城域分組增強(qiáng)型波分系統(tǒng)ROADM網(wǎng)絡(luò)部署研究

孫 良

（中國通信建設(shè)集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司，北京 100078）

0 引言

2017年6月，中國電信集團(tuán)公司下發(fā)了核心能力清單和實(shí)施指導(dǎo)意見，該意見主要在技術(shù)方面提出了固移融合、多網(wǎng)協(xié)同的網(wǎng)絡(luò)、基于云和大數(shù)據(jù)的共享平臺(tái)等七大領(lǐng)域的十七項(xiàng)核心能力。城域波分作為核心能力的重要組成部分，以端到端調(diào)度和快速開通為目標(biāo)，在現(xiàn)有WDM、OTN網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上，適時(shí)引入分組增強(qiáng)型OTN技術(shù)[1]、ROADM技術(shù)、WSON以及SDN技術(shù)，逐步減少網(wǎng)絡(luò)管理層級(jí)，構(gòu)建端到端調(diào)度OTN網(wǎng)絡(luò)，通過集約化網(wǎng)管系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)端到端快速開通，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)綜合承載及統(tǒng)一調(diào)度。

2019年3月，某地市電信分公司計(jì)劃啟動(dòng)城域網(wǎng)波分100G系統(tǒng)ROADM網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)對(duì)未來業(yè)務(wù)從點(diǎn)到點(diǎn)向網(wǎng)狀網(wǎng)的轉(zhuǎn)變，落地集團(tuán)戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型3.0部署，充分承接集團(tuán)“十三五”發(fā)展思路，聚焦“2+5+6”，實(shí)現(xiàn)云網(wǎng)融合，為集團(tuán)戰(zhàn)略落地奠定堅(jiān)實(shí)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。2020年中該地市電信分公司分組增強(qiáng)型100G波分系統(tǒng)ROADM網(wǎng)絡(luò)投產(chǎn)使用，并實(shí)現(xiàn)了Mesh組網(wǎng)，分組增強(qiáng)型100G波分系統(tǒng)ROADM網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)全部具備前瞻性的能力，可以作為城域波分系統(tǒng)的骨干架構(gòu)，向Mesh組網(wǎng)的分組增強(qiáng)型大城域網(wǎng)平滑升級(jí)拓展，減少網(wǎng)絡(luò)管理層級(jí)，可以實(shí)現(xiàn)端到端調(diào)度和快速開通的目標(biāo)。分組增強(qiáng)型100G波分系統(tǒng)ROADM網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)應(yīng)用在城域網(wǎng)波分層面，屬于該地市電信分公司全新的行業(yè)應(yīng)用。因此，本文重點(diǎn)針對(duì)100G分組增強(qiáng)型ROADM網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)施過程中有關(guān)建設(shè)的部分重要環(huán)節(jié)進(jìn)行探討，提出城域網(wǎng)波分系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)目標(biāo)、建設(shè)方案、規(guī)劃原則和設(shè)備配置方案等。

1 城域網(wǎng)波分系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)目標(biāo)的制定

城域網(wǎng)波分系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)的確定是該網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的核心，應(yīng)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)承載需求和網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀等綜合考慮，確定整網(wǎng)的建設(shè)目標(biāo)。

1.1 明確業(yè)務(wù)承載需求和網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀

著眼中國電信CTNet-2025，未來幾年城域網(wǎng)波分系統(tǒng)承載需求主要有PON接入網(wǎng)承載需求、4G/5G無線網(wǎng)承載需求、物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求、IP城域網(wǎng)承載需求、政企業(yè)務(wù)承載需求和網(wǎng)絡(luò)DC承載需求等，這些需求對(duì)城域網(wǎng)波分系統(tǒng)在帶寬、靈活路由和網(wǎng)絡(luò)扁平化等方面均提出了較高的要求[2]。

城域網(wǎng)波分系統(tǒng)建設(shè)前，該地市電信分公司城域網(wǎng)波分系統(tǒng)由市到縣波分系統(tǒng)和縣下波分系統(tǒng)兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)層級(jí)組成，尚未建設(shè)城域波分系統(tǒng)，現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)各個(gè)系統(tǒng)之間均相對(duì)獨(dú)立，維護(hù)和業(yè)務(wù)開通等方面都將不能滿足“簡潔、敏捷、開放、集約”建設(shè)目標(biāo)，無法實(shí)現(xiàn)集團(tuán)制定的“一張完整的、實(shí)現(xiàn)綜合承載的可智慧化運(yùn)營的網(wǎng)絡(luò)”要求。

1.2 制定網(wǎng)絡(luò)建設(shè)目標(biāo)

分組增強(qiáng)型100G城域網(wǎng)波分系統(tǒng)ROADM網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，應(yīng)具備靈活的路由功能，并逐步減少城域波分的網(wǎng)絡(luò)管理層級(jí)，構(gòu)建端到端調(diào)度的城域波分OTN網(wǎng)絡(luò)，制定的城域網(wǎng)波分系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)架構(gòu)[3]如圖1所示。

圖1 城域網(wǎng)波分系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)架構(gòu)示意

應(yīng)在充分挖潛利舊的基礎(chǔ)上，逐步建成以Mesh組網(wǎng)并支持VC和分組功能的100G（支持超100G平滑升級(jí)）OTN設(shè)備為骨干（涉及城域核心機(jī)樓、城域一般機(jī)樓和縣一般機(jī)樓），以環(huán)、鏈或Mesh并支持VC和分組功能的10G/100G（部分站點(diǎn)應(yīng)支持超100G平滑升級(jí)）OTN設(shè)備為接入?yún)R聚（主要為接入?yún)R聚機(jī)房）的城域網(wǎng)波分架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)端到端的調(diào)度和靈活的路由功能。

2 分組增強(qiáng)型城域波分系統(tǒng)ROADM網(wǎng)絡(luò)的工程規(guī)劃

地市電信分公司未來的承載網(wǎng)絡(luò)應(yīng)實(shí)現(xiàn)端到端的調(diào)度和靈活的路由功能，網(wǎng)絡(luò)必須實(shí)現(xiàn)扁平化以減少網(wǎng)絡(luò)管理層級(jí)，支持分組業(yè)務(wù)、TDM（時(shí)分復(fù)用模式）業(yè)務(wù)和OTN業(yè)務(wù)等業(yè)務(wù)的靈活承載和調(diào)度，采用ROADM技術(shù)，將城域核心機(jī)樓、城域一般機(jī)樓和縣一般機(jī)樓網(wǎng)狀網(wǎng)互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)一跳直達(dá)、靈活絡(luò)由、端到端調(diào)度和最低時(shí)延傳送。因此，城域網(wǎng)分組增強(qiáng)型100G波分系統(tǒng)ROADM網(wǎng)絡(luò)是地市電信分公司城域傳輸網(wǎng)絡(luò)的核心網(wǎng)絡(luò)，結(jié)合廠家建議以及電信維護(hù)和測試實(shí)際結(jié)果，提出以下網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的規(guī)劃方法。

2.1 確定分組增強(qiáng)型城域波分系統(tǒng)ROADM網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃原則

針對(duì)中國電信城域波分系統(tǒng)的建設(shè)需求和目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)架構(gòu)，結(jié)合廠家建議以及維護(hù)部門和網(wǎng)絡(luò)測試的結(jié)果，提出以下設(shè)計(jì)原則。

（1）前瞻性規(guī)劃：工程建設(shè)中做到規(guī)劃先行，能力優(yōu)先。城域波分的建設(shè)以端到端調(diào)度和快速開通為目標(biāo)，根據(jù)業(yè)務(wù)需求做好前瞻性規(guī)劃，按需逐步實(shí)現(xiàn)目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的落地。新建平臺(tái)以能力優(yōu)先為原則，即在不需更改光路和替換子架即可滿足需求的前提下，可以暫不配置某些功能的軟硬件，避免投資浪費(fèi)。

（2）區(qū)域整體規(guī)劃：全市統(tǒng)一規(guī)劃，采用區(qū)域化組網(wǎng)模式，區(qū)域內(nèi)盡量采用同一廠家設(shè)備。市、縣均進(jìn)行綜合業(yè)務(wù)接入?yún)^(qū)規(guī)劃，確定各節(jié)點(diǎn)的部署位置。

（3）波分系統(tǒng)規(guī)劃：根據(jù)網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)目標(biāo)，建成后的城域波分系統(tǒng)不再有城域波分系統(tǒng)、市到縣波分系統(tǒng)和縣下波分系統(tǒng)三個(gè)網(wǎng)絡(luò)管理層級(jí)。因此，后期的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)應(yīng)根據(jù)城域核心機(jī)樓、城域一般機(jī)樓、縣一般機(jī)樓和接入?yún)R聚機(jī)房的功能定位進(jìn)行相應(yīng)的建設(shè)。

（4）骨干節(jié)點(diǎn)：涉及城域核心機(jī)樓、城域一般機(jī)樓和縣一般機(jī)樓，按需逐步搭建Mesh化的分組增強(qiáng)型100G城域波分系統(tǒng)，并應(yīng)支持超100G平滑升級(jí)，城域核心機(jī)樓優(yōu)選20維ROADM設(shè)備，城域一般機(jī)樓和縣一般機(jī)樓優(yōu)選9維ROADM設(shè)。

（5）接入?yún)R聚節(jié)點(diǎn)：主要涉及接入?yún)R聚機(jī)房，應(yīng)根據(jù)節(jié)點(diǎn)的具體業(yè)務(wù)需求和規(guī)劃，逐步搭建以環(huán)、鏈為主的分組增強(qiáng)型10G（支持100G平滑升級(jí)）或100G（支持超100G平滑升級(jí)）的網(wǎng)絡(luò)，并統(tǒng)一納入骨干層。

2.2 城域網(wǎng)分組增強(qiáng)型波分系統(tǒng)ROADM網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)規(guī)劃

ROADM網(wǎng)絡(luò)的一大優(yōu)勢(shì)在于其網(wǎng)狀網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，可以提供豐富的系統(tǒng)路由，為業(yè)務(wù)的靈活調(diào)度和保護(hù)恢復(fù)提供保障。在實(shí)際落地過程中應(yīng)與光纜和機(jī)房配套等專業(yè)協(xié)同規(guī)劃，根據(jù)目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，結(jié)合實(shí)際情況按需逐步建設(shè)。結(jié)合地市行政區(qū)域、地理?xiàng)l件和光纜資源確定組網(wǎng)拓?fù)淙鐖D2所示。

圖2 城域網(wǎng)100G波分系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫疽?/p>

城域網(wǎng)100G波分系統(tǒng)與已建成的市縣100G波分系統(tǒng)樞紐樓機(jī)房共用一套20維設(shè)備，其余一般機(jī)樓配置9維設(shè)備，共有7個(gè)ROADM站，波長無光方向無關(guān)。根據(jù)一般機(jī)樓所在的地理位置合理選擇新奧文苑、東日瑞景和河工大等6個(gè)一般機(jī)樓，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)市區(qū)的全部覆蓋，所有節(jié)點(diǎn)均直連樞紐樓，并于鄰近節(jié)點(diǎn)互聯(lián)。

2.3 城域網(wǎng)分組增強(qiáng)型波分系統(tǒng)ROADM設(shè)備配置方案

骨干層采用全ROADM組網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)需要提供靈活的調(diào)度恢復(fù)能力，以滿足故障及應(yīng)急情況下緊急電路的快速開通需求，傳統(tǒng)ROADM、C-ROADM以及D-ROADM無法滿足相應(yīng)要求，而CDC-ROADM由于設(shè)備板卡能力存在限制。因此，城域波分建設(shè)建議采用CD-ROADM結(jié)構(gòu)設(shè)備進(jìn)行組網(wǎng)，在投資受限時(shí)可以采用D-ROADM，根據(jù)投資逐步向目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)。

城域模塊從提高業(yè)務(wù)安全性和滿足中繼需求角度考慮，各配置OTU的節(jié)點(diǎn)最少配置2個(gè)城域模塊。區(qū)域ROADM網(wǎng)絡(luò)采用預(yù)置重路由/動(dòng)態(tài)重路由策略，約有一半通道資源用于恢復(fù)，按照線路方向的1/2來配置城域模塊可以基本解決波長沖突問題。對(duì)于業(yè)務(wù)量較大的節(jié)點(diǎn)（例如樞紐樓），在1/2基礎(chǔ)上適當(dāng)調(diào)增城域模塊數(shù)量；對(duì)于業(yè)務(wù)量較小的節(jié)點(diǎn)，在1/2基礎(chǔ)上適當(dāng)調(diào)減城域模塊數(shù)量。

城域波分ROADM系統(tǒng)范圍相對(duì)較大、業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)相對(duì)較多，較多業(yè)務(wù)方向?qū)χg鏈路路由遠(yuǎn)低于干線，硬判方式即可滿足全網(wǎng)的傳輸要求，因此全網(wǎng)統(tǒng)一采用硬判FEC板卡。

接入?yún)R聚波分系統(tǒng)在一般機(jī)樓與骨干層設(shè)備共用電子架（用于安裝需要進(jìn)行電交叉的單板；出入速率一致的支線路合一單板，應(yīng)安裝于通用子架）：單槽位接入容量100G及以上電子架，由于單槽位占用空間較大，如插低密度單板，對(duì)機(jī)房功耗和機(jī)位占用過高，共用電子架配置單槽位接入容量80G及以上的高密度單板。當(dāng)投資不允許配置高密度板卡時(shí)，應(yīng)配置在單槽位占用空間較小的電子架上。

3 結(jié)束語

本文針對(duì)地市電信分公司城域網(wǎng)分組增強(qiáng)型波分系統(tǒng)ROADM網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)目標(biāo)和重點(diǎn)環(huán)節(jié)的規(guī)劃方法進(jìn)行了詳細(xì)的描述。該工程在城域網(wǎng)波分建設(shè)過程中采用全新網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，結(jié)合地市電信分公司實(shí)際情況和投資計(jì)劃，因地制宜進(jìn)行建設(shè)并確定了建設(shè)原則、未來網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)目標(biāo)、組網(wǎng)規(guī)劃和配置方案等。地市電信分公司城域網(wǎng)100G波分系統(tǒng)ROADM網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，引入分組增強(qiáng)型OTN技術(shù)、WSON、ROADM技術(shù)、波分集群技術(shù)以及SDN技術(shù)，未來可以逐步減少網(wǎng)絡(luò)管理層級(jí)，構(gòu)建端到端調(diào)度OTN網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)對(duì)中國電信城域網(wǎng)波分系統(tǒng)面向CTNet-2025網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和云網(wǎng)融合的推廣具有重要意義，該規(guī)劃方法同樣適用于其他地市的波分建設(shè)工程。