OTN技術破解城域網(wǎng)難題

OTN技術破解城域網(wǎng)難題

　近年來，寬帶、IPTV和視頻業(yè)務等數(shù)據(jù)業(yè)務的迅速發(fā)展，對運營商的傳送網(wǎng)絡提出了新的要求，一方面?zhèn)魉途W(wǎng)絡要能夠提供適應業(yè)務發(fā)展的帶寬，另一方面是要求傳送網(wǎng)絡能夠進行快速靈活的業(yè)務調度和完善便捷的網(wǎng)絡維護管理（OAM功能）以適應業(yè)務的需求。

　　OTN技術包括了光層和電層的完整體系結構，各層網(wǎng)絡都有相應的管理監(jiān)控機制，具有光層和電層的網(wǎng)絡生存性機制，能夠很好地滿足該組網(wǎng)需求；且OTN技術可以提供強大的OAM功能，提供完善的性能和故障監(jiān)測功能。OTN設備基于ODUk的交叉功能使得電路交換粒度由SDH的155M提高到2.5G/10G/40G，從而實現(xiàn)大顆粒業(yè)務的靈活調度和保護。此外，OTN設備還可以引入基于ASON的智能控制平面，提高了網(wǎng)絡配置的靈活性和生存性。

　　ITU-T在2000年左右已經(jīng)制定了多個OTN技術相關的標準，建立了比較完善的OTN標準體系。但由于傳輸?shù)臉I(yè)務已經(jīng)從以SDH信號為主發(fā)展到以IP/Ethernet業(yè)務為主，相關OTN標準也在修訂當中。今年10月，ITU-T通過了修訂版本的OTN標準（G.709），增強了OTN對GE/10GE/100GE等以太網(wǎng)業(yè)務的支持能力。新標準引入ODU0、ODU4以及可以靈活調整帶寬的ODUflex，并對OTN的復用結構和映射方式進行了完善，使其能夠更好地適用IP/Ethernet業(yè)務。

　　OTN滿足城域網(wǎng)新需求

　　隨著寬帶業(yè)務的迅速發(fā)展，以及軟交換，3G等新型業(yè)務的逐漸興起，在城域網(wǎng)中IP業(yè)務逐漸成為最大的業(yè)務類型。經(jīng)過對一些城域網(wǎng)現(xiàn)有情況的調查，并結合未來的發(fā)展趨勢，可以總結為以下幾個特點：

　　一是縣到市內核心路由器的匯聚型IP業(yè)務很多，并呈現(xiàn)逐年增長的趨勢，多以GE業(yè)務為主，未來將采用10GE接口。

　　二是城域IP核心網(wǎng)多采用光纖直連方式組網(wǎng)，IP業(yè)務調度需求較少，僅在少量大的城市中存在，業(yè)務顆粒多是2.5Gbit/或10Gbit/s。未來將以10GE/40GE/100GE顆粒為主，并通過WDM系統(tǒng)承載。

　　三是目前的專線業(yè)務還是以2M和155M為主，一般都通過傳統(tǒng)SDH或ASON設備實現(xiàn)調度；大顆粒的IP業(yè)務采用城域波分系統(tǒng)承載，在節(jié)省光纖資源的同時，提供光層保護。未來，GE及以上的大顆粒專線業(yè)務將逐步增加，從而對大顆粒電路的調度能力提出更高的要求。

　　四是目前基站承載主要采用MSTP方式，未來將演進到PTN/IP承載網(wǎng)方式，線路接口類型將以GE和10GE為主。

　　根據(jù)以上特點分析，隨著業(yè)務網(wǎng)絡接口的以太網(wǎng)化和高速化，以及大顆粒業(yè)務需求的逐步增加，對城域WDM和OTN組網(wǎng)的需求將會越來越迫切。

表1 OTN交叉和多維ROADM的比較

　　OTN和多維ROADM都是適用于大顆粒業(yè)務調度的傳送網(wǎng)技術，兩種技術的比較見表1。

　　由表1可知，OTN交叉比ROADM更具靈活性。鑒于未來城域網(wǎng)中需要調度的業(yè)務顆粒相對多樣化（GE、2.5G和10G），建議選用OTN交叉技術完成大顆粒業(yè)務的調度和保護。

　　在國外城域網(wǎng)絡中被廣泛采用的ROADM設備，至今沒有在國內市場得到認可。究其原因主要有兩條：相對高昂的設備成本，但是帶來的快速配置和免人工維護等特性又不是中國運營商目前迫切需要的；由于波長連續(xù)性限制，ROADM在業(yè)務調度方面存在極大的限制，不能滿足運營商的要求，在這方面明顯不如基于 ODUk交叉的OTN電層交叉連接設備。

　　隨著城域網(wǎng)中更多大顆粒業(yè)務交叉調度需求的出現(xiàn)，特別是GE業(yè)務調度和保護需求的增加，將OTN交叉設備與OADM/ROADM配合使用，實現(xiàn)更靈活的調度和保護恢復功能，是一種可選的組網(wǎng)模式。其中，OADM/ROADM主要用于WDM系統(tǒng)中波長的上下和WDM環(huán)網(wǎng)保護；而OTN主要完成端到端的性能監(jiān)控、電路調度和保護，以及靈活的業(yè)務適配和匯聚。

　　OTN在城域網(wǎng)中的應用

　　根據(jù)以上分析，OTN在城域網(wǎng)中的應用將主要以結合城域WDM的方式出現(xiàn)。OTN定位于提供GE及以上速率大顆粒業(yè)務的承載。因此，討論OTN在城域骨干/匯聚和接入層的應用方式，并對ODUflex的應用進行探討就顯得十分重要。

　　在城域骨干/匯聚層，當城域網(wǎng)內不同區(qū)域之間或接入長途網(wǎng)絡的GE及以上大顆粒業(yè)務需求達到一定規(guī)模，且具有調度、匯聚和保護恢復等需求時，可在城域網(wǎng)的核心/匯聚層部署OTN/WDM網(wǎng)絡。OTN網(wǎng)絡的應用主要存在以下兩種場景：承載GE顆粒及以上的TDM和以太網(wǎng)專線業(yè)務。客戶設備可以直接接入OTN網(wǎng)絡，也可以通過接入/匯聚層SDH/PTN網(wǎng)絡與OTN網(wǎng)絡連接；作為IP、SDH和PTN等上層網(wǎng)絡的承載網(wǎng)絡，當SDH/PTN等網(wǎng)絡中存在GE以上的子波長級中繼電路需求時，可以將其接入到OTN網(wǎng)絡中，由其實現(xiàn)調度和保護，達到節(jié)省光纖或波道資源的目的。

　OTN最新引入的ODUflex技術類似于SDH中的VC級聯(lián)技術，可以在同一個ODUk（k=2、3、4）內提供靈活的業(yè)務接入能力，實現(xiàn)對業(yè)務帶寬的靈活適配，提高帶寬利用率，滿足用戶的不同帶寬需求。特別針對一些新業(yè)務如FC、CPRI等有更好的適配能力。

　　在城域接入層，接入層靠近網(wǎng)絡末端，因此成本是技術方案選擇的一個重要因素。在接入層應用的OTN設備主要以盒式設備的形態(tài)出現(xiàn)，并結合CWDM進行應用。接入層OTN除了可以提供上述骨干/匯聚層的業(yè)務以外，目前考慮的兩個主要應用是CPRIoverOTN和PONoverOTN。

　　在3G網(wǎng)絡的建設中，網(wǎng)絡覆蓋效果的好壞至關重要。傳統(tǒng)的采用宏基站設備作為主要覆蓋的建網(wǎng)方式，其主要問題是運營商在機房和線路的租用方面不得不花費大量時間和費用。新型的網(wǎng)絡覆蓋理念的核心思想就是把傳統(tǒng)的宏基站的基帶處理（BBU）和射頻部分（RRU）分離，分成基帶處理和射頻拉遠兩個設備，在兩者之間采用光纖連接。一個BBU可連接多個RRU，從而進一步提高基帶池共享效率。分布式基站可實現(xiàn)更大容量BBU集中放置，更大程度節(jié)省站址資源。而公共無線接口規(guī)范CPRI是由愛立信、華為、NEC、北電網(wǎng)絡與西門子等公司發(fā)起制定的連接BBU和RRU的標準接口。CPRI接口可以用于多種3G制式以及未來的LTE。

　　目前，光纖直驅和WDM/OTN技術都可以滿足CPRI的傳輸要求。利用OTN承載CPRI接口信號可以提高光纖的帶寬利用率，支持更長距離的傳送，提供完善的保護能力和豐富的光層管理，支持任意拓撲組網(wǎng)，簡化運維管理，擴容簡單，可提高無線新業(yè)務的推出速度。

　　利用OTN承載PON的好處與上述CPRIoverOTN類似，主要是延長PON的傳輸距離，并可提供保護。ITU-T最新通過的G.709標準已經(jīng)對OTN傳送CPRI和GPON信號的映射方式進行了規(guī)范。

　　目前，主流傳輸設備廠商都在開發(fā)OTN相關產(chǎn)品，其中華為的OTN商用設備已經(jīng)廣泛投入市場應用。為了滿足日益增長的IP業(yè)務和大顆粒專線業(yè)務的承載需求，適應傳送網(wǎng)技術的發(fā)展趨勢，我國通信行業(yè)應增加在OTN技術的研發(fā)投入，加快OTN設備的研發(fā)、標準化和推廣應用。