覃開(kāi)基++方壯鴻

摘 要：介紹了100 G OTN傳輸技術(shù)的現(xiàn)狀和優(yōu)勢(shì)，針對(duì)其部署方案進(jìn)行了分析和研究，分別從技術(shù)特點(diǎn)、配置方法、保護(hù)方式和混傳方式等方面闡述了優(yōu)化方案，并從技術(shù)上解決了城域傳輸網(wǎng)帶寬擴(kuò)容壓力問(wèn)題，以供相關(guān)單位參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：OTN技術(shù)；部署方案；混傳方式；交叉連接

中圖分類(lèi)號(hào)：TN929.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.22.129

隨著城市光網(wǎng)計(jì)劃的實(shí)施，互聯(lián)網(wǎng)用戶(hù)的數(shù)量、寬帶需求和應(yīng)用種類(lèi)呈快速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。由目前業(yè)務(wù)容量爆炸式的發(fā)展趨勢(shì)可預(yù)見(jiàn)，未來(lái)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)承載已不能僅依靠現(xiàn)有的40 G OTN配置運(yùn)行了。因此，100 G OTN超高速傳輸技術(shù)已成為當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)傳輸應(yīng)用的最佳選擇。100 G OTN系統(tǒng)在理論和硬件方面均已成熟，在設(shè)備開(kāi)發(fā)、系統(tǒng)調(diào)試等方面比較完善。在帶寬需求不斷增大的背景下，100 G OTN網(wǎng)絡(luò)將會(huì)發(fā)揮更大的作用，滿(mǎn)足人們對(duì)網(wǎng)絡(luò)寬帶的需求。

1 100 G OTN技術(shù)的特點(diǎn)

1.1 OTN設(shè)備的形態(tài)

OTN設(shè)備可從3方面界定：具備OTN物理接口（G.709）、ODUk級(jí)別的交叉連接能力（OTH（O/E/O））、OCh級(jí)別的交叉連接能力（ROADM）。因此，OTN的設(shè)備形態(tài)大致可分為具有OTN接口的WDM設(shè)備（DWDM+G.709）、具有OTN光交叉的設(shè)備（DWDM+G.709+ROADM）、具有OTN電交叉的設(shè)備（OTH）和具有OTN光電混合交叉的設(shè)備（DWDM+G.709+ROADM+OTH）。其中，前兩類(lèi)屬于OTN在光層的應(yīng)用形態(tài)，第三類(lèi)屬于OTN在電層的應(yīng)用形態(tài)，第四類(lèi)屬于光電聯(lián)合設(shè)備應(yīng)用形態(tài)。

具體而言，第一類(lèi)設(shè)備，即OTN終端復(fù)用設(shè)備的架構(gòu)與DWDM基本相同，區(qū)別在于接口標(biāo)準(zhǔn)有差異，國(guó)內(nèi)外主流運(yùn)營(yíng)商在近年來(lái)采用DWDM設(shè)備建設(shè)的骨干網(wǎng)中已經(jīng)引入了G.709接口標(biāo)準(zhǔn)，并在建網(wǎng)思路、技術(shù)需求等方面明確提出了投標(biāo)設(shè)備必須采用OTN技術(shù)的要求。圖1為同時(shí)具備電交叉和光交叉的第四類(lèi)OTN設(shè)備，而第二類(lèi)設(shè)備不具備ODUk交叉模塊，第三類(lèi)設(shè)備不具備OCh交叉部分。

圖1 OTN光電混合交叉設(shè)備系統(tǒng)功能參考模型

目前，國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)商和國(guó)內(nèi)設(shè)備市場(chǎng)主要以接口化的OTN設(shè)備和電交叉OTH設(shè)備為主，ROADM設(shè)備為輔。

1.2 OTN的保護(hù)方式

目前，商用OTN設(shè)備能提供較為完善的設(shè)備級(jí)和網(wǎng)絡(luò)級(jí)保護(hù)。設(shè)備級(jí)保護(hù)主要包括主控板1+1保護(hù)、交叉板1+1保護(hù)和電源的1+1保護(hù)；網(wǎng)絡(luò)級(jí)保護(hù)除了支持傳統(tǒng)的光通道保護(hù)（OSNCP）、光復(fù)用段保護(hù)（OMSP）和光線(xiàn)路保護(hù)（OLP）外，還支持基于ODUk的1+1和1∶N保護(hù)、基于ODUk的環(huán)網(wǎng)保護(hù)和光波長(zhǎng)共享保護(hù)（基于光通道的環(huán)網(wǎng)保護(hù)），其中，基于ODUk的環(huán)網(wǎng)保護(hù)與光波長(zhǎng)共享保護(hù)主要應(yīng)用于環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其他保護(hù)方式的應(yīng)用不受拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的限制。

2 100 G OTN技術(shù)的應(yīng)用策略

根據(jù)業(yè)務(wù)的發(fā)展情況，100 G OTN技術(shù)可應(yīng)用于核心路由器間的接口互聯(lián)，大型數(shù)據(jù)中心間的數(shù)據(jù)交互，干線(xiàn)大容量、長(zhǎng)距離傳輸?shù)确矫妗?/p>

2.1 100 G OTN的部署方案

以國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)商為例，中國(guó)移動(dòng)于2013年大規(guī)模應(yīng)用100 G OTN系統(tǒng)；中國(guó)聯(lián)通和中國(guó)電信結(jié)合現(xiàn)網(wǎng)需求（比如客戶(hù)側(cè)低速率的業(yè)務(wù)較少），OTN網(wǎng)絡(luò)的部署規(guī)模不大，而支持G.709接口的100 G WDM系統(tǒng)（即接口化的OTN）成為了干線(xiàn)主體。然而，考慮到100 G OTN的后續(xù)演進(jìn)，對(duì)于現(xiàn)階段新建的100 G WDM系統(tǒng)而言，建議在原則上支持向100 G OTN系統(tǒng)的升級(jí)，以應(yīng)對(duì)未來(lái)的業(yè)務(wù)需求。

2.2 100 G OTN系統(tǒng)的配置方法

對(duì)于新建的100 G OTN網(wǎng)絡(luò)，由于其對(duì)色散、PMD無(wú)限制，系統(tǒng)設(shè)計(jì)比40 G網(wǎng)絡(luò)更簡(jiǎn)單。值得注意的有衰耗和非線(xiàn)性指標(biāo)，可根據(jù)仿真計(jì)算的OSNR和Q值估算新建系統(tǒng)是否滿(mǎn)足傳輸要求。100 G OTN系統(tǒng)的配置應(yīng)遵循以下4項(xiàng)原則：①由于100 G網(wǎng)絡(luò)具有非線(xiàn)性抑制的特點(diǎn)，當(dāng)傳輸距離較長(zhǎng)時(shí)，為了避免入纖功率過(guò)高而造成的非線(xiàn)性影響，建議適當(dāng)控制入纖功率，并在有條件的情況下優(yōu)先選擇低損G.652光纖。②為了滿(mǎn)足100 G OTN系統(tǒng)中的OSNR指標(biāo)，網(wǎng)絡(luò)跨段≤12時(shí)，如果采用硬判決，則最小的OSNR應(yīng)>18.5 dB，如果采用軟判決，則最小的OSNR應(yīng)>16.5 dB；網(wǎng)絡(luò)跨段>12時(shí)，如果采用硬判決，則最小的OSNR應(yīng)>19 dB，如果采用軟判決，則最小的OSNR應(yīng)>17 dB。③目前，主流設(shè)備廠(chǎng)家的無(wú)電中繼傳輸距離基本可達(dá)到1 000～1 500 km，但站間距離以80 km為宜，超過(guò)100 km時(shí)則會(huì)大大縮短無(wú)電中繼傳輸距離，進(jìn)而會(huì)增加建設(shè)和維護(hù)難度。④通常在100 G OTU客戶(hù)側(cè)采用100 G BASE-LR4/OTL4.4型光接口與100 G路由器互聯(lián)的方式，其采用1 310 nm的窗口，并不適合承載在G.655光纖上。

2.3 100 G OTN保護(hù)方式的選擇

由于受限于衰減效應(yīng)，為了延長(zhǎng)無(wú)電中繼的傳輸距離，需要部署OLP段落。建議采用基于復(fù)用段的OMSP保護(hù)方式，避免采用多個(gè)光放段級(jí)聯(lián)部署OLP的方式。

在通道層面，對(duì)于帶電層交叉的100 G設(shè)備，應(yīng)用最廣泛的保護(hù)技術(shù)為SNCP保護(hù)。通過(guò)電層交叉可實(shí)現(xiàn)主、備用路由的切換。當(dāng)不帶電層交叉或主、備用路由采用不同廠(chǎng)家的設(shè)備組網(wǎng)時(shí)，光通道可采用客戶(hù)側(cè)1+1的保護(hù)方式。

3 100 G與10 G/40 G系統(tǒng)的混傳方式

由于當(dāng)前各運(yùn)營(yíng)商傳送網(wǎng)絡(luò)中存在大量的40 G平臺(tái)，為了保護(hù)投資，100 G OTN與40 G的混傳模式將在未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)長(zhǎng)期存在。混傳場(chǎng)景主要有以下2種。

3.1 相干100 G與非相干10 G/40 G系統(tǒng)混傳

除個(gè)別情況外，現(xiàn)有10 G/40 G系統(tǒng)均采用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(cè)試表明，DCM模塊對(duì)相干的100 G系統(tǒng)額外的OSNR影響較小。因此，只需系統(tǒng)OSNR參數(shù)可同時(shí)滿(mǎn)足100 G和10 G/40 G的設(shè)計(jì)要求，即可實(shí)現(xiàn)兼容混傳。然而，由于10 G波分均采用OOK的調(diào)制方式，對(duì)采用PM-QPSK編碼調(diào)制的100 G系統(tǒng)混傳影響較大，因此，在10 G與100 G混傳時(shí)需要設(shè)置一定數(shù)量的隔離波道。

3.2 相干100 G與相干40 G系統(tǒng)的混傳

對(duì)于40 G相干系統(tǒng)，目前業(yè)界有2種主流編碼技術(shù)：①2相位調(diào)制PDM-B/SK，碼速率為21.5 Gb/s，入纖功率與100 G相干接近，是最易實(shí)現(xiàn)平滑混傳的解決方案；②4相位調(diào)制PM-QPSK，碼速率為11.25 Gb/s，抗非線(xiàn)性較弱、入纖功率較低，與100 G相干混傳的損失較大，需慎重選擇，且在應(yīng)用時(shí)也需要設(shè)置一定數(shù)量的隔離波道。

總而言之，如果現(xiàn)有40 G系統(tǒng)利用率不高，且采用了2相位調(diào)制相干方案，則可選擇混傳方案組網(wǎng)；其他情況下，為了保證傳輸系統(tǒng)的性能，并降低系統(tǒng)的綜合成本，不建議采用多速率混傳方案。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，從新型光傳送體系定義中所涉及的客戶(hù)業(yè)務(wù)發(fā)展方向看，100 G OTN設(shè)備只要將其擁有的技術(shù)優(yōu)勢(shì)、成本優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用優(yōu)勢(shì)發(fā)揮出來(lái)，并沿著大容量、長(zhǎng)距離和智能化的方向不斷發(fā)展，今后一定會(huì)成為網(wǎng)絡(luò)傳輸業(yè)務(wù)的主流。

參考文獻(xiàn)

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〔編輯：張思楠〕