城域傳送網(wǎng)核心層OTN系統(tǒng)規(guī)劃策略①

(1.國(guó)脈科技股份有限公司，福建 福州 350015；2.福州理工學(xué)院移動(dòng)通信和物聯(lián)網(wǎng)福建省高校工程研究中心，福建 福州 350506.)

0 引 言

各地市運(yùn)營(yíng)商城域傳送網(wǎng)經(jīng)過(guò)多年的建設(shè)，均已形成較完善、靈活、安全的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，為通信業(yè)務(wù)提供著傳送通道。隨著IP 承載網(wǎng)，寬帶業(yè)務(wù)，移動(dòng)前傳業(yè)務(wù)，專線業(yè)務(wù)等業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)大規(guī)模建設(shè)，將出現(xiàn)大量的100GE/40GE/10GE業(yè)務(wù)需求，對(duì)城域傳送網(wǎng)提出前所未有的挑戰(zhàn)，現(xiàn)有城域傳送網(wǎng)核心層OTN系統(tǒng)的空閑資源無(wú)法滿足以上業(yè)務(wù)網(wǎng)的承載需要，需要對(duì)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，提高利用率，提升安全性，使之高效靈活地適應(yīng)未來(lái)多業(yè)務(wù)發(fā)展需求。

構(gòu)建一個(gè)城域網(wǎng)參考模型，主要研究基于100G OTN技術(shù)在城域傳送網(wǎng)核心層上的應(yīng)用，從分析現(xiàn)狀和存在的問(wèn)題著手，結(jié)合實(shí)際業(yè)務(wù)需求，提出城域傳送網(wǎng)核心層OTN系統(tǒng)的規(guī)劃建設(shè)方案。

1 現(xiàn)狀及存在問(wèn)題分析

區(qū)域基本信息概況：某城市地處沿海，全市轄10個(gè)市縣，地區(qū)土地總面積: 10000km2，其中市縣中心城區(qū)面積：2000km2，市政道路長(zhǎng)度：1000km。鄉(xiāng)鎮(zhèn)數(shù)量150個(gè)，行政村數(shù)量:2300個(gè)，全市常住人口：600萬(wàn)人，其中，城區(qū)常住人口280萬(wàn)，家庭戶數(shù)：190萬(wàn)。為該地市進(jìn)行通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的有三家運(yùn)營(yíng)商，現(xiàn)以其中一家運(yùn)營(yíng)商A為例，進(jìn)行城域傳送網(wǎng)核心層OTN系統(tǒng)的規(guī)劃。

1.1 業(yè)務(wù)接入現(xiàn)狀

截止2018年6月，該地市業(yè)務(wù)接入現(xiàn)狀如下：

基站接入：共實(shí)現(xiàn)6000個(gè)2G基站、 3000個(gè)3G基站、14000個(gè)4G基站的接入，其中采用C-RAN模式接入的4G基站110個(gè) 。

有線寬帶：共覆蓋駐地網(wǎng)4800個(gè)，其中行政村750個(gè)，覆蓋家庭住宅數(shù)90萬(wàn)，覆蓋率為55%；配置端口數(shù)80萬(wàn)個(gè)，F(xiàn)TTH端口占比60%。

集團(tuán)專線：共接入集團(tuán)廣域網(wǎng)專線9000條，其中PON專線6500條，SDH專線1740條，PTN專線755條，OTN專線5條。

WLAN：共覆蓋WLAN熱點(diǎn)2700個(gè)，接入AP 39500個(gè)。

1.2 基礎(chǔ)資源現(xiàn)狀

該地市基礎(chǔ)資源主要統(tǒng)計(jì)現(xiàn)有各層面機(jī)房數(shù)量，具體如下：核心機(jī)房5個(gè)，骨干匯聚機(jī)房40個(gè)，普通匯聚機(jī)房200個(gè)，BBU池機(jī)房110個(gè)。

1.3 線路資源現(xiàn)狀

(1)管道、桿路資源現(xiàn)狀

該地市城域傳送網(wǎng)光纜，主要以管道方式進(jìn)行敷設(shè)，輔以直埋或桿路等其他敷設(shè)方式，共計(jì)建設(shè)管道：4700km，桿路：11000km。業(yè)務(wù)密集的核心城區(qū)管孔占用率高，不同全業(yè)務(wù)區(qū)間差異較大。該地市政道路管道覆蓋率為65%，管道管孔占用率為40%。

(2)光纜資源現(xiàn)狀

僅針對(duì)該地市城域傳送網(wǎng)核心層OTN系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)劃，因此以下僅分析核心層光纜資源情況。目前該地市城域傳送網(wǎng)核心層建有光纜2500km，190000芯公里，纖芯利用率35%，管道化率為50%。核心層光纜結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀如下圖1所示：

存在的主要問(wèn)題分析：

①核心層光纜路由不夠豐富，如BE、CD節(jié)點(diǎn)之間未達(dá)到異構(gòu)雙路由，制約后期組網(wǎng)向“mesh”演進(jìn)。

②纖芯使用不平均，原有核心光纜使用較滿，比如AD節(jié)點(diǎn)之間兩條光纜均將消耗殆盡。另外，新建高速高鐵光纜未能及時(shí)啟用。

以上問(wèn)題需結(jié)合業(yè)務(wù)發(fā)展需求以及未來(lái)5G站點(diǎn)接入需求進(jìn)行補(bǔ)纜擴(kuò)容。

1.4 系統(tǒng)資源現(xiàn)狀

(1)核心層OTN網(wǎng)絡(luò)總體情況

該地市城域傳送網(wǎng)核心層共有2個(gè)OTN系統(tǒng)平面，分別為第一平面80×10G OTN系統(tǒng)、第二平面80×100G OTN系統(tǒng)。具體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如下圖2：

各系統(tǒng)波道及電路使用情況匯總?cè)缦卤?所示：

表1 某地市城域傳送網(wǎng)核心層OTN系統(tǒng)波道及電路使用情況匯總表

各系統(tǒng)電路配置及使用情況具體如下表2和表3所示：

表2 某地市城域傳送網(wǎng)核心層10 OTN系統(tǒng)電路情況表

表3 某地市城域傳送網(wǎng)核心層100 OTN系統(tǒng)電路情況表

由上表分析該地市城域傳送網(wǎng)核心層OTN系統(tǒng)現(xiàn)狀存在問(wèn)題如下：

(1)現(xiàn)有80×10G OTN系統(tǒng)，波道使用率達(dá)99%，無(wú)法再承載新增業(yè)務(wù)電路需求；

(2)現(xiàn)有80×100G OTN系統(tǒng)，波道使用率達(dá)14%，目前核心環(huán)部分主要局向電路冗余電路配置不足，無(wú)法滿足突發(fā)業(yè)務(wù)需求。

2 業(yè)務(wù)需求分析

業(yè)務(wù)部門所提的需要由城域傳送網(wǎng)核心層OTN系統(tǒng)承載的業(yè)務(wù)有：IP承載網(wǎng)、城域數(shù)據(jù)網(wǎng)、基站業(yè)務(wù)(包括2G/3G/4G)、專線業(yè)務(wù)以及省網(wǎng)業(yè)務(wù)需求等，共新增100G電路46條，40GE電路12條，10GE電路113條，GE電路11條。其中需要OTN系統(tǒng)提供保護(hù)的業(yè)務(wù)有：IP承載網(wǎng)、IDC、省網(wǎng)；不需要保護(hù)的業(yè)務(wù)有：城域數(shù)據(jù)網(wǎng)、基站業(yè)務(wù)，將業(yè)務(wù)需求按照需要保護(hù)和不需保護(hù)進(jìn)行分類匯總?cè)缦卤?和表5：

表4 電路需求矩陣表(需要保護(hù)匯總)

注：“W”表示100G,“X”表示40GE,“Y”表示10GE/10G POS接口,“Z”表示GE。

表5 電路需求矩陣表(不需要保護(hù)匯總)

注：“W”表示100G,“X”表示40GE,“Y”表示10GE/10G POS接口,“Z”表示GE。

3 工程建設(shè)方案

根據(jù)以上業(yè)務(wù)需求分析，有較多100G以及40GE等大顆粒業(yè)務(wù)承載需求，OTN系統(tǒng)的擴(kuò)容建設(shè)方案按應(yīng)用場(chǎng)景分以下兩種：

方案一，若原城域傳送網(wǎng)未建設(shè)100G OTN系統(tǒng)，可新建純100G OTN系統(tǒng)，可配置ROADM，配置上采用支線路分離的方式解決多業(yè)務(wù)傳送；也可將現(xiàn)有10G/40G OTN系統(tǒng)平滑升級(jí)至100G OTN系統(tǒng)，但應(yīng)對(duì)現(xiàn)有10/40GOTN系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)估，若滿足100G傳輸要求，可直接在原OTN系統(tǒng)上擴(kuò)容100G波道，以解決100G業(yè)務(wù)需求，波道配置應(yīng)注意10G和100G混傳需要一定數(shù)量的隔離波道，這樣比較浪費(fèi)波道資源，使得整個(gè)系統(tǒng)的傳輸容量下降，適用于現(xiàn)網(wǎng)波分系統(tǒng)空余波道較多，且業(yè)務(wù)鏈路又將以100G為主的區(qū)域；

方案二，若原城域傳送網(wǎng)已有100G OTN系統(tǒng)，且剩余資源可以滿足新增業(yè)務(wù)需求，則直接在該系統(tǒng)上進(jìn)行擴(kuò)容建設(shè)。

文中的地市城域傳送網(wǎng)核心層現(xiàn)有2個(gè)OTN系統(tǒng)平面：第一平面80×10G OTN系統(tǒng)，波道使用率達(dá)99%，無(wú)法再承載新增業(yè)務(wù)需求；第二平面80×100G OTN系統(tǒng)波道使用率為14%，可滿足新增業(yè)務(wù)需求，因此采用上述方案二，即根據(jù)以上業(yè)務(wù)需求擴(kuò)容建設(shè)第二平面，提供100G/40GE/10GE/GE業(yè)務(wù)通道，業(yè)務(wù)需求滿足至2019年底，并且為未來(lái)5年的業(yè)務(wù)需求提前儲(chǔ)備OTN網(wǎng)絡(luò)容量。建設(shè)方案如下：

圖1 某地市城域核心層光纜現(xiàn)狀圖

圖2 城域傳送網(wǎng)核心層OTN系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

(1)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整

將第二平面80×100G OTN系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，新增A-E，B-E之間的鏈路連接，形成端到端網(wǎng)絡(luò)，局樓間組成100Gfull-mesh調(diào)度網(wǎng)絡(luò)，調(diào)整后的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下圖3所示：

(2)配套資源擴(kuò)容

①配套光纜資源

為實(shí)現(xiàn)上述網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并針對(duì)原BE、CD節(jié)點(diǎn)間未達(dá)到異構(gòu)雙路由和AD節(jié)點(diǎn)之間光纜即將消耗殆盡的問(wèn)題，在這次規(guī)劃中進(jìn)行補(bǔ)纜擴(kuò)容，并啟用CD節(jié)點(diǎn)間的高速高鐵光纜，使規(guī)劃期內(nèi)光纜路由達(dá)到mesh結(jié)構(gòu)。光纜擴(kuò)容建設(shè)方案如下圖4所示：

規(guī)劃在BE之間新建一條144芯G.652光纜，長(zhǎng)度35KM；AD之間新建一條144芯G.652光纜，長(zhǎng)度26KM，并啟用CD之間剛新建好的高速高鐵光纜，合計(jì)共建設(shè)光纜61公里，合8784芯公里。

②其他配套資源

OTN系統(tǒng)建設(shè)之前應(yīng)事先調(diào)研OTN系統(tǒng)設(shè)備所在機(jī)房的資源配套情況，包括電源配套、機(jī)房承重、散熱等問(wèn)題，若不能滿足要求，應(yīng)提前報(bào)相關(guān)部門進(jìn)行整改。

圖3 城域傳送網(wǎng)核心層100G OTN系統(tǒng)擴(kuò)容建設(shè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

圖4 某地市城域核心層光纜擴(kuò)容建設(shè)方案圖

(2)波長(zhǎng)規(guī)劃及業(yè)務(wù)開通

①傳送網(wǎng)一般是分步建設(shè)的，初期使用的波長(zhǎng)資源較少，應(yīng)優(yōu)先分配長(zhǎng)波長(zhǎng)資源，即頻率較低的波長(zhǎng)。建議在波長(zhǎng)使用時(shí)從第一波開始使用，之后使用第二波，逐波往后遞推。一方面是波數(shù)較少時(shí)長(zhǎng)波長(zhǎng)通道性能相對(duì)短波長(zhǎng)通道性能而言較佳；另一方面是擴(kuò)容后長(zhǎng)波長(zhǎng)通道的功率預(yù)算更穩(wěn)定，不易受影響；

②為保護(hù)業(yè)務(wù)和工作業(yè)務(wù)分配相同的波長(zhǎng)資源。對(duì)于基于單波道的光通道1+1保護(hù)，工作業(yè)務(wù)和保護(hù)業(yè)務(wù)要求分配相同的波長(zhǎng)資源，這樣可以保證整個(gè)環(huán)上的同一個(gè)波長(zhǎng)資源都被該業(yè)務(wù)所占用。如果為被保護(hù)業(yè)務(wù)分配不同的波長(zhǎng)資源，那么長(zhǎng)路徑和短路徑都會(huì)出現(xiàn)部分波長(zhǎng)資源空閑，而其它業(yè)務(wù)在分配波長(zhǎng)資源時(shí)就容易與該業(yè)務(wù)產(chǎn)生波長(zhǎng)沖突。

③對(duì)于長(zhǎng)距離業(yè)務(wù)的開通，或是OSNR值比較臨界的業(yè)務(wù)，建議使用共享波道來(lái)完成業(yè)務(wù)的中繼，即在波道配置時(shí)可將相同局向的較小顆粒業(yè)務(wù)(如10G/40G顆粒)交叉整合，共享局間100G波道至目的節(jié)點(diǎn)，100G顆粒點(diǎn)對(duì)點(diǎn)直接穿通至目的節(jié)點(diǎn)，以此節(jié)約中繼投資。

(3)保護(hù)方式

OTN 保護(hù)方式的主要采用光線路保護(hù)OLP、光通道保護(hù)、SNCP保護(hù)三種，該規(guī)劃中仍沿用這幾種保護(hù)方式，并根據(jù)業(yè)務(wù)需求對(duì)不同業(yè)務(wù)采用不同的保護(hù)方式。

(4)設(shè)備配置

根據(jù)實(shí)際業(yè)務(wù)需求，并適當(dāng)預(yù)測(cè)其他未知電路(可按照前一年已知需求總電路數(shù)*0.85進(jìn)行估算)，配置相應(yīng)數(shù)量的設(shè)備板卡，配置中應(yīng)注意支路側(cè)板卡避免嚴(yán)格配對(duì)，可多個(gè)光方向共享，以減少槽位的占用；另外，應(yīng)提高子架利用率，緩解局樓空間和動(dòng)力資源緊張。

4 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)構(gòu)建一個(gè)城域網(wǎng)參考模型，對(duì)城域傳送網(wǎng)核心層OTN系統(tǒng)的規(guī)劃建設(shè)進(jìn)行分析研究，概括如下：

(1)現(xiàn)狀及存在問(wèn)題分析是規(guī)劃的基礎(chǔ)條件；

(2)業(yè)務(wù)需求調(diào)研是項(xiàng)目實(shí)施的必要性分析；

(3)系統(tǒng)的擴(kuò)容建設(shè)規(guī)劃應(yīng)從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，配套資源，波長(zhǎng)規(guī)劃及業(yè)務(wù)開通，保護(hù)方式，設(shè)備配置等多方面進(jìn)行考慮，使OTN系統(tǒng)的建設(shè)和發(fā)展能更好支持未來(lái)多業(yè)務(wù)傳送承載。