城域傳送網(wǎng)縣到鄉(xiāng)OTN系統(tǒng)建設(shè)策略淺析

1 引言

有線寬帶是中國移動城域傳送網(wǎng)所承載的一種重要業(yè)務(wù)。有線寬帶一般包括上網(wǎng)業(yè)務(wù)和視頻業(yè)務(wù)，視頻業(yè)務(wù)正在由標清、高清將向4K、8K、VR/AR方向發(fā)展，單戶接入帶寬需求逐步提升，引起PON網(wǎng)絡(luò)接入帶寬由幾十M向幾百兆、千兆發(fā)展。同時，新視頻業(yè)務(wù)對網(wǎng)絡(luò)時延要求也越來越高，比如4K、8K視頻業(yè)務(wù)，要求的網(wǎng)絡(luò)時延不超過20 ms，VR、AR要求的網(wǎng)絡(luò)時延不超過15 ms。低時延業(yè)務(wù)會要求信源至終端距離越來越短，以及網(wǎng)絡(luò)中減少設(shè)備轉(zhuǎn)接次數(shù)，從而降低業(yè)務(wù)端到端時延。大帶寬、低時延是有線寬帶業(yè)務(wù)的主要承載訴求。面對這一訴求，城域傳送網(wǎng)如何打造高效、可靠的縣到鄉(xiāng)匯聚網(wǎng)絡(luò)，是當前網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中需要考慮的重點問題。

2 縣到鄉(xiāng)OTN系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)定位

2.1 必要性分析

縣到鄉(xiāng)匯聚層面可選擇PTN技術(shù)和OTN兩種技術(shù)來部署。PTN系統(tǒng)是一個彈性的網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)時延與PTN設(shè)備負載率有較大關(guān)聯(lián)，若PTN系統(tǒng)負載率越大，PTN設(shè)備帶來的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)時延就越高。面對突發(fā)的數(shù)據(jù)流量，會帶來PTN設(shè)備負荷較大，引起端到端時延增加，從而影響用戶感知。OTN提供基礎(chǔ)傳輸管道，業(yè)務(wù)通過OTN光路一跳直達目的地，傳輸路徑持續(xù)時延相對較小。因而縣到鄉(xiāng)層面建設(shè)OTN系統(tǒng)不僅能解決縣到鄉(xiāng)傳輸系統(tǒng)的大帶寬需求，而且能降低縣鄉(xiāng)層面的傳輸時延。

2.2 網(wǎng)絡(luò)定位

縣到鄉(xiāng)OTN系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)分層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的思路，與市到縣OTN系統(tǒng)、PTN以及SDH系統(tǒng)相對獨立，做到網(wǎng)絡(luò)層次分明，系統(tǒng)容量能滿足較長時期內(nèi)業(yè)務(wù)承載需要。網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)參考如圖1所示。

圖1 縣鄉(xiāng)OTN網(wǎng)絡(luò)定位圖

與PTN網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同：縣到鄉(xiāng)PTN系統(tǒng)主要承載無線基站接入和GE以下小顆粒專線接入業(yè)務(wù)，OTN和PTN網(wǎng)絡(luò)有不同的業(yè)務(wù)承載定位。光纜距離較長的路由段落，不適宜搭建PTN系統(tǒng)，可采用OTN波道開通PTN直達通道。

與SDH網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同：SDH網(wǎng)絡(luò)目前主要承載TDM接口的專線接入業(yè)務(wù)，為減少運營成本并降低設(shè)備能耗，可逐步將客戶從SDH網(wǎng)絡(luò)遷移到PTN或OTN網(wǎng)絡(luò)，但應(yīng)降低用戶感知。

根據(jù)縣到鄉(xiāng)的業(yè)務(wù)需求分類，縣到鄉(xiāng)OTN系統(tǒng)主要承載PON網(wǎng)絡(luò)OLT上聯(lián)業(yè)務(wù)和GE以上專線接入業(yè)務(wù)，同時也應(yīng)用于光纜纖芯資源不足場景。

3 建設(shè)原則及策略

3.1 節(jié)點選擇

3.1.1 縣局節(jié)點

選擇自有機房，作為全縣業(yè)務(wù)調(diào)度、匯聚的重要節(jié)點。為保障傳輸網(wǎng)電路安全，應(yīng)考慮縣局設(shè)置雙節(jié)點；縣局節(jié)點機房與市到縣OTN節(jié)點為同一局址，與CMNET網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換機、BRAS節(jié)點設(shè)置同局址，是全縣業(yè)務(wù)出口的重要節(jié)點機房。機房可利用面積較大，電源等配套條件較好。

3.1.2 鄉(xiāng)鎮(zhèn)節(jié)點

（1）為了全業(yè)務(wù)接入的需要，一個鄉(xiāng)鎮(zhèn)設(shè)置為一個綜合業(yè)務(wù)接入?yún)^(qū)，綜合業(yè)務(wù)接入?yún)^(qū)內(nèi)設(shè)置OLT收容和匯聚該鄉(xiāng)鎮(zhèn)有線寬帶業(yè)務(wù)，鄉(xiāng)鎮(zhèn)OTN節(jié)點的選取與OLT節(jié)點應(yīng)保持一致；對較大的鄉(xiāng)鎮(zhèn)，若設(shè)置有多個OLT機房，可考慮機房條件、光纜路由較好的機房作為OTN節(jié)點，其余OLT節(jié)點可以通過PTN系統(tǒng)或光纖直連方式接入OTN系統(tǒng)。

（2）對有線寬帶用戶等業(yè)務(wù)較密集的非鄉(xiāng)鎮(zhèn)節(jié)點，比如鄉(xiāng)鎮(zhèn)工業(yè)園、開發(fā)區(qū)及新農(nóng)村聚集區(qū)，若OLT上聯(lián)需求超過4個GE，同時有線寬帶發(fā)展?jié)摿^大，可考慮設(shè)置為OTN節(jié)點。

（3）對于未來具有較大業(yè)務(wù)發(fā)展?jié)摿Φ膮^(qū)域，可以考慮作為OTN規(guī)劃預(yù)留節(jié)點，隨著業(yè)務(wù)發(fā)展和接入需要，后期納入縣鄉(xiāng)OTN系統(tǒng)。

3.2 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)配置

網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：縣到鄉(xiāng)OTN系統(tǒng)應(yīng)依托縣局雙節(jié)點和鄉(xiāng)鎮(zhèn)節(jié)點搭建，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以環(huán)形為主，光纜路由不具備的鄉(xiāng)鎮(zhèn)節(jié)點可以采用支鏈接入?？h鄉(xiāng)OTN環(huán)上為4～8個鄉(xiāng)鎮(zhèn)節(jié)點為宜。

網(wǎng)絡(luò)容量：鄉(xiāng)鎮(zhèn)節(jié)點3年內(nèi)業(yè)務(wù)需求不超過50G，考慮到建網(wǎng)成本，初期可建設(shè)40波×10G系統(tǒng)，但應(yīng)具備平滑升級到80波×100G系統(tǒng)的能力；若三年內(nèi)業(yè)務(wù)需求超過50G，可規(guī)劃初期建設(shè)80波×10G系統(tǒng)或80波×100G系統(tǒng)。

調(diào)度能力：縣到鄉(xiāng)OTN系統(tǒng)位于匯聚層面，鄉(xiāng)鎮(zhèn)節(jié)點主要是小顆粒的業(yè)務(wù)接入，縣局節(jié)點主要是大量小顆粒業(yè)務(wù)的匯聚和調(diào)度，因此縣到鄉(xiāng)OTN系統(tǒng)應(yīng)配置ODUk電層調(diào)度，縣局節(jié)點宜具備光層級別的波長調(diào)度能力，便于與不用網(wǎng)絡(luò)層面之間對接。

波長轉(zhuǎn)換器選擇：縣局節(jié)點采用支線路分離OTU，便于業(yè)務(wù)的交叉調(diào)度；鄉(xiāng)鎮(zhèn)節(jié)點可采用支線路合一OTU，節(jié)省設(shè)備槽位，支路側(cè)提供FE/GE/10GE等多種接入端口，便于接入多類型業(yè)務(wù)。

波道配置：鄉(xiāng)鎮(zhèn)與縣局雙節(jié)點之間開通點對兩點的直通波道，業(yè)務(wù)需求較小的鄉(xiāng)鎮(zhèn)可以共享一個波道，但不建議采用環(huán)上所有節(jié)點共享波道方式，原因是多節(jié)點共享波道導(dǎo)致鄉(xiāng)鎮(zhèn)節(jié)點配置的帶寬減少，但OTN設(shè)備槽位并沒有減少占用，而且環(huán)上單個節(jié)點業(yè)務(wù)割接調(diào)整，整個系統(tǒng)所有節(jié)點都會受到影響。網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期鄉(xiāng)鎮(zhèn)節(jié)點波道原則上按照不超過3年的業(yè)務(wù)需求進行配置。承載的業(yè)務(wù)通過東西向波道直達縣局兩個節(jié)點。

監(jiān)控能力：由于縣鄉(xiāng)匯聚層光纜架空路由段落較多，線路故障率較高，可采用具有eOTDR功能的監(jiān)控板卡，便于管理維護衰耗、OSNR等指標。

3.3 業(yè)務(wù)對接方案

若BRAS及數(shù)據(jù)交換機已下沉至縣局，鄉(xiāng)鎮(zhèn)OLT上聯(lián)電路直接在縣局終端，縣鄉(xiāng)OTN系統(tǒng)與數(shù)據(jù)交換機可以采用如下兩種方式：(1) 10GE/GE業(yè)務(wù)端口對接；(2)分組化支路板卡對接。采用第一種方式，數(shù)據(jù)交換機與OTN系統(tǒng)端口需要一一對應(yīng)，配置的端口較多，而且隨著業(yè)務(wù)升級，會造成大量端口浪費；采用第二種方式，分組化支路板卡起到端口收斂匯聚的作用，節(jié)省較多的低速率端口，也可以與BRAS設(shè)備直接對接，省去數(shù)據(jù)交換機這一層面。實際應(yīng)用中可根據(jù)設(shè)備選型和集采結(jié)果，選擇分組化支路板卡進行業(yè)務(wù)對接。

若BRAS仍在市局核心機房，縣鄉(xiāng)波分系統(tǒng)與市到縣波分系統(tǒng)需要對接，同上分析，可采用分組化端口與市到縣OTN系統(tǒng)層面對接，或采用光層級別的波長調(diào)度。

對于大多數(shù)鄉(xiāng)村OLT的承載，由于業(yè)務(wù)量較小，OLT上聯(lián)鏈路帶寬多為N＊GE，可以采用PTN收斂匯聚后通過OTN承載。

縣鄉(xiāng)OTN系統(tǒng)業(yè)務(wù)承載方式如圖2所示。

3.4 保護方式選取

OTN系統(tǒng)可以采用ODUk-SNCP保護、客戶側(cè)1+1保護和光線路側(cè)保護(OLP)等多種保護方式。

ODUk-SNCP保護：保護配置比較簡單，不需要倒換協(xié)議，倒換時間短，不會影響后期擴波，維護方便，但線路側(cè)OTU板卡使用較多，成本相對較高。

客戶側(cè)1+1保護：在支路側(cè)使用工作和保護兩個OTU，雙發(fā)選收，實現(xiàn)重要業(yè)務(wù)的保護，倒換速度快，穩(wěn)定可靠。

光線路側(cè)保護(OLP)：在系統(tǒng)光層外設(shè)置光開關(guān)器件，配置兩條光纜路由，光通路雙發(fā)選收，實現(xiàn)光纜層面的保護。

圖2 縣鄉(xiāng)OTN業(yè)務(wù)承載示意圖

縣到鄉(xiāng)OTN系統(tǒng)對承載業(yè)務(wù)一般不采用保護，但對于安全性較高的路由段落、特殊的業(yè)務(wù)承載需求，縣到鄉(xiāng)OTN系統(tǒng)可以從業(yè)務(wù)特點、成本造價以及管理維護便利等方面，選取最優(yōu)保護方式。

3.5 設(shè)備選型建議

縣局節(jié)點的光通道較多，需要處理大量的業(yè)務(wù)調(diào)度和終端，機房面積、電源條件較好，應(yīng)采用光電分離的大容量OTN設(shè)備，具備大容量的交叉調(diào)度能力；鄉(xiāng)鎮(zhèn)一般只有2個光通道方向，終端的業(yè)務(wù)較少，而且鄉(xiāng)鎮(zhèn)節(jié)點機房面積、電源條件較差，可以采用容量較小的緊湊型OTN設(shè)備，業(yè)務(wù)板卡集成度高，電源功耗小。OTN系統(tǒng)可以根據(jù)業(yè)務(wù)需求以及機房條件靈活選擇設(shè)備類型，但為了管理維護需要，設(shè)備類型不宜超過兩種，不同設(shè)備類型應(yīng)支持混合組網(wǎng)。

縣局節(jié)點可以采用以下兩種光電調(diào)度配置策略：(1)不共電交叉方式，波道業(yè)務(wù)交叉不跨機架，缺點是機位占用較多；(2)共電交叉方式，波道業(yè)務(wù)需跨機架調(diào)度，可以減少機架數(shù)量，節(jié)省機房空間。如圖3所示。

根據(jù)以上兩種配置策略，參考某廠家設(shè)備類型，可得出參考模型表1?？h局、鄉(xiāng)鎮(zhèn)節(jié)點可以根據(jù)機房空間、配套條件以及管理維護需要，選擇一種光電調(diào)度配置策略進行設(shè)備部署。

圖3 縣局節(jié)點光電調(diào)度配置圖

表1 設(shè)備選型參考表

4 結(jié)束語

在視頻業(yè)務(wù)高速發(fā)展的需求驅(qū)動下，城域傳送網(wǎng)需要滿足大帶寬和低時延的業(yè)務(wù)承載要求，縣到鄉(xiāng)層面采用OTN技術(shù)是必然選擇。縣到鄉(xiāng)OTN系統(tǒng)的規(guī)劃，需要結(jié)合業(yè)務(wù)需求特點、設(shè)備造價及管理維護等多方面因素，制定和選取合適的建設(shè)策略。