OTN技术在城域传送网汇聚层的应用研究

【摘要】随着集团客户、家庭客户市场的大力发展,以及全业务GPON网络和LTE网络的规模部署，未来几年带宽型业务将成爆炸性增长，大颗粒业务的调度有向汇聚层延伸趋势。与此同时，汇聚层上业务的大范围调度也越显频繁。本文探讨OTN技术在城域传送网汇聚层的应用，以提高汇聚层业务调度的灵活性与网络的扩容能力，优化网络组网结构。

【关键词】城域传送网汇聚层OTN

中图分类号： TN711文献标识码：A

引言

近年来，随着3G基站回传、城域数据网等IP业务的迅猛发展，促进城域传送网IP化的快速转型，加之TD-LTE对网络高带宽的要求，未来几年大颗带宽型业务有向汇聚层延伸趋势。另一方面，随着业务范围的不断扩展，面向的客户由城区不断向郊区、工业区延伸，对传输的距离也提出更高的要求。但是目前汇聚层的光缆网络资源以及PTN/SDH网络、GPON网络带宽有限，可传输距离较短等因素，导致组网的灵活性较低，无法应对将来海量IP业务与长距离传输的需求。而OTN技术将波分技术与SDH的业务保护调度、OAM管理功能很好的结合，能够对大颗粒数据业务进行调度和传送，而且可通过配置不同型号的光增强模块以保证传输数据，符合城域传送网未来的发展。本文重点研究OTN技术在城域汇聚层的组网应用。

现网能力分析

2.1网络现状

城域传送网目前分为面向IP化业务的PTN网络及面向TDM业务的SDH/MSTP网络两个部分，具体网络定位如下：

MSTP网络主要承载2G基站回传业务，以及GE以下高等级的集团专线业务；

PTN网络主要承载IP化的2G和3G基站以及即将商用的LTE的回传业务，预留带宽承载GE以下重要集团专线业务和OLT上行链路。

2.2网络能力分析

1、对PON网、IP城域网的支撑

IP城域网、P0N网络链路颗粒从接入汇聚到骨干层分别为GEGE/10GE/10G，环网的链路类型为集中型(星型组网)。

骨干层OTN网络能够满足工P城域网的链路需求。汇聚层采用PTN或光纤承载OLT上联链路的需求，只能满足全业务初期。而到全业务中后期，将有大量N*GE/10GE的OLT上联链路需求，若通过现有光缆以及PTN网络承载，光缆资源有限、PTN带宽不足，将难以应付。

2、对集团专线的支撑

骨干层网络具有完善的MSTP和OTN网络，能够很好的应对各种颗粒类型集团专线客户的链路需求。

汇聚层GE以下普通用户可用PON、PTN网络进行承载；对于有TDM业务特殊需求的专线客户采用MSTP承载。GE及以上专线用户只能采用裸纤进行承载。

考虑未来专线业务的链路颗粒成逐步增长趋势(N*2MFEGE)，并且要求网络具备端到端调度管理能力。现有的MSTP/PTN以及光纤网络难以应对。

3、PTN网络组网瓶颈

现有PTN网络以骨干层、汇聚层、接入层的三层模式搭建。目前，骨干层节点基本固定，而且都处在市区、城区中，地理条件优越，可到达的物理路由多；而且骨干节点通过光缆、PTN、SDH、OTN、WDM等多种方式连接，网络结构趋于完善。接入层主要以两个汇聚节点作为下挂站点，形成双归环状的网络拓扑结构，而且网络容量升级较为容易。汇聚层主要是承载接入层的上联，并进行容量收敛。汇聚层的建设主要采取2-3个汇聚节点与2个骨干节点以环状拓扑结构连接的模式。在前期这种建设模式并没有出现弊端，而随着汇聚节点的增多，分布也越来越广，一些汇聚节点与骨干节点的路由距离都超过了40公里。由于传输距离太长对光缆中信号的衰减大于所需的临界值，对与业务开通或业务开通后的质量都没有保障。如果采用光中继进行光补偿的方法，由于光中继是有原器件，会增加工程建设的难度，不建议使用。

随着GPON网络的规模部署，将有大量N*GE/1OGE的OLT上行链路，以及GE以上大颗粒专线业务在本地城域范围内端到端调度需求，如通过现有光缆以及PTN网络承载，光缆资源有限、PTN网络带宽不足，将难以应对。另外，随着汇聚节点的分布逐步向郊区化发展，原有以光缆作为设备连接的方式难以满足长距离传输的要求。此时，要求网络具备高带宽、高安全性、长距离传输、端到端调度灵活的传送技术来支撑。

传送网技术分析

目前，广泛使用的传输技术有：MSTP技术、WDM技术、OTN技术、PTN技术、光纤技术。上述五种技术可以说是光传输网络的发展演进方向，它们在业务调度颗粒、业务交叉调度能力、业务安全性、OAM能力、可扩展性等方面都有各自的优缺点。

OTN技术以多波长、大颗粒、长距离调度传输为基础，综合了SDH及WDM的优点，可在光层、电层两个层面实现波长及子波长业务的交叉调度，完成业务的接入、封装、映射、复用、级联、保护/恢复、管理及维护，形成一个以大颗粒宽带业务传送为特征的大容量传送网络。

OTN作为承载GE以上颗粒度业务的传送网技术，目前定位于城域核心骨干层、汇聚层，今后有可能向接入层延伸。

OTN技术在城域传送网汇聚层的应用

OTN技术在骨干层早已使用，经对比，各方面性能优于现有其他传输技术。由于网络架构趋于扁平化与业务需求趋于高带宽，对于现有汇聚层的组网方式带来巨大冲击，按照现有的网络情况，将难以应对未来几年网络发展的需求。因此，考虑在汇聚层引入OTN技术。

4.1 PTN+OTN混合组网在汇聚层的应用

主要特点是OTN网络下沉至一般汇聚节点，利用汇聚层OTN网络挂接PTN接入环，PTN接入环在各汇聚节点分散汇聚。具体组网描述如下：

在汇聚层OTN设置点同时设置PTN汇聚设备，乡镇、农村等3G基站组成若干个PTN GE接入环，双挂接于两端PTN汇聚设备，PTN汇聚设备做好分局向整合，汇聚若干条GE链路，通过OTN汇聚环、骨干环双挂接于落地层PTN设备；城区及周边3G基站组成若PTN GE接入环，双挂接县骨干节点PTN设备，县骨干节点PTN设备做好分局向整合，汇聚若干条GE链路双挂接落地层PTN设备，形成基站接入、业务落地两层PTN网络结构。落地节点的两套PTN设备与BSC/RNC设备对接，可采用LAG保护以避免单端口失效引起的大量业务中断，实现业务分担。该组网模式如图所示。

PTN+OTN混合组网在汇聚层的应用示意图

4.2 OTN与PON、IP城域网的组网应用

PON网络OLT上联SW、SW上联BRAS/SR链路承载在OTN汇聚环上；BRAS/SR以上层面，通过骨干核心层面OTN系统承载。对于重要业务的OLT采用双上联，承载在OTN不同方向的波道上。对于OLT单上行链路，OTN网络可提供子波长/波长级保护。利用OTN支线分离设备，对OLT上联的GE链路进行交叉整合成10G波道。远期SR下沉到业务量较大的汇聚层节点，其上联链路可以承载在OTN核心骨干、汇聚层面，有利于IP城域网的扁平化。

OTN与PON、IP城域网的组网应用示意图

4.3 OTN与集团客户专线的组网应用

集团客户GE以上专线县内链路承载在OTN汇聚环上，跨县以上链路承载在OTN骨干、汇聚环上，有利于大颗粒业务的端到端灵活调度。对于重要集团客户专线OTN网络提供子波长/波长级保护。

OTN与集团客户专线的组网应用示意图

OTN在汇聚层引入需考虑的因素

5.1节点选择

汇聚层OTN节点选择应作整体规划，综合考虑周边道路道、地理位置、环境安全性、机房空间等因素，选取一批业务发展、光缆路由、机房电源条件较好的物理节点设置OTN汇聚层节点，并划分一定全业务服务区范围，两个或多个汇聚点收敛一个全业务服务区内的业务。同时考虑一定时期的接入需求，避免频繁进行汇聚区域的优化调整。

5.2 运维管理

OTN技术在城域网的引入，利用其网络灵活的端到端调度管理能力、取代人工跳纤、快速高效、减少人为失误等优点，可简化管理流程，提高业务开通、维护管理的工作效率。同时OTN是一项新引入的技术，需要县市层面维护人员具备相关技术储备和维护能力，以及OTN与PTN、IP城域网、集团客户的融合组网，对传统的业务开通流程、维护管理模式也产生变化。因此，在汇聚层引入OTN系统时，要通过培训提高相关维护人员的技术水平，制定相应的业务开通流程规范，调整维护管理模式，确保OTN网络在各层面的顺利运行。

总结

本文主要探讨了OTN技术在城域汇聚层的融合组网和业务调度模式，以及OTN与PTN、PON、专线业务融合组网应用建议。但考虑到目前处于全业务发展初期阶段，以及OTN技术成熟度、运维管理、建设成本等方面因素，现阶段不宜大规模展开。建议在目前业务发展较好、数据流量大、且光缆纤芯资源紧张的区域，选择1-2个业务汇聚区在汇聚层面部署OTN网络，应对大颗粒业务的开通调度以及PTN网络组网，为今后OTN在汇聚层规模部署积累经验。

【参考文献】

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