北京國電通網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有限公司 劉 琦

大容量OTN技術(shù)在骨干網(wǎng)上的應(yīng)用

北京國電通網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有限公司 劉 琦

在二十世紀(jì)末期，人們曾經(jīng)以為2.5Gb/s就是光纖傳輸?shù)淖羁焖俣攘耍?但是前北電首席執(zhí)行官羅世杰開展了“光纖革命”，這一舉動把人類帶入了10G時(shí)代。而十年之后的今天100G時(shí)代已經(jīng)悄然到來。目前幾大巨頭已經(jīng)在全球范圍內(nèi)開啟了部署工作。100G將承載著通信行業(yè)下一個(gè)10年時(shí)代。

眾所周知，世界通信技術(shù)的發(fā)展在很大程度上依靠光信號科技的發(fā)展。光網(wǎng)升級所面臨的重大壓力之一就是通信網(wǎng)絡(luò)要步入超寬帶時(shí)代就意味著要應(yīng)對大量的業(yè)務(wù)，光傳送網(wǎng)絡(luò)作為高速公路已經(jīng)在市場和科技的背景下必須升級到100G，以此滿足廣大客戶的需求。但是100G部署的速度之快卻是許多業(yè)內(nèi)人士沒有預(yù)料到的。根據(jù)Ovum在年初的分析報(bào)告中的內(nèi)容，隨著中國運(yùn)營商關(guān)于100G項(xiàng)目的部署和釋放，在不久的將來全球就會步入100G的新紀(jì)元。

中國三大運(yùn)營商中國電信、中國聯(lián)通、中國移動原有的骨干網(wǎng)絕大部分都基于10G波長或40G波長。三者之中中國電信、中國聯(lián)通已經(jīng)規(guī)模化建設(shè)了40G干線，這一舉措導(dǎo)致了中國移動面臨著巨大的帶寬壓力。早在2012年，中國移動就首先提出在國內(nèi)大規(guī)模建設(shè)100G網(wǎng)絡(luò)的計(jì)劃，在該計(jì)劃中，中國移動預(yù)計(jì)將要建設(shè)100G的用量應(yīng)該超過2011年全球運(yùn)營商的建設(shè)總量之和。這一計(jì)劃成為了全球100G走向商用化的歷史轉(zhuǎn)折點(diǎn)，很大程度上刺激了100G產(chǎn)業(yè)鏈逐步走向成熟化。從12年4月開始這個(gè)項(xiàng)目耗時(shí)一年，各大廠商八仙過海各顯神通，都分別制定了較為完備的100G解決策略。關(guān)于100G設(shè)備每一個(gè)模塊、器件、芯片，無論是嚴(yán)格的測試方式還是后期顯示的市場行情都表明了在我國100G已經(jīng)逐步形成產(chǎn)業(yè)鏈，而這條產(chǎn)業(yè)鏈也日漸成熟。緊隨中國移動之后中國聯(lián)通也開展了100G實(shí)驗(yàn)網(wǎng)的招標(biāo)工作，中國電信也不甘示弱對外界宣布了更加宏偉的100G采購計(jì)劃，到此為止100G商用時(shí)代正式來臨。在關(guān)于100G解決方法的討論中，大家一致認(rèn)為在100G高速傳送線路技術(shù)得到提升的同時(shí)，OTN的應(yīng)用對100G來說也是必不可少的，這兩項(xiàng)技術(shù)可以說是未來100G技術(shù)的雙動力，是將來100G廣泛應(yīng)用的重要技術(shù)基礎(chǔ)。

目前，100G網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行大多采用接入速率10G/10GE，除了線路速率是采用100G的。這直接決定了需要將大量10G小顆粒業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)化到100G大管道中。100G WDM建網(wǎng)存在著非常明顯的限制，第一，其末端站點(diǎn)不能隨意接入。其線路和支路密切結(jié)合，支路業(yè)務(wù)在很大程度上決定了線路單元的類型，在該過程中，所有業(yè)務(wù)都必須按照相關(guān)規(guī)定嚴(yán)格計(jì)劃，新業(yè)務(wù)的開展需要從線路兩側(cè)進(jìn)行新的波道設(shè)計(jì)。第二，無法靈活調(diào)度各個(gè)節(jié)點(diǎn)。從業(yè)務(wù)部署的第一天開始就必須限定好源宿，當(dāng)出現(xiàn)需要中途變動的情況時(shí)，就需要人為對進(jìn)行中間節(jié)點(diǎn)的尾纖連接變動，有時(shí)還需要加配硬件，這一過程耗費(fèi)大量的人力物力。第三，難以做到管道的高效利用。雖然管道和業(yè)務(wù)聯(lián)系密切，但是平臺無法共享大多數(shù)管道資源，這就導(dǎo)致了100G大管道不能實(shí)現(xiàn)高效利用，進(jìn)而形成對大管道資源的巨大浪費(fèi)。所有業(yè)務(wù)必須通過點(diǎn)到點(diǎn)的方式傳輸，全網(wǎng)業(yè)務(wù)的流動方向單一固定，繁忙路徑的業(yè)務(wù)無法分享、復(fù)用空余線路的寬帶。

在移動寬帶、流媒體業(yè)務(wù)和云計(jì)算快速發(fā)展的基礎(chǔ)上，區(qū)域分布不均衡、動態(tài)變化、寬帶提速的進(jìn)程都在加快，這種基于點(diǎn)對點(diǎn)的傳統(tǒng)方式無法高效、靈活地調(diào)整業(yè)務(wù)，滿足運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)的需求。不支持OTN的100G方案就像是沒有高架橋的高速公路，車輛只能在規(guī)定的路口上下高速公路，不能做到可以在不同路口隨意上下以及也買個(gè)不同高速公路之間的車輛調(diào)度的相對穩(wěn)定。線路和支路的解耦，管道和業(yè)務(wù)的解耦是OTN的本質(zhì)，同時(shí)也是波分產(chǎn)業(yè)的科技革命，是更加先進(jìn)的生產(chǎn)力。雖然其在10G/40G時(shí)代沒有得到完全發(fā)揮，但由于100G時(shí)代的到來，OTN功能將被充分體現(xiàn)。去電信化的提出OTN技術(shù)實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)成本最優(yōu)化，同時(shí)OTN也讓最近得到高速發(fā)展的電子數(shù)字技術(shù)走進(jìn)了傳統(tǒng)波分光通信領(lǐng)域，采用光電結(jié)合的思想顛覆了點(diǎn)對點(diǎn)的傳統(tǒng)波分架構(gòu)。大家都知道韋樂平提出的“去電信化”中有一條重要原則就是“實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)成本的最優(yōu)化”，在以前運(yùn)營商只關(guān)注單個(gè)網(wǎng)絡(luò)單元的成本，現(xiàn)在已經(jīng)轉(zhuǎn)變成關(guān)注如何實(shí)現(xiàn)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)成本的最優(yōu)化。

OTN是光通信行業(yè)憑借技術(shù)創(chuàng)新降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、運(yùn)營、維護(hù)成本的電信創(chuàng)新技術(shù)。它通過控制對線路側(cè)信號和業(yè)務(wù)的作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化來實(shí)現(xiàn)對業(yè)務(wù)和管道的解耦，很大程度上使波分網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)邏輯簡單化。同時(shí)OTN還實(shí)現(xiàn)了多業(yè)務(wù)的靈活接入和調(diào)度，線路容量的靈活配置，并提供了系統(tǒng)性的保護(hù)，保證了100G大管道的正常運(yùn)營。在網(wǎng)絡(luò)維護(hù)成本急劇增加的今天，價(jià)值獨(dú)顯，OTN技術(shù)不僅簡化了網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的部署，同時(shí)還極大地減少了運(yùn)營成本。和傳統(tǒng)波分相比，設(shè)備只需增加交叉板件和背板總線，與系統(tǒng)100G線卡和光層器件相比，系統(tǒng)增加的成本不到百分之二，但帶寬利用率和業(yè)務(wù)發(fā)放效率、運(yùn)維效率卻提升了近三成，極大地降低了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的運(yùn)維成本，實(shí)現(xiàn)了“網(wǎng)絡(luò)成本的最優(yōu)化”的目標(biāo)，符合了“去電信化”的大流趨勢。

經(jīng)過了近幾年的發(fā)展，OTN技術(shù)以及100G的時(shí)代已經(jīng)快速到來，并且很快被電信行業(yè)接納。行業(yè)權(quán)威分析機(jī)構(gòu)Ovum和Infonetics在2013年的報(bào)告中都曾強(qiáng)調(diào)在，OTN技術(shù)與100G技術(shù)的結(jié)合是行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。Infonetics的2013年5月最新的OTN技術(shù)調(diào)查報(bào)告顯示，2013年全球已有44%的客戶已使用OTN技術(shù)建設(shè)波分網(wǎng)絡(luò)，到2016年這一比例將上升到89%，并強(qiáng)調(diào)隨著高速線路技術(shù)100G和超100G的發(fā)展，OTN和WDM相結(jié)合是技術(shù)發(fā)展的必然。

伴隨骨干網(wǎng)的更新?lián)Q代，高速傳輸技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用也帶動了OTN市場的快速發(fā)展，100G OTN也被視為下一步骨干網(wǎng)的標(biāo)配，中國移動在100G的現(xiàn)網(wǎng)部署中，已經(jīng)全面選用100G OTN系統(tǒng)，欲打造領(lǐng)先的高速傳輸網(wǎng)絡(luò)，中國電信和中國聯(lián)通在100G的部署上，100G OTN系統(tǒng)與100G WDM系統(tǒng)并用，并逐步向100G OTN演進(jìn)過渡。隨著網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量的快速上升，大容量OTN的業(yè)務(wù)調(diào)度能力將在骨干網(wǎng)中發(fā)揮越來越重要的作用。

因骨干通信網(wǎng)架構(gòu)龐大，設(shè)備數(shù)量900余臺、承載業(yè)務(wù)數(shù)千條，核實(shí)起來工作量大，涉及專業(yè)包括傳輸通信、數(shù)據(jù)通信、服務(wù)器主機(jī)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)等，為加強(qiáng)信息通信檢修計(jì)劃性，還需要對下一年內(nèi)大型檢修進(jìn)行整理并核實(shí)其影響情況及對現(xiàn)網(wǎng)運(yùn)行方式的影響。

通過合理的計(jì)劃及周密的安排，各模塊編制人協(xié)同工作，并做好相互核查糾錯(cuò)，不但確保了時(shí)間進(jìn)度要求還確保了年度方式內(nèi)容的準(zhǔn)確性及實(shí)時(shí)性，為通信調(diào)度員開展故障處理、業(yè)務(wù)查詢、應(yīng)急處置、統(tǒng)計(jì)分析提供強(qiáng)大的輔助功能，并作為骨干通信網(wǎng)唯一的綜合資料查詢書籍。

與此同時(shí)，OTN在局域網(wǎng)的發(fā)展中也得到了越來越多的應(yīng)用，單從國內(nèi)市場來看，中國移動PTN+OTN的融合組網(wǎng)模式已經(jīng)成為主流，同時(shí)推進(jìn)的還有P-OTN技術(shù)的發(fā)展；中國聯(lián)通和中國電信現(xiàn)網(wǎng)中也部署了較大的OTN省內(nèi)傳輸網(wǎng)絡(luò)，該運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)具有很強(qiáng)的靈活調(diào)度。隨著OTN技術(shù)的深入應(yīng)用，光交叉也得到了越來越多的重視，OTN的應(yīng)用將不再局限于原有的電交叉，OTN光交叉在運(yùn)營商市場的認(rèn)可將為其未來應(yīng)用開辟更寬闊的空間。

OTN 的一個(gè)特點(diǎn)就是采用的是一次復(fù)用機(jī)制，一方面極大地減少了開支，另一方面綜合了不同的網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議，集成多種用戶接口，實(shí)現(xiàn)了低速和高速信息的接入和傳輸?shù)囊惑w化?？梢灾苯犹峁┕I(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議接口，不需要借助接入設(shè)備。同時(shí)它還具有組網(wǎng)靈活、設(shè)備簡單、集中維護(hù)方便等特點(diǎn)。這在國內(nèi)外軌道交通工程中都得到廣泛的應(yīng)用。

與此同時(shí)OTN 骨干通信網(wǎng)也存在著一些不足之處：首先，所有的OTN 設(shè)備都是由OTN 公司獨(dú)立研究并生產(chǎn)的, 企業(yè)需要售后服務(wù)時(shí)必須依賴設(shè)備廠商，不能獨(dú)立進(jìn)行檢修工作；第二點(diǎn)是兼容性差，OTN設(shè)備在與非OTN網(wǎng)絡(luò)在連接過程中很容易產(chǎn)生問題，就目前的發(fā)展水平而言，只有通過SDH 才能傳遞OTN承載的業(yè)務(wù)，但是OTN 卻無法傳遞SDH 承載的業(yè)務(wù)；最后由于OTN是OTN 公司的獨(dú)家產(chǎn)品，設(shè)備價(jià)格不能趨于穩(wěn)定。

大容量OTN技術(shù)如何與骨干網(wǎng)更好地結(jié)合，怎樣完善其現(xiàn)有的不足，還需要相關(guān)科研人員的不懈努力。在技術(shù)與市場的結(jié)合過程中，還有很長的路要走。