城域波分組網(wǎng)技術(shù)在新疆油田通信網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用

侯金泉

（新疆油田公司數(shù)據(jù)公司，克拉瑪依 834000）

1 引言

通信網(wǎng)絡(luò)向IP的融合是不可逆轉(zhuǎn)的大趨勢，城域網(wǎng)作為IP網(wǎng)絡(luò)最貼近用戶和業(yè)務(wù)的部分，網(wǎng)絡(luò)辦公、油田生產(chǎn)自動化、油田安全視頻監(jiān)控、物聯(lián)網(wǎng)等根據(jù)業(yè)務(wù)的QoS劃分為不同的業(yè)務(wù)種類，對網(wǎng)絡(luò)的可靠性、安全性、保密性、時延、帶寬提出不同的要求。在這種情況下，進(jìn)行寬帶城域網(wǎng)的建設(shè)和部署很有必要。

2 現(xiàn)狀與業(yè)務(wù)需求分析

新疆油田克拉瑪依市區(qū)傳輸網(wǎng)絡(luò)主要由裸光纖＋SDH接入網(wǎng)設(shè)備組成，系統(tǒng)容量為155M/622M，承載數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)能力不足。信息網(wǎng)絡(luò)則采用光纖直連方式，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為星型結(jié)構(gòu)，需要占用和浪費(fèi)大量光纖?，F(xiàn)有城域網(wǎng)存在以下幾個缺點(diǎn)：一是網(wǎng)絡(luò)接口類型單一，業(yè)務(wù)提供能力差；二是光纖資源浪費(fèi)過多；三是網(wǎng)絡(luò)安全性差。因此，現(xiàn)有的城域網(wǎng)大大滯后多業(yè)務(wù)的發(fā)展，尤其是IP數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的發(fā)展。如何合理規(guī)劃結(jié)構(gòu)，并為不同業(yè)務(wù)提供最優(yōu)傳輸資源，是城域網(wǎng)建設(shè)和規(guī)劃急待解決的重要問題。

隨著網(wǎng)絡(luò)辦公、油田生產(chǎn)自動化、油田安全視頻監(jiān)控、物聯(lián)網(wǎng)等業(yè)務(wù)的拓展，用戶對網(wǎng)絡(luò)的帶寬、可靠性、安全性、保密性、時延等提出了更高的要求。為滿足油田生產(chǎn)需求，提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院桶踩裕诂F(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架上搭建高速數(shù)據(jù)承載網(wǎng)是通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃及建設(shè)實施的重要一步。

3 城域網(wǎng)主流技術(shù)

城域網(wǎng)主流技術(shù)有：SDH為基礎(chǔ)的多業(yè)務(wù)平臺方案；基于第二層交換和第三層路由的以太網(wǎng)解決方案；ATM為基礎(chǔ)的多業(yè)務(wù)平臺方案；以WDM為基礎(chǔ)的多業(yè)務(wù)平臺方案。結(jié)合新疆油田通信網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃及新疆油田各單位的業(yè)務(wù)需求。通過對城域網(wǎng)主流技術(shù)的比較，為了提高光纖利用率和網(wǎng)絡(luò)承載效率，在城域網(wǎng)/本地網(wǎng)中建設(shè)波分系統(tǒng)是必然的，基于波長級和子波長級顆粒調(diào)度的ODUK/ROADM是目前比較切合實際的技術(shù)。OTN是城域網(wǎng)建設(shè)的最佳選擇。

4 OTN技術(shù)

4.1 OTN技術(shù)優(yōu)勢

圖1

4.2 OTN關(guān)鍵技術(shù)

4.2.1 電交叉技術(shù)

OTN電交叉平面矩陣可提供兩種電層調(diào)度方式：集中式電交叉和分布式電交叉，交叉顆粒為ODU0/1/2。即可實現(xiàn)GE/2.5G/10GE業(yè)務(wù)的靈活調(diào)度。OTN集中式電交叉功能：GSS集中式交叉系統(tǒng)包括線路單元、交叉單元和支路單元，單子架可實現(xiàn)400G的無阻塞交叉。

客戶側(cè)支路單元完成客戶側(cè)信號與背板信號的映射復(fù)用功能，可實現(xiàn)8路客戶側(cè)GE/FC/ESCON/FICON接入能力；4路STM-16接入能力；1路10GE/STM-64接入能力。接入信號通過交叉調(diào)度與背板ODUk信號的相互調(diào)度。

時鐘/交叉單元1+1熱備份保護(hù)，交叉單元無損切換。可完成基于ODU0/1/2的完全無阻塞交叉，交叉容量360G；時鐘/交叉單元還可完成保護(hù)倒換功能從而實現(xiàn)基于電層的保護(hù)功能。線路側(cè)單元將交叉調(diào)度來的背板ODUk信號復(fù)用為OTN標(biāo)準(zhǔn)信號，輸出滿足DWDM波長要求的光信號及逆過程。

集中式電交叉平臺實現(xiàn)了波長/子波長業(yè)務(wù)（如10G/GE/2.5G業(yè)務(wù)等）調(diào)度和電層的波長或子波長保護(hù)功能。可實現(xiàn)基于ODU0/1/2顆粒的業(yè)務(wù)交叉調(diào)度；實現(xiàn)電層波長通道共享保護(hù)、電層子波長通道共享保護(hù)、電層波長通道1+1保護(hù)、電層子波長通道1+1保護(hù)。能在網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜拓?fù)錀l件下，提供網(wǎng)絡(luò)流量匯聚、疏導(dǎo)，從而達(dá)到更高的波長利用率。

4.2.2 保護(hù)技術(shù)

OTN設(shè)備的組網(wǎng)和保護(hù)方式非常豐富，不同的設(shè)備配置，可實現(xiàn)的組網(wǎng)類型也不同，在無配置電交叉矩陣時，設(shè)備只能實現(xiàn)環(huán)型組網(wǎng)，不支持MESH組網(wǎng)，保護(hù)方式只能采用光線路層有OLP；OPCS保護(hù)。需配置大量的OUT接口板和OP保護(hù)板，組網(wǎng)成本高，只能實現(xiàn)波長級的業(yè)務(wù)保護(hù)無法實現(xiàn)子波長的交叉調(diào)度。

（1）OTN設(shè)備無電交叉矩陣的保護(hù)方式。在無配置電交叉矩陣時，設(shè)備只能實現(xiàn)環(huán)型組網(wǎng)，不支持MESH組網(wǎng)，保護(hù)方式只能采用光線路層有OLP，OPCS保護(hù)。

（2）OTN設(shè)備配置電交叉矩陣。

網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可支持鏈型、環(huán)形、格型、多環(huán)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，保護(hù)方式可實現(xiàn)基于電層的保護(hù)技術(shù)，包括電層波長/子波長通道1+1保護(hù)。電層波長/子波長通道共享保護(hù)，利用電交叉能力，提供子波長的通道共享電信級保護(hù)，有效的節(jié)省波長資源、保護(hù)類單板的投資。

電層波長/子波長通道1∶N保護(hù)電層子波長級通道1+1保護(hù)，可適用于GE，2.5G業(yè)務(wù)的保護(hù)。電層子波長通道1+1保護(hù)，利用電交叉能力，提供子波長的通道1+1電信級保護(hù)，節(jié)省保護(hù)單板投資，充分利用波長資源。電層子波長通道共享保護(hù)基于電層交叉矩陣，無需專門配置保護(hù)功能單板，可實現(xiàn)對子波長業(yè)務(wù)的電信級業(yè)務(wù)保護(hù)。相比子波長通道1+1保護(hù)，可以降低對有限的波長資源的消耗。

5 城域波分網(wǎng)組網(wǎng)應(yīng)用

5.1 設(shè)備選型分析

根據(jù)現(xiàn)有的業(yè)務(wù)需求及下一步網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的要求，本期選擇一款ZXMP M820產(chǎn)品，屬于智能城域波分設(shè)備，系統(tǒng)容量從32/40/48波平滑升級到80/96波，支持2.5G/10G/40G系統(tǒng)?？蓪崿F(xiàn)動態(tài)的光層調(diào)度和靈活的電層調(diào)度，并具有高集成度、高可靠性和多業(yè)務(wù)等特點(diǎn)。提供大顆粒數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的透明傳輸、靈活的交叉調(diào)度以及對業(yè)務(wù)的管理監(jiān)控功能；全面支持智能化特性、保護(hù)/恢復(fù)特性，滿足運(yùn)營商對大顆粒數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的透明傳輸、靈活調(diào)度以及對業(yè)務(wù)的管理監(jiān)控需求。

此次城域波分組網(wǎng)電交叉矩陣是GSS集中式交叉矩陣，采用支線分離技術(shù)，交叉系統(tǒng)包括線路單元、交叉單元和支路單元，單子架可實現(xiàn)400G的無阻塞交叉，可為分組業(yè)務(wù)提供剛性和彈性傳輸管道，有效提高承載效率，可針對不同業(yè)務(wù)提供不同QoS的承載服務(wù)。立體化三層流量疏導(dǎo)方案，建立彈性的智能的傳送網(wǎng)。各種保護(hù)機(jī)制能足城域網(wǎng)的多種需求，保護(hù)倒換時間均滿足ITU-T小于50ms的要求。

本次采用電層交叉矩陣，實現(xiàn)波長、子波長的通道1+1電信級保護(hù)，可實現(xiàn)GE、2.5G、10G業(yè)務(wù)的保護(hù)，節(jié)省保護(hù)單板投資，充分利用波長資源。

5.2 克拉瑪依市區(qū)承載網(wǎng)組網(wǎng)

根據(jù)新疆油田主要生產(chǎn)單位地理位置，光纜路由走向，確定此次克拉瑪依城域網(wǎng)結(jié)構(gòu)以克拉瑪依數(shù)據(jù)公司為中心建設(shè)南北兩個環(huán)，設(shè)備采用ZXMP M820和ZXONE8300（OTN）傳輸設(shè)備組網(wǎng)，其中在數(shù)據(jù)公司信息樓與數(shù)據(jù)公司通信樓兩個節(jié)點(diǎn)使用ZXONE8300超大容量設(shè)備，其余節(jié)點(diǎn)采用ZXMP M820設(shè)備組網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)拓?fù)淙鐖D2：

圖2

6 結(jié)束語

此次在克拉瑪依城域波分環(huán)網(wǎng)建設(shè)中引入電交叉平面矩陣技術(shù)，突破了傳輸網(wǎng)從“點(diǎn)對點(diǎn)”到“網(wǎng)絡(luò)化”的技術(shù)瓶頸，解決了波長沖突問題，提高了波長資源利用率。通過電交叉矩陣的調(diào)度和保護(hù)功能，實現(xiàn)了大小顆粒業(yè)務(wù)的透明傳輸及50ms的電信級保護(hù)，提高了網(wǎng)絡(luò)的安全性和可靠性。資源動態(tài)分配，高效利用，降低了運(yùn)維成本。尤其是電交叉平面矩陣的應(yīng)用，實現(xiàn)業(yè)務(wù)快速開通，點(diǎn)擊實現(xiàn)了業(yè)務(wù)端對端的配置，實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)智能化，為新疆油田進(jìn)入全I(xiàn)P高速信息時代打下堅實基礎(chǔ)。