OTN技术在超带宽城域网中的应用

发布时间：2022-10-05 21:43 热度：

　　【摘 要】：本文首先从客户的业务架构、特性和发展以及对网络的要求等方面分析出超带宽城域网时代下城域传送网特点;其次分析了这种需求下目前的城域传送技术所存在的问题;最后对OTN技术特点在现实应用中的网络先进性进行了描述，得出OTN是未来城域传送网的最佳技术。

　　【关键词】：城域传送网、光传送网(OTN)、超带宽时代

　　1 引言

　　随着3G网络的发展以及全业务竞争的加剧，中国移动的业务类型呈现多元化、带宽需求呈现爆炸式增长，可以说电信行业的超带宽时代即将来临。面对大颗粒的带宽需求，传统的城域传送网技术很难满足业务的发展需求，因此组建一种可以实现快速灵活的业务调度、完善便捷的网络维护管理(OAM功能)的传送网络就显得尤为必要，而作为新一代传送网的OTN技术则很好的满足了这一需求。

　　2 超带宽时代下的城域传送网

　　2.1 超带宽时代概述

　　随着各运营商全业务运营的开展，目前的城域传送网已经由基础传送网向集基础传送和业务提供功能于一体的方向演进，未来的城域传送网将发展为由业务驱动的网络。城域传送网承载的业务包括固话、2G/3G、高速上网、高清电视、多媒体、大客户专线等。

　　随着业务承载类型的丰富，城域传送网的带宽需求也呈爆炸式增长：如标清电视需要3～5M，高清电视需要8～16M，宽带上网需要4～8M，视频通信需要1～2M，IP语音需要400K。总之，一个数字家庭目前需要15M左右的带宽，未来将升至30～50M;移动宽带业务也急速发展，移动游戏、移动上网、移动电视、移动视频等丰富的移动体验要求高的带宽接入。

　　目前，大量GE/2.5G/10GE/40G大颗粒业务已经流行，而且要求端到端调度。伴随着三网融合和终端智能化，未来固定城域带宽、移动带宽将飞速增长。据统计，城域网流量未来五年将增长约30倍，超带宽时代即将来临!

　　2.2 超带宽时代下城域传送网的特点

　　面对即将到来的超带宽时代，城域传送网将呈现什么特点呢?或者说超带宽时代对城域传送网的要求有哪些呢?主要体现在以下几个方面：

　　(1) 网络带宽可运营，可方便的管理和运营网络资源。如端到端业务提供、服务分级、虚拟专线、虚拟专网、带宽点播等，后期接入业务即插即用，快速应对突发带宽需求，特别是大客户专线应用;

　　(2) 城域骨干和汇聚步入一体化，承载各种接入方式(如OTN、GPON、Packet、MSTP)的业务，业务快速加载，运维方便;

　　(3) 快速端到端传送“海量”的大颗粒业务，如GE/2.5G/10GE/40G/100G，主要应用在路由器业务的“一站式”连接，各个汇聚点IP业务的上传，及大客户(政府和企业)专线的快速提供，形成良好的运营态势;

　　(4) 面向IP业务，全面适配各种业务接入，线路带宽共享，高的带宽利用率;

　　(5) 智能ASON抗多次光纤失效保护，精细化业务的智能级别，依据客户级别提供相应的网络生存性和可靠性，如一个波长内的不同业务提供不同的保护方式，不仅网络自愈性得到保证，而且资源充分利用;

　　3传统城域传送网技术存在的问题

　　传统的城域传送网技术在面对大颗粒业务传送时存在哪些问题呢?分层描述如下：

　　(1) 城域核心层：主要以10G SDH环网或点到点WDM波分系统为主。

　　a) 10G SDH环网：网络资源严重不足，无法传输大颗粒业务，更无法端到端调度大颗粒业务，带宽运营遭受瓶颈，面对突发的业务接入束手无策;大量的数据设备光纤直连，大量消耗光缆，网络扩展性差，维护复杂，管理困难。

　　b) WDM系统：以业务的光层处理为主，多波长通道的传输特性决定了它具有提供大容量传输的天然优势，但是，目前的WDM网络主要采用点对点的应用方式，缺乏有效的网络维护管理手段，目前传送网络业务配置步骤复杂，扩容或新开业务周期长、效率低;环网结构需预留50%带宽，利用率低;保护方式单一，网络自愈保护性能差

　　(2) 城域汇聚层：一般以10G和2.5G SDH环为主，带宽资源不足，无法上传接入的大量宽带业务，制约了业务的快速部署;

　　(3) 城域接入层：一般以622M环和155M环为主，电路资源仅能满足小型交换机或基站电路需求，不能满足大量的政企客户的带宽需求;光缆一般以6-12芯为主，基本被使用;政企客户的接入具有需求紧急、零星出现和变动频繁的特点，现有的网络结构不适应全业务的接入;接入节点的数量有限，汇聚最终用户时存在距离远、业务管理能力不足的问题。

　　4 光传送网(OTN)组网的网络先进性

　　面对上述问题的压力，OTN技术必须引入。端到端OTN网络不仅适配各种业务接入和灵活调度，形成一体化的城域骨干、汇聚和接入网络，而且规划一步到位，把无序的建设转变为有序的建设，在一定程度了避免了接入目标频繁变动对网络造成的影响，满足政企客户接入紧急和零星的要求。

　　下面以某地区运营商的城域传送网网络架构为例，详细说明OTN带来的网络价值：

　　(1) 网络简单清晰：城域骨干、汇聚和接入三层网络结构易设计、易维护，骨干层和汇聚层形成一体化网络，支撑固话、宽带和移动、专线等各种业务的传递，接入层支持多种方式的接入，如Mini-OTN、GPON、MSTP和PTN的接入，从而形成一体化的综合业务承载网;

　　(2) 整个城域网从接入到骨干形成一个庞大的带宽池，提供端到端的业务快速部署;带宽池不受接入业务的束缚，根据不同业务的去向灵活支配带宽，使带宽可运营、可管理;对于接入的业务，不用考虑接入业务类型是否合适，不用考虑网络速率、距离和色散的限制，不用考虑接入点在骨干、汇聚还是在接入层，仅仅在源宿两端加入客户侧单板即可，业务即插即用，因此，未来的新型业务可以继续使用现网资源，延长网络生命周期，保护网络投资;

　　(3) 对于未来的扩容，甚至新平面建设，在不确定业务的情况下，可以提前建设网络的带宽池平台，提前网络和业务规划、光纤和设备安装和带宽池的配置和测试，进而缩短未来业务商用时间;

　　(4) 路由器数据设备借助OTN网络实现IP业务的“一站式”直达，避免了核心路由器的转发，使网络扁平化，任意扩展;相互协同减少了路由器的数量，整网成本和功耗大幅降低; 大规模数据网络的路由恢复时间超过50ms，同时一条物理路由有可能承载两三条不同的逻辑路由，如果物理光纤损坏，电信级保护(50ms)无法保证;IP网和OTN网络协同保护有效解决了这个问题，OTN网络提供光纤路径的保护，IP网提供站点和端口、逻辑的保护;

　　(5) 骨干层采用T-bit电交叉容量的设备，支持海量业务集中调度，打破了核心站点的调度瓶颈，保证了大颗粒业务在电层的灵活调度，支持了多个线路方向调度和无缝隙转化，消除了以往多个子架的拼装组网，消除了以往ODF子架的光纤转接，消除了昂贵的O-E-O模块数量，形成大容量的全交换网络，快速部署大量突发性的需求，如GE/10GE专线、波长出租等业务;同时T-bit设备集成度高，节省了占地面积，降低了网络功耗;

　　(6) 消除了波长碎片，波长利用率为100%，100M~40G任意业务统一封装到ODUk(k=0,1,2,3)，ODUk子波长灵活调度，任意组合，共享10G/40G线路带宽传输，实现了全业务的单波长统一承载，因为根据业务容量“量体裁衣式”按需分配带宽，充分发挥了传输带宽效率，带宽“零空隙、零浪费”;相比传统方式，波长使用数量急剧减少;

　　(7) 丰富的保护方式，覆盖从业务接入到光缆传输的任何一点，根据客户业务的需求，分别 提供客户侧、线路侧和光缆的保护，倒换时间均小于20ms;

　　(8) 骨干层平滑支持智能ASON功能，抗多次光纤失效，其中，电层智能支持波长/子波长ODUk的端到端自动配置，摆脱了光波长的限制，单个波长内，某些通道级别高可以采用智能特性，某些通道采用传统保护;同时提供多种智能保护级别，不同级别客户选择不同的保护方式;

　　(9) OTN设备丰富的光电开销信息，提供类SDH的网络维护和管理，提供端到端的性能监视和故障诊断，增加了网络透明度，快速问题定位，节省维护成本;

　　(10) 在低碳时代，OTN网络更是难得的选择，OTN使网络扁平化，减少了传输。数据等设备的数量，大幅降低整网能耗;同时OTN网络提供静态和动态节能，通过ASIC和光电集成技术，实现高密度板件设计，降低了单端口功耗，T-bit大容量交叉大量减少ODF子架转接，节省机房面积，降低配套能耗(如空调等);动态关闭未用端口、单板、备份单板等方式降低了站点功耗;

　　5.结束语

　　面对即将到来的超带宽时代，OTN技术是目前看来最适合的城域传送网技术。虽然OTN技术还在存在一定缺陷，但OTN组网技术的优势已经得到了业界的认可，相信在不久的将来，更加切合未来城域光网络特点的OTN技术会得到广泛应用，将成为运营商营造优异网络平台，拓展业务市场的首选技术。