易 慧，劉金鳳

（1湖南省郵電規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410126；2湖南省水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410126）

0 引 言

農(nóng)村地區(qū)GE及以上顆粒大客戶、LTE等業(yè)務(wù)上行需求不斷增長(zhǎng)。這些業(yè)務(wù)對(duì)農(nóng)村承載網(wǎng)的帶寬容量提出了更高的要求。現(xiàn)網(wǎng)MSTP網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展能力有限、不支持流量統(tǒng)計(jì)復(fù)用、業(yè)務(wù)承載能力低，不能高效承載LTE的突發(fā)流量和基站間回傳業(yè)務(wù)，不能滿足未來(lái)業(yè)務(wù)的承載需求。IPRAN網(wǎng)絡(luò)的新建和OLT上行帶寬的擴(kuò)容升級(jí)，對(duì)農(nóng)村主干光纜光纖資源的消耗較大，且多數(shù)采用單鏈和級(jí)聯(lián)的方式連接，不能保障業(yè)務(wù)的安全。建議采用OTN解決農(nóng)村地區(qū)日益增長(zhǎng)的業(yè)務(wù)對(duì)帶寬和網(wǎng)絡(luò)安全的要求。

1 OTN簡(jiǎn)介

1.1 OTN概念

OTN（Optical Transport Network）為光傳送網(wǎng)技術(shù)，是將SDH的運(yùn)營(yíng)和管理能力應(yīng)用到WDM系統(tǒng)中，并在傳統(tǒng)WDM系統(tǒng)光域的基礎(chǔ)上增加了電域，是實(shí)現(xiàn)光域（數(shù)字傳送）和電域（模擬傳送）管理的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。OTN實(shí)現(xiàn)了多子波長(zhǎng)業(yè)務(wù)調(diào)度，為承載業(yè)務(wù)提供多數(shù)量、大容量的傳輸通道，同時(shí)為承載業(yè)務(wù)提供多重保護(hù)，并節(jié)省大量的光纖資源，是能滿足多層次業(yè)務(wù)需求的網(wǎng)絡(luò)。

1.2 OTN的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)

1.2.1 OTN的特點(diǎn)

OTN技術(shù)作為當(dāng)今使用最多的傳輸技術(shù)之一，其主要特點(diǎn)如下。

第一，多業(yè)務(wù)接入能力和透明傳輸。OTN具備統(tǒng)一的幀格式，對(duì)客戶信號(hào)進(jìn)行無(wú)差別封裝，使之能提供多業(yè)務(wù)接口和透明傳輸。現(xiàn)有OTN設(shè)備支持接入SDH、PDH、OTN以及以太網(wǎng)等多種業(yè)務(wù)類(lèi)型。

第二，大顆粒的帶寬復(fù)用和交叉調(diào)度能力。OTN技術(shù)基于大顆粒業(yè)務(wù)傳輸和端至端維護(hù)的新需求，將業(yè)務(wù)信號(hào)的處理和傳輸分別放至電域和光域內(nèi)進(jìn)行?；陔妼拥慕徊嬲{(diào)度：OTN可實(shí)現(xiàn)電層的基于ODUk顆粒的交叉連接，ODUk中的k=1、2、3，對(duì)應(yīng)的客戶信號(hào)速率分別為2.5 Gb/s、10 Gb/s、40 Gb/s?；诠鈱拥牟ㄩL(zhǎng)交叉調(diào)度：光層的帶寬顆粒是波長(zhǎng)，即OTN可實(shí)現(xiàn)基于單個(gè)波長(zhǎng)的交叉連接。在光層上利用ROADM實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)業(yè)務(wù)調(diào)度，OTN實(shí)現(xiàn)了多子波長(zhǎng)業(yè)務(wù)調(diào)度，提高了帶寬管理能力和調(diào)度效率，使波道資源得到了更加充分的利用。

第三，強(qiáng)大的保護(hù)恢復(fù)能力。OTN提供線性保護(hù)、子網(wǎng)連接保護(hù)和環(huán)網(wǎng)保護(hù)，為客戶業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量提供了保障。

第四，強(qiáng)大的開(kāi)銷(xiāo)和維護(hù)管理能力。OTN定義了豐富的開(kāi)銷(xiāo)字節(jié)，大大提高了數(shù)據(jù)監(jiān)視能力，可提供6層嵌套串聯(lián)連接監(jiān)視功能，以便實(shí)現(xiàn)端至端和多個(gè)分段的同時(shí)性能監(jiān)視。

第五，提高了組網(wǎng)能力。通過(guò)引入OTN的幀結(jié)構(gòu)、ODUk交叉和多粒度ROADM，大大提高了光傳送網(wǎng)的組網(wǎng)能力。

1.2.2 OTN的優(yōu)勢(shì)

OTN相對(duì)于SDH傳輸網(wǎng)具有以下優(yōu)勢(shì)：充分利用光纖帶寬資源，超大容量傳輸；對(duì)客戶信號(hào)進(jìn)行透明傳輸；異步映射；強(qiáng)大的管理能力。

OTN相對(duì)于傳統(tǒng)DWDM具有以下優(yōu)勢(shì)[1]：有效的監(jiān)視能力，運(yùn)行、管理、維護(hù)、供應(yīng)保障及網(wǎng)絡(luò)生存能力；靈活的光/電層調(diào)度能力和電信級(jí)的可管理、可運(yùn)營(yíng)組網(wǎng)能力。

2 OTN在農(nóng)村承載網(wǎng)中的應(yīng)用建議

2.1 組網(wǎng)方案

根據(jù)農(nóng)村主干光纜情況并結(jié)合業(yè)務(wù)流量流向，確定OTN組網(wǎng)方案。OTN組網(wǎng)有點(diǎn)至點(diǎn)、鏈形、環(huán)形以及網(wǎng)狀四種基本拓?fù)洌山M合成環(huán)帶鏈、環(huán)相交等拓?fù)洌鐖D1所示。根據(jù)主干光纜的情況，選擇業(yè)務(wù)量較大的匯聚節(jié)點(diǎn)設(shè)置OADM站，組建OTN環(huán)網(wǎng)，單路由光纜出局的節(jié)點(diǎn)可設(shè)置OTM站接入至OTN環(huán)網(wǎng)。業(yè)務(wù)量較小的節(jié)點(diǎn)采用裸纖上連至就近OADM/OTM站點(diǎn)接入OTN環(huán)。

2.2 頻率與波長(zhǎng)選擇

圖1 DWDM網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲械腛TM節(jié)點(diǎn)數(shù)和單節(jié)點(diǎn)遠(yuǎn)期業(yè)務(wù)量，確定系統(tǒng)配置。OTN系統(tǒng)有80×100 Gb/s平臺(tái)、80×10 Gb/s平臺(tái)、40×10 Gb/s平臺(tái)等?，F(xiàn)網(wǎng)80×100 Gb/s OTN系統(tǒng)多用于骨干層和匯聚層。接入業(yè)務(wù)量較小的農(nóng)村承載網(wǎng)一般采用40×10 Gb/s OTN系統(tǒng)，接入業(yè)務(wù)量較大的農(nóng)村承載網(wǎng)一般采用80×10 Gb/s OTN系統(tǒng)。40波OTN系統(tǒng)通道間隔為100 GHz，80波OTN系統(tǒng)通道間隔為50 GHz。

2.3 波道及板卡配置

根據(jù)需開(kāi)通的業(yè)務(wù)類(lèi)型和數(shù)量，配置本期OTN波道及業(yè)務(wù)板卡。根據(jù)各節(jié)點(diǎn)預(yù)估的遠(yuǎn)期業(yè)務(wù)量預(yù)留波道。80×100 Gb/s OTN系統(tǒng)支持80個(gè)100 G波道，80×10 Gb/s OTN系 統(tǒng) 支 持80個(gè)10 G波 道，40×10 Gb/s OTN系統(tǒng)支持40個(gè)10 G波道。

現(xiàn)有OTN設(shè)備支持接入SDH、PDH、OTN以及以太網(wǎng)等多種業(yè)務(wù)類(lèi)型。

SDH：STM-1、STM-4、STM-16以及 STM-64；

PDH：E1、T1、E3以及 T3；

OTN：OTU1、OTU2；

以太網(wǎng)：FE（電信號(hào)/光信號(hào)）、GE（電信號(hào)/光信號(hào)）、10G（LAN/WAN）。

農(nóng)村承載網(wǎng)中的OTN設(shè)備目前接入業(yè)務(wù)如下。第一，政企業(yè)務(wù)：FE和GE大顆粒業(yè)務(wù)。第二，SDH業(yè)務(wù)：STM-1、STM-4較多，STM-16、STM-64較少。第三，IPRAN業(yè)務(wù)：GE和10 G。第四，PTN：GE和10 G。第五，OLT業(yè)務(wù)：GE和10 G。

2.4 網(wǎng)絡(luò)保護(hù)

設(shè)備級(jí)保護(hù)：OTN設(shè)備自身提供完善的設(shè)備級(jí)保護(hù)，包括主控交叉時(shí)鐘合一板1+1備份、電源備份、風(fēng)扇冗余。主控交叉時(shí)鐘合一板支持1+1主備保護(hù)，主備交叉板互為備份。主用交叉板和備用交叉板通過(guò)背板總線同時(shí)連接到業(yè)務(wù)交叉槽位對(duì)交叉業(yè)務(wù)進(jìn)行保護(hù)。滿足以下任意條件將發(fā)生倒換：執(zhí)行人工倒換命令；時(shí)鐘、電源等硬件故障；拔板或硬復(fù)位交叉單板；綁定模式下軟硬復(fù)位主控板；交叉總線故障。電源備份：兩塊PIU/APIU單板采用熱備份的方式為系統(tǒng)供電，當(dāng)一塊PIU/APIU單板故障時(shí)，系統(tǒng)仍能正常工作。風(fēng)扇冗余：包含多個(gè)獨(dú)立的風(fēng)扇用于設(shè)備散熱，任意1個(gè)風(fēng)扇失效不會(huì)影響其他風(fēng)扇。

網(wǎng)絡(luò)級(jí)保護(hù)：線性保護(hù)、子網(wǎng)連接保護(hù)和環(huán)網(wǎng)保護(hù)。線性保護(hù)包括光線路保護(hù)、光復(fù)用保護(hù)和光通道保護(hù)，均通過(guò)光保護(hù)單板，在相鄰的光放站和光復(fù)用站間利用分離路由實(shí)現(xiàn)對(duì)光纖或光通道的保護(hù)，區(qū)別在于保護(hù)的范圍不同。子網(wǎng)連接保護(hù)是一種專(zhuān)用的點(diǎn)至點(diǎn)保護(hù)機(jī)制，主要采用基于ODUk的1+1保護(hù)。環(huán)網(wǎng)保護(hù)包括光層保護(hù)和電層保護(hù)，光層保護(hù)主要采用OCh共享環(huán)保護(hù)（1∶1），電層保護(hù)采用ODUk共享環(huán)保護(hù)（1∶1）。

農(nóng)村承載網(wǎng)覆蓋廣、建設(shè)成本高。為節(jié)約建設(shè)成本，對(duì)于接入客戶業(yè)務(wù)本身已具備保護(hù)能力的，不建議在OTN網(wǎng)絡(luò)側(cè)重復(fù)提供保護(hù)。如：OLT設(shè)備，上行采用了2×10 G/GE鏈路，且上行流量未超過(guò)50%；SDH設(shè)備，已采用環(huán)網(wǎng)保護(hù)。

3 結(jié) 論

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，國(guó)家對(duì)農(nóng)村通信網(wǎng)絡(luò)的政策傾向使農(nóng)村通信網(wǎng)業(yè)務(wù)飛速發(fā)展，且呈現(xiàn)多樣化和寬帶化趨勢(shì)。成熟的OTN網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的多業(yè)務(wù)接入能力、大容量及充分利用光纖帶寬資源等突出優(yōu)勢(shì)，在現(xiàn)階段農(nóng)村通信承載網(wǎng)絡(luò)中得到了廣泛應(yīng)用，為人們的生產(chǎn)生活提供便利同時(shí)，也為農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了杰出貢獻(xiàn)。