OTN技术在城域传送网的应用分析

【摘要】文章首先通过对比分析OTN（Optical Transport Network，光传送网）与WDM、多维ROADM各自的技术特点和使用，得出现阶段OTN组网技术在城域传送网中较为可靠和有效；然后通过对业务承载和网络承载两方面的应用场景分析，较为全面地讨论了OTN技术应用在不同场景的实现方式；最后对现阶段以及未来一段时间内OTN技术的适用性进行了阐述。

【关键词】城域传送网 OTN 多维ROADM 业务承载 网络承载

1 城域传送网承载业务分析

随着全业务的开展，3G业务、集团专线、驻地网以及WLAN等业务的快速发展，城域传送网承载的业务从容量上呈现出爆发性增长的趋势，预计未来3～5年可达到T级别的带宽需求；业务带宽的增长也驱动了网络业务类型的转变，城域传送网将由现有TDM业务（E1/FE/STM—1）逐渐转向承载FE/GE/10GE的IP业务，移动业务IP化趋势明显，在不久的将来城域网中IP业务将成为最大的业务类型，且不同的业务和用户还要求网络必须具备差异化服务、灵活调度和适配性较强的网络能力。

1.1 数据业务承载需求

随着IP城域网趋向扁平化，BRAS/SR（认证服务/业务路由器）部署的趋势是直接部署在汇聚节点或城域网业务控制层上，这就产生大量的BRAS/SR上行到核心路由器的承载需求；而面向全业务，IPTV、流媒体和大客户专线等业务的增长，城域网中将存在大量GE/10GE带宽的需求，促使城域网的网络节点设备需要具备对大颗粒业务接入和交叉调度能力。

1.2 xPON上行承载需求

基于xPON技术的FTTx解决方案是建设高带宽、高可靠性光接入网络的必然选择。而目前xPON大都放置在城域网接入层的多业务接入节点，xPON上行的承载如果采用裸光纤方式，就会受制于xPON上行口的传输距离、城域网管线资源。此外，xPON上行链路的安全性也需得到解决。

1.3 MSTP/PTN网络承载需求

（1）业务承载：业务承载上MSTP网络在应对小颗粒TDM电路和PTN网络应对小颗粒IP化业务方面，其能力都是游刃有余的；但对于大量的2.5G/10G、GE/10GE及以上的业务时，两种网络均存在承载、调度等方面的不足。

（2）管线资源利用：MSTP网络由于多年的建设，具有较大的存量，且网络组网较为复杂，环路繁多，一旦网络扩容而引起拆环、组网就会使用大量的城域网管线资源，造成管线不断建设；PTN网络虽然是近年才开始新建的网络，但同样也存在与MSTP网络相似的问题。

（3）网络安全性：在城域传送网中部分区域汇聚的MSTP/PTN环路所带2G/3G基站较多，单个环路出现两个节点同时故障将会引起大面积网络中断，网络安全性也需在网络改造及建网中予以重视和考虑。

综上所述，在城域传送网采用大容量、宽带化、调度灵活以及业务适配性强的网络技术是城域传送网发展的必然趋势。

2 城域传送网组网技术分析

在全业务环境下，IP化业务快速增长，网络带宽消耗迅速。面对各种不同的网络所产生的IP化业务，对其承载的城域传送网提出了以下要求：

（1）网络层次清晰、区域划分明确、结构扩展灵活；

（2）网络节点需引入具有业务交叉调度功能的设备，且交叉能力强、调度灵活，负责区域间的汇聚和调度；

（3）区域化组建大容量、宽带化的网络；

（4）网络节点提供灵活业务接入的IP化网络接口；

（5）组网安全性较高。

由表1对比可知，从组网结构、业务调度、网络管理、支线路功能等各方面来看，OTN较WDM组网在技术上有一定的优势。

OTN除了以上技术优势之外，还具备有不同类型的OTN设备支持多种组网方式和保护功能。

（1）基于光（波长）交叉的ROADM设备的主要优势是基于波长调度，子网内部全光操作，省去了O—E—O功能单元。目前最大的容量可达到8～9个维度，单维度支持80波长，有效地实现在增加组网灵活性的同时降低光电变换的组网成本，但组网半径和物理参数（如色度色散（CD）、偏振模色散（PMD）、非线性效应、光信噪比（OSNR）等）限制等因素，在一定程度上妨碍了ROADM在大范围和传输线路复杂环境下的组网应用。

（2）基于电（ODUk）交叉的OTN设备正好回避了ROADM设备的这些缺陷，并支持波长和子波长粒度的调度，但有限的调度容量限制了其在大容量节点组网中的应用。OTN与多维ROADM技术分析详见表2所示：

多维ROADM技术目前在国外城域传送网中被广泛采用，却没有在国内市场得到认可。究其原因主要有以下两方面：

（1）ROADM技术相对高昂的设备成本，但是带来的快速配置和免人工维护等特性又不是国内迫切需要的；

（2）由于波长连续性限制，ROADM在业务调度方面存在极大的限制，不能满足网络运营的要求，在这方面明显不如基于ODUk交叉的OTN电层交叉连接设备。

鉴于未来城域网中需要调度的业务颗粒相对多样化（GE、2.5G、10G、10GE为主），采用OTN完成城域网内GE及以上的大颗粒业务调度和对MSTP、PTN、xPON等网络组网承载是一种较佳选择；而对于在城域传送网组网距离不长的情况下，采用OTN电层交叉+多维ROADM组网方式解决电层颗粒调度和光层上的多维保护，也是一种可选的组网模式；在业务仅需点对点传送且均是10G或10GE颗粒度时也可采用WDM，但从业务调度、网络管理、运行维护等方面来看，在后续新建大容量传送网的过程中采用OTN组网，其网络优势相比WDM组网还是比较明显的。

3 OTN技术应用分析

根据城域网组网技术的分析，OTN技术在城域网中的应用将主要以结合城域WDM、多维ROADM的方式出现。在全业务环境下，OTN应用于GE及以上速率大颗粒业务的承载、区域化的网络化分与保护等就显得十分重要。下面将从业务承载和网络承载两个方面来分析OTN技术应用于网络的情况。