城域OTN網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方案探討

王勇

（中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司安徽分公司，合肥 230041）

城域OTN網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方案探討

王勇

（中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司安徽分公司，合肥 230041）

隨著OTN網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模應(yīng)用，為滿足一些新的典型需求，對(duì)OTN網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化日益重要。本文分別從大容量電交叉和PID技術(shù)兩種新技術(shù)，提出了兩種優(yōu)化方案，為OTN廣覆蓋應(yīng)用提供了參考。

OTN；電交叉；PID；網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化

1 面臨的挑戰(zhàn)

隨著全業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)以及全網(wǎng)IP化的發(fā)展，傳送網(wǎng)承載業(yè)務(wù)的寬帶化、IP化逐步體現(xiàn)，核心局間業(yè)務(wù)主要以IP承載網(wǎng)的GE、10 GE業(yè)務(wù)需求為主，同時(shí)PTN、PON以及數(shù)據(jù)城域網(wǎng)建設(shè)需要大量的GE、10 GE。業(yè)務(wù)流向由交換局間的話音需求為主轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)為主，出現(xiàn)大量的匯聚節(jié)點(diǎn)之間及匯聚節(jié)點(diǎn)與交換局之間的電路需求，采用傳統(tǒng)波分無(wú)法滿足業(yè)務(wù)的靈活調(diào)度。正是由于業(yè)務(wù)趨勢(shì)和技術(shù)背景在各地城域網(wǎng)核心、匯聚層面大規(guī)模的引入了OTN技術(shù)組網(wǎng)。

OTN技術(shù)雖有諸多優(yōu)勢(shì)，可解決城域傳送網(wǎng)中SDH/MSTP和WDM無(wú)法適應(yīng)業(yè)務(wù)發(fā)展的需要，但隨著OTN網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模應(yīng)用，OTN的網(wǎng)絡(luò)也面臨了一些新的挑戰(zhàn)。

首先，新增核心節(jié)點(diǎn)帶來(lái)網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的需要。隨著業(yè)務(wù)量的迅猛發(fā)展，各地市陸續(xù)啟用新建核心機(jī)房，而原有的匯聚層網(wǎng)絡(luò)沒(méi)有經(jīng)過(guò)新機(jī)房，大量電路需要轉(zhuǎn)接到新機(jī)房。如果采用割接匯聚層系統(tǒng)加入新機(jī)房，網(wǎng)絡(luò)調(diào)整的工作量非常大。而且新的核心機(jī)房幾年后可能還會(huì)陸續(xù)啟用。

其次，由于單套OTN設(shè)備交叉能力有限，而業(yè)務(wù)不斷增加，特別是在一些有多個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接方向、業(yè)務(wù)量較大的節(jié)點(diǎn)，一般都需多套OTN設(shè)備組網(wǎng)，而多個(gè)OTN設(shè)備間的交叉調(diào)度較為困難，對(duì)組網(wǎng)帶來(lái)一定挑戰(zhàn)。建網(wǎng)初期時(shí)需結(jié)合網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、業(yè)務(wù)流向和流量進(jìn)行統(tǒng)籌考慮，規(guī)劃好哪些方向的哪些波長(zhǎng)進(jìn)入同一個(gè)交叉單元，利于業(yè)務(wù)調(diào)度和疏導(dǎo)。但目前現(xiàn)有OTN網(wǎng)絡(luò)達(dá)到一定規(guī)模后，比如綜合業(yè)務(wù)接入?yún)^(qū)劃分，匯聚節(jié)點(diǎn)增多等因素，現(xiàn)有的各環(huán)獨(dú)立的業(yè)務(wù)調(diào)度方式不能滿足需求。

最后，目前城域網(wǎng)層面有SDH、PTN、OTN 3種不同類(lèi)別的傳輸設(shè)備網(wǎng)絡(luò)，而且網(wǎng)絡(luò)規(guī)模越來(lái)越大，網(wǎng)維對(duì)網(wǎng)絡(luò)提出了快速開(kāi)通，方便維護(hù)的需求。

2 案例分析

現(xiàn)有某城域網(wǎng)，共有3個(gè)核心節(jié)點(diǎn)，組建了一個(gè)核心層80×10 Gbit/s OTN調(diào)度環(huán)；30個(gè)匯聚節(jié)點(diǎn)，組建了8個(gè)40×10 Gbit/s OTN匯聚環(huán)。各匯聚節(jié)點(diǎn)至A、B點(diǎn)電路能通過(guò)OTN匯聚環(huán)落地，至C電路通過(guò)調(diào)度環(huán)轉(zhuǎn)接。OTN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

圖1 OTN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀圖

目前將新啟用核心節(jié)點(diǎn)D局，將安裝交換機(jī)及BSC、RNC，另外還將安裝城域數(shù)據(jù)網(wǎng)核心層設(shè)備。另外根據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展情況，市區(qū)還將新選取匯聚節(jié)點(diǎn)約20個(gè)。需對(duì)現(xiàn)有城域網(wǎng)OTN網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化，達(dá)到的目標(biāo)有：

（1）滿足基站、匯聚節(jié)點(diǎn)至新建D局的電路。

（2）滿足四個(gè)核心節(jié)點(diǎn)局間電路。

（3）新建匯聚節(jié)點(diǎn)組建OTN系統(tǒng)，覆蓋業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)。

（4）環(huán)間業(yè)務(wù)調(diào)度盡量少采用物理跳纖方式，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)較長(zhǎng)時(shí)間保持穩(wěn)定。

3 基于OTN電層交技術(shù)的優(yōu)化方案

現(xiàn)網(wǎng)中OTN系統(tǒng)業(yè)務(wù)獨(dú)立，環(huán)間業(yè)務(wù)調(diào)度必須采用物理跳纖，需要建立靈活的調(diào)度方案。OTN設(shè)備靈活調(diào)度方案根據(jù)工作機(jī)制可分為在電層基于ODUk交叉的OTH，以及在光層基于波長(zhǎng)靈活配置的ROADM。兩種方案的對(duì)比如表1所示。

表1 光電交叉對(duì)比表

受光層屬性特別是波長(zhǎng)限制等種種技術(shù)限制，ROADM無(wú)法做到理想的波長(zhǎng)調(diào)度，無(wú)法靈活應(yīng)用于各種場(chǎng)景。根據(jù)現(xiàn)網(wǎng)情況，只有采用大容量電層交叉和調(diào)度，才能滿足靈活高效業(yè)務(wù)承載需求。

采用大容量電層交叉方案，優(yōu)化方案如下：

（1）在原有落地電路局所A、B點(diǎn)設(shè)置大容量電交叉子架，專(zhuān)門(mén)用于調(diào)度電路。核心層和匯聚層系統(tǒng)分別規(guī)劃一定數(shù)量的波道進(jìn)入調(diào)度子架，達(dá)到靈活調(diào)度要求。波道規(guī)劃可如表2所示。

表2 波道規(guī)劃表

（2）已有匯聚系統(tǒng)和新建匯聚層系統(tǒng)均保持光層獨(dú)立，在電層環(huán)內(nèi)業(yè)務(wù)和環(huán)間業(yè)務(wù)分離方式。

大容量電交叉OTN方案示意圖見(jiàn)圖2。

圖2 大容量電交叉OTN方案圖

采用OTN電交叉方案，優(yōu)點(diǎn)是對(duì)現(xiàn)網(wǎng)已開(kāi)通電路基本不影響，但設(shè)備架間跳纖多，而且由于電交叉子架的交叉容量、槽位能力依然是有限的，需要核算能否滿足各自城域網(wǎng)中長(zhǎng)遠(yuǎn)的需求。

4 基于PID技術(shù)的優(yōu)化方案

4.1 PID技術(shù)原理

PID（Photonics Integration Device）是一個(gè)光電集成器件（OEIC），是在單個(gè)芯片上集成多個(gè)光收發(fā)器及合分波器的技術(shù)。減小了設(shè)備的尺寸，降低功耗，符合節(jié)能減排戰(zhàn)略，降低建設(shè)網(wǎng)絡(luò)投資和維護(hù)成本。

PID技術(shù)在光層完成了集成，實(shí)現(xiàn)了光層的數(shù)字化，消除了OTN的光層組網(wǎng)限制，不僅有利于網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃和維護(hù)，而且成本也較低。通過(guò)將多個(gè)波長(zhǎng)的激光器、線路編碼、合分波器等光層模塊集成到一塊PID線卡里，整個(gè)OTN系統(tǒng)就變成類(lèi)似SDH的純數(shù)字化系統(tǒng)。

4.2 核心層PID方案

核心層采用 PID技術(shù)組網(wǎng)，可以組建多平面Mesh組網(wǎng)，構(gòu)建4個(gè)核心點(diǎn)全業(yè)務(wù)調(diào)度。局間本地上下業(yè)務(wù)、跨環(huán)調(diào)度業(yè)務(wù)獨(dú)立在不同PID平面，如圖3采用雙Mesh平面每個(gè)節(jié)點(diǎn)支持最大240 Gbit/s接入（考慮線路1+1保護(hù)）。

圖3 核心層PID方案圖

另外，根據(jù)業(yè)務(wù)及安全等級(jí)需求，重要電路可在多個(gè)平面業(yè)務(wù)互為主備保護(hù)。

4.3 匯聚層PID方案

匯聚層采用PID建網(wǎng)，考慮未來(lái)接入擴(kuò)展容量，按單節(jié)點(diǎn)60 Gbit/s上行，每個(gè)PID環(huán)接入2個(gè)節(jié)點(diǎn)，如圖4所示。

在采用PID技術(shù)組網(wǎng)時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

（1）通過(guò)光電集成技術(shù)目前主流廠家一般能做到12路10 Gbit/s集成到一個(gè)板卡之中，考慮綜合業(yè)務(wù)接入、3G、LTE等業(yè)務(wù)，接入節(jié)點(diǎn)控制在2個(gè)。

圖4 匯聚層PID方案圖

（2）由于沒(méi)有放大器件，接入節(jié)點(diǎn)間距只能應(yīng)該控制在80 km之內(nèi)。

以上兩點(diǎn)在一定程度上影響了PID的應(yīng)用范圍，目前比較適用在匯聚節(jié)點(diǎn)密集、單點(diǎn)匯聚業(yè)務(wù)不大的城域中使用。

綜上所述，核心層如采用PID組網(wǎng)實(shí)現(xiàn)核心節(jié)點(diǎn)之間調(diào)度層，類(lèi)似SDH維護(hù)，配置靈活方便；匯聚層采用PID受限于PID環(huán)路容量，環(huán)上節(jié)點(diǎn)數(shù)有限制，考慮后續(xù)環(huán)路擴(kuò)容，需要在特定區(qū)域采用或者仍然采用40×10 G波分建網(wǎng)。

5 結(jié)束語(yǔ)

隨著網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和業(yè)務(wù)的發(fā)展，OTN充分發(fā)揮了高帶寬的優(yōu)勢(shì)，目前滿足3G基站回傳、寬帶數(shù)據(jù)調(diào)度需求；同時(shí)OTN的標(biāo)準(zhǔn)還在不斷完善中，比如智能控制平面的應(yīng)用，或者類(lèi)似PID的技術(shù)也可能進(jìn)一步完善延伸到基站側(cè)，從而達(dá)到 OTN的廣覆蓋。這些趨勢(shì)表明OTN在城域網(wǎng)中還會(huì)發(fā)揮越來(lái)越重要的作用，在網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)維護(hù)過(guò)程中，城域OTN網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化方案值得我們?nèi)ニ伎己瓦M(jìn)一步完善和總結(jié)。

[1] 王健偉． PID技術(shù)在城域光傳輸網(wǎng)中的應(yīng)用探討[J]． 電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化，2011(10)．

Discussion on optimization of OTN in metro optical transport network

WANG Yong
(China Mobile Group Design Institute Co., Ltd. Anhui Branch, Hefei 230041, China)

As the scale application of OTN, optimization of OTN network structure is more and more important. Based on electrical cross-connection and photonics integration device, the paper proposes several optimization methods which provide reference for the more large-scale application of OTN.

OTN; electrical cross-connection; photonics integration device; network optimization

TN929.5

A

1008-5599（2013）03-0063-04

2012-05-17