張 冬

（山西傳媒學院，山西 晉中 030619）

0 引 言

2018年11月，國家廣播電影電視總局印發(fā)了《關于促進智慧廣電發(fā)展的指導意見》，推動廣播電視從數(shù)字化網(wǎng)絡化向智慧化發(fā)展，實現(xiàn)廣播電視從功能業(yè)務型向創(chuàng)新服務型轉(zhuǎn)變[1]。全國廣電行業(yè)結(jié)合各自的特點建設適合自己特色的智慧廣電，太原有線電視網(wǎng)絡有限公司提出基于有線電視網(wǎng)絡的高速寬帶互聯(lián)網(wǎng)和交互視頻網(wǎng)絡，實現(xiàn)具有太原市特色的智慧廣電融合網(wǎng)絡發(fā)展目標。

太原有線城域網(wǎng)主干網(wǎng)絡沒有大容量的密集波分復用傳輸系統(tǒng)，存在光纜資源緊張、可靠性低和維護難度高等問題。為滿足太原智慧廣電業(yè)務需求，承載安全播出、IP城域網(wǎng)和集團客戶等海量的大帶寬、全業(yè)務的傳輸需求，需要結(jié)合太原有線情況建設城域網(wǎng)光傳送網(wǎng)（Optical Transport Network，OTN）傳輸系統(tǒng)。

1 OTN傳輸系統(tǒng)建設內(nèi)容與目標

1.1 建設內(nèi)容

本項目新建3個匯聚環(huán)，其中城區(qū)2個，郊區(qū)1個。覆蓋12個機房，包括1個總前端核心機房和11個分前端匯聚機房。

為滿足太原智慧廣電業(yè)務發(fā)展需求，保證骨干網(wǎng)絡安全傳輸，項目新建了一套100 Gb·s-1OTN波分傳輸系統(tǒng)。同時，新增網(wǎng)管系統(tǒng)1套，并且利用原有的網(wǎng)絡公司核心機房增加了電子架12端和光子架56端的配置。

1.2 業(yè)務需求

本項目新建城域網(wǎng)OTN傳輸系統(tǒng)主要用于承載IP城域網(wǎng)和政企客戶等電路需求。

1.2.1 IP城域網(wǎng)業(yè)務承載需求

根據(jù)IP城域網(wǎng)的規(guī)劃設計，IP城域網(wǎng)包含1個原有的核心節(jié)點機房，改造擴建兩個匯聚節(jié)點機房，加上原15個節(jié)點機房，共計17個匯聚節(jié)點機房。大部分匯聚點至核心節(jié)點的帶寬為2×100 Gb·s-1，部分站點為N×10 Gb·s-1上行。IP城域網(wǎng)需求根據(jù)傳輸網(wǎng)實際情況采用“全裸纖”和“全OTN”的方式進行承載。本項目新建城域網(wǎng)OTN傳輸系統(tǒng)在8個城區(qū)分前端匯聚機房各建設2條100 Gb·s-1光通路子層網(wǎng)絡（Optical Channel layer network，OCH），在4個郊區(qū)分前端匯聚機房各建設4條10 Gb·s-1OCH用于承載IP承載網(wǎng)需求。

為了實現(xiàn)安全播出和安全傳輸，通過雙路由的方式，保證同一匯聚節(jié)點的2條電路不同時中斷?？紤]到對傳輸網(wǎng)絡的可管可控，引入軟件定義網(wǎng)絡（Software Defined Network，SDN）智能網(wǎng)管，并對部分中繼段/復用段配置OLP保護，從而提高業(yè)務的安全性。

1993年，剛剛30歲的王逸平被確診患有克羅恩病，克羅恩病尚無法治愈，只能靠藥物控制。在隨后長達25年時間里，王逸平以抱病之軀，先后承擔起國家科技重大專項、科技部專項、863項目、國家自然科學基金委項目、中科院重大專項等眾多研究任務。2018年4月11日，王逸平因病在辦公室離世，年僅55歲。

1.2.2 政企客戶業(yè)務承載需求

政企客戶需求是未來廣電業(yè)務的重要增長點。開展政企集團客戶專網(wǎng)業(yè)務，有助于公司實現(xiàn)從單純的廣電運營商向綜合信息服務商的轉(zhuǎn)型。因此，本項目新建城域網(wǎng)OTN傳輸系統(tǒng)應充分考慮政企客戶業(yè)務對傳輸?shù)男枨?。政企客戶包括政府機構、企事業(yè)單位、科研院所、銀行金融等部門。這些政企集團客戶通常要求網(wǎng)絡的傳輸具有高可靠、低時延、業(yè)務類型多樣化和快速開通的特點。

目前，太原有線具有雪亮項目和天網(wǎng)工程兩個大的集團客戶。大客戶的局向主要是各節(jié)點至小店和高新。本期項目在城區(qū)全網(wǎng)配置1×100 Gb·s-1波道，在郊區(qū)全網(wǎng)配置2×10 Gb·s-1波道，用于承載包括上述業(yè)務在內(nèi)的政企客戶需求。

2 OTN傳輸系統(tǒng)總體架構

城域OTN傳輸系統(tǒng)架構由核心匯聚層和接入層組成。核心匯聚層采用“光電分離，支線路分離”的組網(wǎng)架構，主要完成對用戶業(yè)務的接入、適配、匯聚、交叉復用和光層調(diào)度，采用環(huán)形的拓撲結(jié)構并按需選用OLP等保護方式。接入層由接入設備組成，主要功能是完成客戶側(cè)的業(yè)務接入，可根據(jù)用戶距離選用不同的上行方式，根據(jù)業(yè)務的保護級別選擇單鏈或環(huán)形的拓撲結(jié)構[2]。接入層的建設采用隨業(yè)務建設的方式進行。

本項目太原市新建3個匯聚環(huán)。其中城區(qū)匯聚環(huán)2個，郊區(qū)匯聚環(huán)1個。總體拓撲如圖1所示。

3 OTN傳輸系統(tǒng)設計方案

本項目共建設3個匯聚環(huán)、14個復用段，共覆蓋1個核心站點、11個匯聚站點，網(wǎng)絡拓撲如圖1所示。本項目計劃在三個復用段建設OLP保護，后期會根據(jù)光纜線芯的實際情況進行變更。

圖1 城域網(wǎng)OTN傳輸系統(tǒng)拓撲圖

3.1 波道及子波道規(guī)劃

OTN環(huán)網(wǎng)的波道規(guī)劃綜合考慮太原有線網(wǎng)絡規(guī)模、業(yè)務等級等因素，充分利用OTN動態(tài)電層調(diào)度功能及獨有的電交叉模塊等特色[3]。項目建設3個匯聚環(huán)，由于具有不同路徑和不同節(jié)點，劃分三個波段可以使用相同的子波道。

對大客戶專線和安播類等業(yè)務，原則上為這些區(qū)段空間不會重復的業(yè)務分配相同波長資源，減少波長沖突可能性?？梢钥紤]采用共享波道來實現(xiàn)不同業(yè)務開通，提升波長利用效率，有效保護業(yè)務。對于IP城域網(wǎng)業(yè)務，可以單獨規(guī)劃不同的波道。在系統(tǒng)建設初期，波道使用按照中心頻率從高到低依次使用，這樣可以有效保證系統(tǒng)的單波性能，有利于后期擴容時各通道的功率平坦[4]。

環(huán)1、環(huán)2采用共享環(huán)的方式配置一條共享100 Gb·s-1OCH，用于承載大客戶專線和安播類業(yè)務；采用獨占波道的方式為每個匯聚節(jié)點配置2條100 Gb·s-1OCH（占用一個波道，2個方向），用于承載IP城域網(wǎng)的需求。

本項目所有復用端均按照80/96波進行配置。環(huán)1和環(huán)2初期配置單波100 Gb·s-1，后期平滑升級為單波 200 Gb·s-1；環(huán) 3 初期配置單波 10 Gb·s-1，后期平滑升級為單波100 Gb·s-1。所有環(huán)路統(tǒng)一選取λ40和λ80作為預留波道。

3.2 設備配置方案

3.2.1 主要設備配置

本項目建設包括1個總前端核心機房和11個分前端匯聚機房共計12個節(jié)點。每個節(jié)點的主要傳輸設備配置如表1所示。

表1 主要設備配置表

光子架數(shù)量在滿足方案組網(wǎng)及網(wǎng)絡保護的前提下，結(jié)合機房的空間情況按需配置[5]。每個電子架的每種支線路板卡的配置數(shù)量≥2塊。10 Gb·s-1E支路端口可適配10 Gb·s-1E及以下速率光模塊，并支持10 Gb·s-1及以下速率業(yè)務的接入。100 Gb·s-1支路模塊選用0.1 km光模塊，支持與IP數(shù)據(jù)網(wǎng)對應光模塊互聯(lián)。10 Gb·s-1支路光模塊選用40 km的1 310 nm的單模光模塊。

3.2.2 保護策略配置

保護策略主要包括OTN設備級保護和OTN網(wǎng)級保護。

（1）OTN設備級保護。核心節(jié)點設備包括主控板1+1、交叉板1+1、電源1+1保護；城區(qū)匯聚節(jié)點設備包括主控板1+1、交叉板1+1、電源1+1保護；郊區(qū)匯聚節(jié)點設備包括主控板1+1、交叉板1+1、電源1+1保護。所有節(jié)點的設備全部實現(xiàn)熱備份。

（2）OTN網(wǎng)級保護。所有節(jié)點設備在光層配置OLP/OMSP保護，實現(xiàn)中繼段/復用端層面的保護，支持網(wǎng)絡級保護、光線路保護、光通道保護。在電層按需配置ODUK SNCP保護，實現(xiàn)業(yè)務級別的保護。同時，通過基于SDN技術的智能網(wǎng)管系統(tǒng)開啟電層ASON保護，實現(xiàn)全網(wǎng)的智能調(diào)度和網(wǎng)絡恢復。

3.3 網(wǎng)管建設方案

本項目采用一套雙機熱備的網(wǎng)絡管理系統(tǒng)進行管理。為實現(xiàn)網(wǎng)絡智能化運維，本項目在網(wǎng)絡運維系統(tǒng)加載SDN功能，即在傳統(tǒng)網(wǎng)管系統(tǒng)功能基礎上增加SDN網(wǎng)絡的域控制器（D-Controller）功能。網(wǎng)管系統(tǒng)支持告警、性能管理、故障管理、配置管理、安全管理、網(wǎng)絡單元時間設置、分層管理、數(shù)據(jù)庫管理以及網(wǎng)管北向接口等功能。新建系統(tǒng)的網(wǎng)管主備服務器均設置在8樓總前端機房，同時在網(wǎng)管中心設置遠程終端。

3.4 WDM系統(tǒng)指標

3.4.1 系統(tǒng)工作波長

本次波分系統(tǒng)工作波長使用范圍波長1 529.16～1 531.12 nm，相應中心頻率為195.8～196.05 THz，并且預留了80波的能力。

3.4.2 信噪比指標

本期項目按照市區(qū)單波100 Gb·s-1、縣區(qū)單波10 Gb·s-1設計，雙纖雙向。光纜線路采用現(xiàn)有G.652光纖，光纖衰耗按0.3 dB·km-1計取，活接頭按照每個0.5 dB計取。各中繼段須預留不低于3 dB的項目余量，光信噪比（Optical Signal Noise Ratio，OSNR）余量設定為1 dB。

3.4.3 誤碼性能指標

對于誤碼性能，主要的測試指標為SESR（嚴重誤碼秒率）和BBER（背景碼組誤碼率）兩個指標，測試儀表為誤碼分析儀。SESR（嚴重誤碼秒率）指在一固定測試間隔中SES(嚴重誤碼秒)與總可用秒數(shù)之比。BBER（背景碼組誤碼率）指在一固定測試間隔中，EB(誤碼碼組)與總碼塊數(shù)之比，但在SES（嚴重誤碼秒）及不可用時間內(nèi)的所有碼組均不計入其中。太原市光傳送網(wǎng)（OTN）本地網(wǎng)光通道的誤碼性能不能超出光傳送網(wǎng)（OTN）工程技術標準中相關的指標要求。也就是實際光通道誤碼按表2指標乘以實際光通道長度與280 km之比進行計算，計算后的數(shù)值不能超出表2中的指標。

表2 280 km光通道長期系統(tǒng)誤碼性能驗收指標

按照光傳送網(wǎng)（OTN）工程技術標準要求，考慮到太原有線網(wǎng)絡公司要進行長期的運營使用，所以對于本地光傳送網(wǎng)測試時間不少于一個月。

4 結(jié) 語

太原有線城域網(wǎng)OTN傳輸系統(tǒng)經(jīng)過建設已基本完成，對于提升太原有線智慧廣電網(wǎng)絡傳輸能力起到了很大的作用，不僅承載IP城域網(wǎng)和政企客戶等全業(yè)務通信數(shù)據(jù)和大帶寬新興業(yè)務的業(yè)務需求，而且解決了城市管線資源有限、無法增加光纖資源這個困擾所有運營商的難題。