王 翔，黃書廣，喬月強(qiáng)（中訊郵電咨詢?cè)O(shè)計(jì)院有限公司鄭州分公司，河南鄭州 450007）

0 前言

近年來(lái)互聯(lián)網(wǎng)高速發(fā)展，運(yùn)營(yíng)商傳統(tǒng)業(yè)務(wù)已經(jīng)進(jìn)入低增長(zhǎng)周期，但其大客戶專線收入?yún)s呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)的趨勢(shì)，尤其是在國(guó)際業(yè)務(wù)市場(chǎng)。目前國(guó)際的大客戶專線呈現(xiàn)GE 以上高速專線快速增長(zhǎng)、低速業(yè)務(wù)長(zhǎng)期存在、多種業(yè)務(wù)類型共存的狀態(tài)。

當(dāng)前運(yùn)營(yíng)商的國(guó)際傳輸網(wǎng)絡(luò)主要采用OTN+SDH的承載方案。但SDH 設(shè)備面臨逐步停產(chǎn)或停止維護(hù)的狀況，OTN 技術(shù)在承載小顆粒業(yè)務(wù)時(shí)能力不足，PeOTN 作為多業(yè)務(wù)承載平臺(tái)應(yīng)運(yùn)而生，其支持OTN 交叉、VC 交叉和Packet 交換，可解決不同顆粒和不同技術(shù)的專線業(yè)務(wù)需求，為當(dāng)前國(guó)際傳輸專線的承載提供可考慮的解決方案。但PeOTN 同樣存在管理維護(hù)復(fù)雜、TP 專線時(shí)延較大等問(wèn)題，而Liquid OTN 技術(shù)的出現(xiàn)可大幅簡(jiǎn)化傳輸網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)2 Mbit/s～100 Gbit/s 帶寬的統(tǒng)一調(diào)度，為國(guó)際傳輸專線的承載提供了較為完善的演進(jìn)目標(biāo)。

1 PeOTN和Liquid OTN技術(shù)特點(diǎn)

1.1 PeOTN技術(shù)

分組增強(qiáng)型OTN（PeOTN）在OTN 網(wǎng)絡(luò)功能的基礎(chǔ)上，增加SDH 層、MPLS-TP 層和以太網(wǎng)層的網(wǎng)絡(luò)功能，具有對(duì)TDM（ODUk和VC）業(yè)務(wù)、MPLS-TP 包、以太網(wǎng)業(yè)務(wù)、ODUk 業(yè)務(wù)和波長(zhǎng)的交換調(diào)度能力，并支持多層間的層間適配和映射復(fù)用，實(shí)現(xiàn)對(duì)分組（MPLS-TP或以太網(wǎng)）、OTN、SDH、波長(zhǎng)等各類業(yè)務(wù)的統(tǒng)一和靈活傳送功能，并具備傳送特征的OAM、保護(hù)和管理功能。PeOTN 從設(shè)備形態(tài)上可分為集中交叉型和板卡增強(qiáng)型。

1.1.1 板卡增強(qiáng)型PeOTN

板卡增強(qiáng)型PeOTN 的分組化功能通過(guò)集中交換板卡和相應(yīng)的分組業(yè)務(wù)處理板卡分布式實(shí)現(xiàn)；業(yè)務(wù)通過(guò)L2 板卡進(jìn)行分組化處理后，再適配成ODUk 顆粒，進(jìn)入ODU 交叉矩陣；SDH 不同大小的VC 顆粒，不同速率的以太網(wǎng)業(yè)務(wù)和MPLS 業(yè)務(wù)通過(guò)所對(duì)應(yīng)的業(yè)務(wù)由板卡實(shí)現(xiàn)處理，然后在ODU 交叉板卡實(shí)現(xiàn)ODUk 電交叉，之后進(jìn)入OTN 的線路側(cè)，完成業(yè)務(wù)分組化的高速傳輸。

1.1.2 集中交叉型PeOTN

集中交叉型PeOTN 的分組化功能通過(guò)支持多業(yè)務(wù)分組化統(tǒng)一交換矩陣來(lái)實(shí)現(xiàn)，對(duì)于不同類型的業(yè)務(wù)，比如SDH、MPLS-TP 和以太網(wǎng)業(yè)務(wù)，其交換均可以通過(guò)統(tǒng)一的分組化PKT 和TDM 業(yè)務(wù)交叉矩陣完成，其中統(tǒng)一交叉芯片中的TDM 和Packet 業(yè)務(wù)的處理是通過(guò)2個(gè)隔離的通道實(shí)現(xiàn)。該類型設(shè)備在應(yīng)對(duì)多業(yè)務(wù)接入方面調(diào)度更加靈活，分組化集中度高，二層交換能力和多業(yè)務(wù)承載能力更強(qiáng)，目前多個(gè)廠家已實(shí)現(xiàn)從現(xiàn)有的OTN 設(shè)備直接平滑升級(jí)。此為目前PeOTN 技術(shù)演進(jìn)的主流方向。

1.2 Liquid OTN技術(shù)

Liquid OTN 也是一種硬管道傳輸技術(shù)，相比于OTN/SDH，它定義了靈活彈性的新容器OSUflex，可以分配顆粒度更小的管道（2 Mbit/s～100 Gbit/s）。同時(shí)支持靈活容器，消除了時(shí)隙限制，支持2 Mbit/s～100 Gbit/s 業(yè)務(wù)無(wú)中斷無(wú)損帶寬線性調(diào)整，網(wǎng)絡(luò)資源利用率近乎100%。

Liquid OTN 進(jìn)一步劃分傳統(tǒng)OTN 的OPU 凈荷至2.4M 大小的PB 塊（Payload Block），映射封裝到OSUflex 的定長(zhǎng)幀中，其中OSUflex 幀包括開(kāi)銷（OverHead）和凈荷區(qū)域（Payload），然后通過(guò)通道標(biāo)識(shí)符TPN 進(jìn)入到新的容器承載在OPK中。

Liquid OTN 可以通過(guò)OSUflex 直接映射封裝到ODUflex，解決傳統(tǒng)OTN 封裝小顆粒業(yè)務(wù)如VC12 映射層級(jí)過(guò)多的問(wèn)題，從而縮短部分傳輸設(shè)備時(shí)延。

2 國(guó)際傳輸專線的承載方式

2.1 國(guó)際傳輸專線承載現(xiàn)狀

當(dāng)前國(guó)際傳輸專線業(yè)務(wù)主要采用SDH 和OTN 2級(jí)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行承載，SDH 平臺(tái)主要用于承載GE 以下顆粒業(yè)務(wù)，OTN 平臺(tái)主要承載GE 以上顆粒業(yè)務(wù)，其中SDH 設(shè)備可租用10 Gbit/s 或2.5 Gbit/s 帶寬自行組網(wǎng)，也可通過(guò)OTN 平臺(tái)透?jìng)饕欢◣掃M(jìn)行組網(wǎng)。SDH/OTN 平臺(tái)屬于剛性管道，其具備物理隔離、安全性高、獨(dú)占帶寬等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)維護(hù)簡(jiǎn)單，OAM 功能豐富。當(dāng)前國(guó)際傳輸專線承載方式如圖1所示。

圖1 當(dāng)前國(guó)際傳輸專線承載方式

根據(jù)通信市場(chǎng)研究數(shù)據(jù)，當(dāng)前大客戶傳輸專線業(yè)務(wù)呈現(xiàn)爆炸式增長(zhǎng)，大帶寬業(yè)務(wù)增長(zhǎng)迅速、小顆粒業(yè)務(wù)存量及增量仍然可觀，面對(duì)這種多業(yè)務(wù)承載、多網(wǎng)絡(luò)共存、帶寬資源瓶頸等問(wèn)題，傳統(tǒng)的SDH/OTN 平臺(tái)承載方案呈現(xiàn)出以下3個(gè)問(wèn)題。

a）SDH 設(shè)備組網(wǎng)能力太小，10 Gbit/s 網(wǎng)絡(luò)不足以支撐快速增長(zhǎng)的更大顆粒業(yè)務(wù)需求。

b）目前10～100 Mbit/s是主流專線需求，而OTN網(wǎng)絡(luò)最小顆粒度為GE，考慮到國(guó)際帶寬的高額成本，通過(guò)GE 通道開(kāi)通100 Mbit/s 以下業(yè)務(wù)會(huì)帶來(lái)成本的大幅提升。

c）SDH 設(shè)備老舊、技術(shù)落后，多數(shù)設(shè)備廠家已經(jīng)停止其SDH 技術(shù)研發(fā)，國(guó)內(nèi)某主流廠商已經(jīng)徹底停產(chǎn)，僅提供一定期限內(nèi)的維保服務(wù)，各大運(yùn)營(yíng)商也在縮減甚至停止SDH設(shè)備的投資。

2.2 PeOTN傳輸專線承載分析

如前文介紹，運(yùn)營(yíng)商國(guó)際傳輸網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前以SDH 和OTN 平臺(tái)為主，隨著SDH 設(shè)備的逐步停產(chǎn)和脫保，運(yùn)營(yíng)商急需引進(jìn)可融合當(dāng)前傳輸網(wǎng)絡(luò)、實(shí)現(xiàn)現(xiàn)網(wǎng)平滑演進(jìn)又兼顧網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)的傳輸設(shè)備。PeOTN 設(shè)備具備VC 交叉和OTN 交叉能力，可作為首要的考慮對(duì)象，在新建節(jié)點(diǎn)或MSTP/SDH 設(shè)備容量已滿的節(jié)點(diǎn)先行部署PeOTN。

2.2.1 應(yīng)用場(chǎng)景1

對(duì)于現(xiàn)網(wǎng)僅配置SDH 設(shè)備的POP 點(diǎn)或國(guó)際局節(jié)點(diǎn)，PeOTN 設(shè)備可配置SDH 板卡與其組網(wǎng)，以國(guó)內(nèi)某主流設(shè)備廠家為例，組網(wǎng)架構(gòu)如圖2所示。

圖2 PeOTN與SDH設(shè)備組網(wǎng)場(chǎng)景1

此組網(wǎng)方式基本等同于傳統(tǒng)SDH 網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)租用或自有10 Gbit/s 帶寬通道，由海纜設(shè)備或其他運(yùn)營(yíng)商骨干設(shè)備提供STM64 接口，100 Mbit/s 以下業(yè)務(wù)可通過(guò)VC12 虛級(jí)聯(lián)實(shí)現(xiàn)，100 Mbit/s 以上業(yè)務(wù)可通過(guò)VC4虛級(jí)聯(lián)實(shí)現(xiàn)。

2.2.2 應(yīng)用場(chǎng)景2

對(duì)于現(xiàn)網(wǎng)已經(jīng)部署大容量OTN 設(shè)備和SDH 設(shè)備的匯聚型節(jié)點(diǎn)，PeOTN 設(shè)備可配置統(tǒng)一線路板（支持OTN/VC/分組交叉）與匯聚節(jié)點(diǎn)的OTN設(shè)備進(jìn)行組網(wǎng)，如圖3所示。

圖3 PeOTN與OTN/SDH設(shè)備組網(wǎng)場(chǎng)景2

此組網(wǎng)場(chǎng)景下，POP1 的1800V（PeOTN 設(shè)備）和POP2 的OSN9800（純OTN 設(shè)備）之間通過(guò)OTU2 通道進(jìn)行組網(wǎng)，POP1 的1800V（PeOTN 設(shè)備）和POP2 的OSN7500（SDH 設(shè)備）之間通過(guò)此OTU2 通道透?jìng)鱏TM16（2.5 Gbit/s）帶寬電路進(jìn)行SDH組網(wǎng)。

GE業(yè)務(wù)映射到ODU0封裝到ODU2中通過(guò)組網(wǎng)電路在POP點(diǎn)之間傳送，GE以上不同速率的業(yè)務(wù)可基于ODUflex 及G.HAO 功能實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)帶寬的靈活調(diào)整，通過(guò)OTN 的封裝映射實(shí)現(xiàn)在OTU2 通道內(nèi)的傳輸。OTU2的組網(wǎng)電路中固定分配2.5 Gbit/s速率供SDH 組網(wǎng)帶寬，GE 以下速率業(yè)務(wù)通過(guò)VC12 或VC4 容器虛級(jí)聯(lián)，在2.5 Gbit/s SDH通道中進(jìn)行承載。通過(guò)OTN交叉實(shí)現(xiàn)的業(yè)務(wù)只能利用剩余的帶寬。

該場(chǎng)景并未實(shí)現(xiàn)OTN 和SDH 混合組網(wǎng)，OTN 平臺(tái)僅為SDH 設(shè)備提供組網(wǎng)通道，無(wú)法讀取SDH 業(yè)務(wù)的有效數(shù)據(jù)幀。

2.2.3 應(yīng)用場(chǎng)景3

在應(yīng)用場(chǎng)景2 中，POP2 節(jié)點(diǎn)的OSN9800 仍為傳統(tǒng)的OTN 設(shè)備，未進(jìn)行VC 交叉和分組交換功能，更未配置STM-N 及分組客戶側(cè)板卡。本場(chǎng)景對(duì)POP2 的OSN9800 進(jìn)行升級(jí)，使其成為大容量PeOTN 設(shè)備，配置模型如圖4所示。

圖4 PeOTN與OTN/SDH設(shè)備組網(wǎng)場(chǎng)景3

此場(chǎng)景下，POP2 的OSN9800 已具備VC 交叉和分組交換功能，1800V 和OSN9800 設(shè)備之間通過(guò)OTU2通道進(jìn)行組網(wǎng)，可實(shí)現(xiàn)基于VC、OTN、分組交叉的業(yè)務(wù)傳輸。OSN7500 和OSN9800 之間可進(jìn)行基于VC 交叉的SDH 組網(wǎng)連接，區(qū)別于場(chǎng)景2 的透?jìng)?.5 Gbit/s 帶寬。

POP2 節(jié)點(diǎn)GE 以下剛性管道業(yè)務(wù)需求可經(jīng)過(guò)OSN7500 與OSN9800 之間的SDH 組網(wǎng)通道傳送至OSN9800，且通過(guò)OSN9800的統(tǒng)一交叉板封裝進(jìn)POP1和POP2 的OTU2 通道內(nèi)，傳送至POP1 節(jié)點(diǎn)的1800V進(jìn)行落地。GE 及以上剛性管道業(yè)務(wù)需求可基于1800V和OSN9800的ODUK/ODUflex映射進(jìn)行承載。

POP1和POP2之間對(duì)剛性管道和時(shí)延無(wú)硬性要求的客戶電路需求可通過(guò)1800V 和OSN9800 的分組交換功能承載，線路帶寬和剛性管道需求共享OTU2。

此方案中，各種類型和速率的業(yè)務(wù)電路對(duì)OTU2組網(wǎng)帶寬的占用完全跟隨業(yè)務(wù)帶寬的增長(zhǎng)而線性增加，相比于場(chǎng)景2 SDH 鏈路直接占用2.5 Gbit/s 帶寬的承載方式更加靈活，且在市場(chǎng)前端可對(duì)同種速率的不同承載方式（分組或VC/OTN）進(jìn)行區(qū)分定價(jià)，細(xì)化市場(chǎng)。

2.2.4 傳輸專線承載方式

對(duì)于銀行、期貨、證券交易公司等有剛性管道（物理隔離）、低時(shí)延、低抖動(dòng)要求的客戶專線，622 Mbit/s以下顆粒電路可通過(guò)PeOTN 的VC 交叉功能配置TDM或EOS 客戶側(cè)板卡來(lái)實(shí)現(xiàn)承載，GE 以上顆?？赏ㄟ^(guò)PeOTN 的ODUK/ODUflex 映射配置OTN 類型板卡實(shí)現(xiàn)承載。

對(duì)于OTT、零售業(yè)、教科文、制造業(yè)等對(duì)剛性管道沒(méi)有要求的客戶專線，可以利用PeOTN 設(shè)備的MPLSTP 技術(shù)，配置分組交換板卡承載FE～10GE 多種速率業(yè)務(wù)。分組交換功能可對(duì)多種速率業(yè)務(wù)進(jìn)行匯聚收斂，節(jié)省組網(wǎng)帶寬，從而提升國(guó)際傳輸網(wǎng)絡(luò)的經(jīng)濟(jì)效益。PeOTN承載業(yè)務(wù)顆粒度分布如圖5所示。

圖5 PeOTN承載業(yè)務(wù)顆粒度分布

2.3 Liquid OTN傳輸專線承載分析

Liquid OTN 也是一種硬管道的專線承載技術(shù)，相比于傳統(tǒng)OTN，它定義了靈活彈性的新容器OSUflex，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)硬切片的顆粒度達(dá)到2 Mbit/s，支持2 Mbit/s～100 Gbit/s任意速率業(yè)務(wù)接入，極大提高傳輸通道利用率。它可以大幅簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)傳輸層次，不需要通過(guò)VC12-VC4-STM16-ODUk、MPLS_TP-PW-LSP-ODUk逐級(jí)封裝，降低了時(shí)延和帶寬競(jìng)爭(zhēng)的影響。

Liquid OTN 封裝映射方式包括2 種，方式1：OSU over ODUflex，與現(xiàn)網(wǎng)OTN 能夠共存和互通；方式2：OSU over ODUCn，全新Liquid OTN 網(wǎng)絡(luò)，Liquid OTN映射方式如圖6所示。

圖6 Liquid OTN映射方式

同時(shí)，在交叉平臺(tái)上，Liquid OTN 還需要兼容傳統(tǒng)OTN，傳統(tǒng)OTN 是基于ODUk 顆粒交叉，也就是說(shuō)Liquid OTN應(yīng)支持ODU和OSU的混合交換，如圖7所示。

圖7 Liquid OTN兼容傳統(tǒng)OTN

2.4 PeOTN、Liquid OTN承載方式對(duì)比

PeOTN 雖然只有一個(gè)物理層，但是OTN/VC/分組等3 種電路交叉/交換技術(shù)混合使用顯著提高了業(yè)務(wù)調(diào)度、維護(hù)的難度和復(fù)雜性；從境外POP 點(diǎn)到境內(nèi)本地網(wǎng)，傳輸專線的終端落地設(shè)備多種多樣，各區(qū)域網(wǎng)小顆粒傳輸設(shè)備發(fā)展的進(jìn)度不一致，造成每開(kāi)通一條電路，都需要從A 端到Z 端逐段適配，AZ 設(shè)備若不匹配，需要在中間落地轉(zhuǎn)接，增加了電路調(diào)度的人工干預(yù)和交付時(shí)間；目前市場(chǎng)對(duì)于PeOTN 承載的MPLS_TP業(yè)務(wù)并不認(rèn)可，主要出于軟性帶寬和時(shí)延等方面考慮。

Liquid OTN 具備極簡(jiǎn)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，可通過(guò)一種交叉技術(shù)（即一個(gè)邏輯層）提供2 Mbit/s～100 Gbit/s 任意速率的硬管道業(yè)務(wù)，可實(shí)現(xiàn)超低的時(shí)延和靈活高效的業(yè)務(wù)承載。PeOTN 和Liquid OTN 承載專線業(yè)務(wù)詳細(xì)對(duì)比如表1 所示，紅色字體為國(guó)際傳輸專線重點(diǎn)關(guān)注對(duì)比因素。

表1 PeOTN和Liquid OTN承載專線業(yè)務(wù)對(duì)比分析

3 結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，PeOTN 設(shè)備功能逐漸完善成熟，在支持傳統(tǒng)SDH/OTN 等業(yè)務(wù)的接入和交叉能力前提下，新增分組交換功能，具有適合各種粗細(xì)顆粒業(yè)務(wù)、端到端的組網(wǎng)能力。但PeOTN 也存在部分局限性，如業(yè)務(wù)調(diào)度、維護(hù)難度高，AZ段設(shè)備能力必須匹配等問(wèn)題。

Liquid OTN 大幅簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)傳輸層次，可以實(shí)現(xiàn)2 Mbit/s～100 Gbit/s 的任意速率電路的端到端調(diào)度和帶寬靈活調(diào)整，降低了維護(hù)和管理難度，更切合未來(lái)OTN網(wǎng)絡(luò)智能化、扁平化、極簡(jiǎn)化的發(fā)展方向。

考慮到SDH 停產(chǎn)，Liquid OTN 還未商用，而PeOTN 可以通過(guò)現(xiàn)網(wǎng)OTN 設(shè)備升級(jí)實(shí)現(xiàn)且可融合現(xiàn)網(wǎng)存量的SDH 設(shè)備，建議過(guò)渡期仍采用PeOTN 和SDH設(shè)備混合組網(wǎng)的方式承載傳輸專線，待Liquid OTN 成熟商用后，可考慮在擴(kuò)建的OTN 節(jié)點(diǎn)優(yōu)先采用或根據(jù)需求規(guī)劃新建Liquid OTN 平面，保證國(guó)際傳輸網(wǎng)的整體先進(jìn)性和競(jìng)爭(zhēng)力。