶無明確隔離要求的，GE或以上大帶寬組網(wǎng)型專線可選政企OTN網(wǎng)絡承載，GE以下帶寬政企組網(wǎng)型專線可根據(jù)業(yè)務要求及網(wǎng)絡能力選擇適當?shù)某休d方案，如STN/IP RAN、分組傳送網(wǎng)（Packet Transport Network，PTN）等。結(jié)合政企OTN網(wǎng)絡的技術特點，建議線路承載方式及原則如下。

3.1 大帶寬（400 Mb/s以上）線路承載

大帶寬線路可以考慮通過EoO方式承載，封裝在一個ODU0通道內(nèi)，便于后期平滑提速?？蛻舳瞬渴饘I(yè)CPE設備，通過OTU1/OTU2灰光接入政企OTN網(wǎng)絡，通過CPE板卡端口限速處理并將業(yè)務映射ODU0剛性管道透傳。全程政企OTN打散、交叉調(diào)度，支持帶寬調(diào)整，滿足品質(zhì)專線各項指標。

3.2 較低帶寬（400 Mb/s以下）線路承載

較低帶寬線路可以考慮通過EoS方式承載，在客戶端部署專業(yè)CPE設備，通過OTU1/OTU2灰光接入政企OTN網(wǎng)絡，通過CPE板卡端口限速處理并將業(yè)務映射到STM-N VC顆粒。全程政企OTN進行VC業(yè)務交叉調(diào)度、匯聚收斂，支持帶寬調(diào)整，滿足品質(zhì)專線各項指標。

3.3 原SDH政企業(yè)務承接

現(xiàn)網(wǎng)存量硬管道政企專線主要承載在SDH網(wǎng)絡上，由于網(wǎng)元設備在網(wǎng)時間長，設備老舊且維護不便，可以遷改至政企OTN網(wǎng)絡承載。通過對接SDH與政企OTN網(wǎng)絡，SDH老舊設備可以從核心層、匯聚層、接入層由上往下逐層替換退網(wǎng)，完成設備改造。初期保留接入層SDH/MSTP設備，維持網(wǎng)絡覆蓋優(yōu)勢，節(jié)省接入段一次性部署成本。SDH退網(wǎng)后原有承載專線和增量政企專線全部遷改接入政企OTN網(wǎng)絡，通過OTN網(wǎng)絡進行管控，實現(xiàn)業(yè)務開通和管理以及運維的智能化、便利化。以某重點行業(yè)網(wǎng)絡扁平化升級改造需求進行分析，該行業(yè)用戶全?。ǔナ┘s900個網(wǎng)點，電路直接匯聚至省會中心，對剛性管道有明確需求。用戶網(wǎng)點帶寬需求如表1所示。

表1 用戶網(wǎng)點帶寬需求

由于現(xiàn)有省干SDH網(wǎng)絡資源無法滿足需求，因此采用政企OTN網(wǎng)絡來承載客戶的專線電路需求。目前可選的承載方案有兩種：一是全程端到端全部采用政企OTN承載，各網(wǎng)點新增CPE新開專線接入；二是利舊城域SDH網(wǎng)絡資源，通過SDH網(wǎng)絡與省干獨立OTN對接完成各地市VC業(yè)務傳送至省會政企OTN城域網(wǎng)絡，并通過省會政企OTN網(wǎng)絡傳送至客戶省會中心。

綜合考慮成本及工程進度等因素，方式二能更好地滿足需求且節(jié)省大量成本。各地市線路通過VC4封裝，傳送至獨立OTN設備，通過獨立OTN傳送至省會政企OTN城域網(wǎng)，通過省會中心部署落地設備并接入省會政企OTN城域網(wǎng)，完成全部線路的匯聚。組網(wǎng)與業(yè)務配置方案如圖10所示。

4 結(jié) 論

政企OTN網(wǎng)絡通過開放解耦引入接入型OTN，兼顧融合SDH/MSTP網(wǎng)絡，可以實現(xiàn)政企承載網(wǎng)絡平滑演進、提質(zhì)增效，為高品質(zhì)政企專線提供全新的解決方案，有效滿足不同企業(yè)的高品質(zhì)、差異化通信需求。通過分析討論政企OTN網(wǎng)絡的技術特點、網(wǎng)絡架構(gòu)及業(yè)務承載應用，總結(jié)政企OTN網(wǎng)絡建設及業(yè)務承載的相關內(nèi)容，推動OTN網(wǎng)絡技術為政企專線承載提供更好的網(wǎng)絡服務。