張連波

(中訊郵電咨詢?cè)O(shè)計(jì)院有限公司成都分公司，四川 成都 610042)

0 引言

第三代移動(dòng)通信技術(shù)（3G，3rd-generation）時(shí)代，隨著IP化的不斷推進(jìn)與驅(qū)動(dòng)，網(wǎng)絡(luò)中帶寬的顆粒以及流量越來(lái)越大，并且在全業(yè)務(wù)的進(jìn)一步開展的情況下，長(zhǎng)期演進(jìn)（LTE，Long Term Evolution）時(shí)代到來(lái)與光線路終端（OLT，Optical Line Terminal）上行流量的劇增[1]，使得本地網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的流量進(jìn)一步增大。高速率的光傳送網(wǎng)（OTN，Optical Transport Network）系統(tǒng)必然將逐步地規(guī)模應(yīng)用，從干線層面逐步轉(zhuǎn)移到本地網(wǎng)核心層面，同時(shí) OTN系統(tǒng)將逐步下沉到本地網(wǎng)的匯聚層面。在特大型本地傳送網(wǎng)當(dāng)中，由于網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過(guò)多年的建設(shè)，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模已經(jīng)相當(dāng)龐大，因此對(duì)于OTN系統(tǒng)的應(yīng)用必然也會(huì)產(chǎn)生很多種模式，只有分析各種應(yīng)用模式的合理性、可靠性，才能得出在各類應(yīng)用中適合的結(jié)論。本文通過(guò)分析在大型本地傳輸系統(tǒng)之下，各類OTN的實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題，求得出本地網(wǎng)建設(shè)的合理性建議。

1 本地網(wǎng)中OTN系統(tǒng)的各種應(yīng)用

OTN稱之為光傳送網(wǎng)[2]。是繼同步數(shù)字體系（SDH，Synchronous Digital Hierarchy）、波分復(fù)用（WDM，Wavelength Division Multiplexing）之后的新一代數(shù)字光傳送技術(shù)體系，它以多波長(zhǎng)傳送、大顆粒調(diào)度為基礎(chǔ)，綜合了SDH的優(yōu)點(diǎn)及WDM的優(yōu)點(diǎn)，可在光層及電層實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)及子波長(zhǎng)業(yè)務(wù)的交叉調(diào)度，并實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的接入、封裝、映射、復(fù)用、級(jí)聯(lián)、保護(hù)/恢復(fù)、管理及維護(hù)，形成一個(gè)以大顆粒寬帶業(yè)務(wù)傳送為特征的大容量傳送網(wǎng)絡(luò)。大型本地傳輸網(wǎng)當(dāng)中，OTN系統(tǒng)的主要應(yīng)用可以分為以下幾個(gè)方面:

1）單純采用的OTN電交叉。

2）OTN電交叉配合自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)（ASON，Automatically Switched Optical Network）系統(tǒng)的使用。

3）可重構(gòu)光層分差復(fù)用器（ROADM，Reconfigurable Optical Add-Drop Multiplexer）系統(tǒng)的應(yīng)用。

4）ROADM系統(tǒng)配合OTN電交叉的綜合應(yīng)用[3]。

OTN的電交叉類似于SDH交叉設(shè)備，OTN電交叉設(shè)備完成ODU0、ODU1、ODU2和ODU3等級(jí)別的電路交叉功能，由于電層交叉的引入，為OTN網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)了靈活的電路調(diào)度和保護(hù)能力。

ASON系統(tǒng)的應(yīng)用，則可以和OTN電交叉相配合。ASON系統(tǒng)在傳輸網(wǎng)中引入了信令，并通過(guò)增加控制平面，增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)連接管理和故障恢復(fù)能力。ASON的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要是網(wǎng)狀 結(jié)構(gòu)，在實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)業(yè)務(wù)保護(hù)的同時(shí)，還可以實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的動(dòng)態(tài)恢復(fù)[4]。并且，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)多處出現(xiàn)故障時(shí)，能盡可能地恢復(fù)業(yè)務(wù)，與傳統(tǒng)波分網(wǎng)絡(luò)相比大大提升了業(yè)務(wù)的生存能力。

對(duì)于ROADM系統(tǒng)，則采用光層的調(diào)度方式，則可以大大改善以上出現(xiàn)的問(wèn)題，ROADM 可以用于多個(gè)環(huán)之間的波長(zhǎng)自由調(diào)度，改變了原有背靠背WDM的維護(hù)/建設(shè)習(xí)慣，實(shí)現(xiàn)了WDM系統(tǒng)在光層的一次飛躍。當(dāng)然，在某些情況下，采用OTN電交叉+ROADM的綜合應(yīng)用方式[5]，更能夠體現(xiàn)出來(lái)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)。

以上簡(jiǎn)單敘述了 OTN系統(tǒng)在本地網(wǎng)中的主要應(yīng)用，對(duì)于具體OTN技術(shù)的原理和實(shí)現(xiàn)方式不再在本文累述，以下章節(jié)將根據(jù)具體的應(yīng)用實(shí)例進(jìn)行分析。

2 OTN技術(shù)在本地網(wǎng)中的應(yīng)用實(shí)例分析

2.1 實(shí)例分析1

在大型本地傳輸網(wǎng)中的核心層，電路類型豐富并且分散。如圖1所示的某運(yùn)營(yíng)商搭建的本地核心層OTN傳送網(wǎng)。

該網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備 OTN電交叉設(shè)備，綜合考慮OTN電交叉設(shè)備的交叉容量、OTU的成本因素和集成度等問(wèn)題，在建網(wǎng)初期在每個(gè)光方向搭建若干個(gè)40 G波道形成“線路帶寬池”，結(jié)合業(yè)務(wù)部門需求配置GE、2.5 G、10 G支路接口若干。當(dāng)有新業(yè)務(wù)需求時(shí)可以通過(guò)擴(kuò)容相關(guān)支路接口板實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的快速提供。待后期線路帶寬使用率達(dá)到70%再適當(dāng)擴(kuò)充線路側(cè)40 G單板。

圖1 某運(yùn)營(yíng)商的本地OTN傳送網(wǎng)

該運(yùn)營(yíng)商某期工程提出需求:在A、B、C三點(diǎn)建立一個(gè)10 G 速率的SDH轉(zhuǎn)接環(huán)路，同時(shí)，數(shù)據(jù)專業(yè)也提出了一條A至B局需要帶保護(hù)的10GE電路需求、兩條帶保護(hù)的GE電路需求。

根據(jù)OTN不同速率子波長(zhǎng)可以封裝到同一線路波長(zhǎng)的特性，安排了某波長(zhǎng)第1子波長(zhǎng)傳送數(shù)據(jù)專業(yè)提出的10GE電路；第2子波長(zhǎng)傳送新建SDH環(huán)路的需求；第3個(gè)子波長(zhǎng)傳送數(shù)據(jù)專業(yè)提出的2條GE電路；第4子波長(zhǎng)暫時(shí)富裕，可為后期工程使用，具體安排如圖2所示。

圖2 OTN波道安排

與傳統(tǒng)波分設(shè)備相比，只用一個(gè)波道就完成了傳統(tǒng)波分設(shè)備兩個(gè)波道才能完成的工作。并且在后期項(xiàng)目中可根據(jù)具體新增業(yè)務(wù)需求來(lái)配置還有富裕GE、10GE子波長(zhǎng)。避免了因業(yè)務(wù)需求部門后期新提出不同接口的電路顆粒而導(dǎo)致前期配置富裕的支路和線路資源的不可用。

通過(guò)上述分析，在本地網(wǎng)核心層建設(shè)一張大容量的OTN網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)目前比較理想的選擇。

2.2 實(shí)例分析2

在大型本地傳輸網(wǎng)中，匯聚層節(jié)點(diǎn)較多，且有豐富的光纖物理網(wǎng)資源，有光纖到樓（FTTB，F(xiàn)iber to The Building）/光纖到戶（FTTH，F(xiàn)iber to The Home）的預(yù)期[6]，并且匯聚層電路調(diào)度頻繁、開通時(shí)間要求高、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)具有動(dòng)態(tài)性等特點(diǎn)。故在匯聚層建設(shè)OTN網(wǎng)絡(luò)時(shí)引入ASON是有效縮短擴(kuò)容或新開通業(yè)務(wù)周期、提高網(wǎng)絡(luò)的帶寬利用率、業(yè)務(wù)的生存能力的一個(gè)選擇。圖3所示為某運(yùn)營(yíng)商的匯聚層OTN網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹?/p>

圖3 某運(yùn)營(yíng)商的匯聚層OTN傳送網(wǎng)結(jié)構(gòu)

該網(wǎng)絡(luò)共15個(gè)節(jié)點(diǎn)、每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有3條或更多的光纜路由并且運(yùn)維部門為了迅速提供電路和后期維護(hù)的便利有引入ASON的需求。

為此，專門對(duì)該廠家OTN設(shè)備的傳送平面功能和性能、控制平面功能和性能、管理平面、保護(hù)恢復(fù)、和傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的互通等方面進(jìn)行了全面的測(cè)試，由于幾個(gè)平面功能的測(cè)試基本都能實(shí)現(xiàn)預(yù)期功能，故本文不在一一講述。OTN電交叉設(shè)備引入ASON可以有效實(shí)現(xiàn)縮短擴(kuò)容或新開通業(yè)務(wù)周期、與傳統(tǒng)波分網(wǎng)絡(luò)相比大大提升了業(yè)務(wù)的生存能力。在匯聚層建設(shè)一張引入了通用多協(xié)議標(biāo)志交換協(xié)議（GMPLS，Generalized Multiprotocol Label Switching）的OTN是伴隨著 IP化和 FTTH/FTTB的升入發(fā)展一個(gè)熱點(diǎn)發(fā)展趨勢(shì)。

2.3 實(shí)例分析3

某運(yùn)營(yíng)商本地網(wǎng)核心層面的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖4 某運(yùn)營(yíng)商的本地核心層OTN系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)

該網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過(guò)分析有如下特點(diǎn):

1）節(jié)點(diǎn)比較少，僅有5個(gè)節(jié)點(diǎn)，并且網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)形成網(wǎng)狀化結(jié)構(gòu)。

2）網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)為分散流向性，任何兩個(gè)業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)之間都有存在互通落地業(yè)務(wù)的可能。

3）為大型本地網(wǎng)超級(jí)核心節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)之間的業(yè)務(wù)顆粒多為10 G或者2.5 G大顆粒業(yè)務(wù)，安全性要求極高，基本不允許有中斷。

通過(guò)以上分析的特點(diǎn)，在該網(wǎng)絡(luò)的核心層面，由于對(duì)于安全性的要求極高，因此可以利用目前 9為ROADM系統(tǒng)的特點(diǎn)，組建全網(wǎng)狀化的1+1鉆石級(jí)業(yè)務(wù)自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)，具體分析如下。

以3維和5維為例，對(duì)于5個(gè)方向的節(jié)點(diǎn)，如C、D、E樞紐，采用7維方式（5方向+2個(gè)本地落地方向）的方式組建網(wǎng)絡(luò)，這就構(gòu)成所有業(yè)務(wù)的1+1保護(hù)，同時(shí)在5個(gè)方向上任意選擇，可以完全保證網(wǎng)絡(luò)的安全可靠性，并且可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)的保護(hù)倒換等一些列的措施。7維方向如圖5所示。

圖5 本地核心層5+2維方向網(wǎng)絡(luò)

同理，對(duì)于3維方向的節(jié)點(diǎn)，如A樞紐，可以采用5維方式（3方向+2個(gè)本地落地方向）的方式組建網(wǎng)絡(luò)，這就構(gòu)成所有業(yè)務(wù)的1+1保護(hù)，同時(shí)在3個(gè)方向上任意選擇，可以完全保證網(wǎng)絡(luò)的安全可靠性，并且可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)的保護(hù)倒換等一些列的措施。5維方向如圖6所示。

圖6 本地核心層3+2維方向網(wǎng)絡(luò)

通過(guò)以上方式在核心節(jié)點(diǎn)的部署，對(duì)于OTN系統(tǒng)來(lái)講，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)1+1全保護(hù)，任何光路的N-1次中斷，都能保證業(yè)務(wù)不受影響，大大提高系統(tǒng)的安全性。

2.4 實(shí)例分析4

對(duì)于較為常見(jiàn)的本地傳輸網(wǎng)來(lái)講，隨著40 G/100 G等高速系統(tǒng)系統(tǒng)的開通，對(duì)于子速率匯聚的功能要求是非常強(qiáng)烈的[7]，目前網(wǎng)上大規(guī)模應(yīng)用的還是10 G，2.5 G以及GE的速率，所以O(shè)TN的電交叉功能必不可少。同時(shí)，針對(duì)波長(zhǎng)級(jí)別的調(diào)度，采用ROADM系統(tǒng)有著可以大大節(jié)約人力成本等優(yōu)點(diǎn)，在本地網(wǎng)中有選擇的采用 OTN+ROADM共同配合的方式所帶來(lái)的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量提升是完全可現(xiàn)的。如果全部為落地業(yè)務(wù)，則沒(méi)有繼續(xù)增加ROADM系統(tǒng)的必要，如果有部分串通的業(yè)務(wù)，則仍舊可以增加一套R(shí)OADM系統(tǒng)，來(lái)保證網(wǎng)絡(luò)的整體質(zhì)量。

通過(guò)以上分析，也能夠得出對(duì)于采用OTN電交叉+ROADM系統(tǒng)的具體應(yīng)用場(chǎng)景:

1）基于波長(zhǎng)調(diào)度的節(jié)點(diǎn)而非基于業(yè)務(wù)調(diào)度的節(jié)點(diǎn)。

2）節(jié)點(diǎn)中穿通業(yè)務(wù)所占全部業(yè)務(wù)比例較高。

3）節(jié)點(diǎn)方向數(shù)必須大于3維。

4）節(jié)點(diǎn)處于物理光纜拓?fù)渲械闹虚g位置而非邊緣位置。

2.5 應(yīng)用場(chǎng)景比較

在OTN系統(tǒng)下，從降低整網(wǎng)成本的角度出發(fā)，對(duì)于存在多個(gè)光方向的WDM節(jié)點(diǎn)，引入ROADM可以降低維護(hù)與建設(shè)成本，但需要綜合考慮網(wǎng)絡(luò)未來(lái)的演進(jìn)模式，對(duì)不同場(chǎng)景的下ROADM的應(yīng)用進(jìn)行嚴(yán)格界定。經(jīng)過(guò)前述推論，在選擇OTN電交叉以及ROADM應(yīng)用的方式上，可以采用如表1所示的結(jié)論。

表1 本地網(wǎng)場(chǎng)景下各種OTN組網(wǎng)方式對(duì)比

3 結(jié)語(yǔ)

在前述諸多分析中，針對(duì)OTN系統(tǒng)在大型本地傳輸網(wǎng)中的應(yīng)用，可以得出經(jīng)驗(yàn)總結(jié):在整個(gè)本地網(wǎng)匯聚層面以上，未來(lái)會(huì)形成OTN占據(jù)主導(dǎo)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。隨著網(wǎng)絡(luò)的不斷演進(jìn)，OTN系統(tǒng)將是本地傳輸網(wǎng)上層的主要使用方式，并且也會(huì)逐步再向網(wǎng)絡(luò)下層延伸。當(dāng)然，在本地網(wǎng)的OTN系統(tǒng)和干線網(wǎng)絡(luò)存在極大的不同，本地網(wǎng)更側(cè)重于靈活的調(diào)度，迅速的部署、節(jié)約的維護(hù)成本，所以4OTN系統(tǒng)在大型本地傳輸網(wǎng)的應(yīng)用方面更應(yīng)該向其本地網(wǎng)所自身具備的特點(diǎn)方向發(fā)展。

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