摘要：通信業(yè)務在互聯(lián)網(wǎng)技術和服務領域的激烈角逐下，呈現(xiàn)出多元化、帶寬需求爆發(fā)的趨勢，可以說，寬帶服務的新時代已經(jīng)到來。由于現(xiàn)有的城市傳輸網(wǎng)容量較大，現(xiàn)有的城市傳輸網(wǎng)技術難以適應業(yè)務發(fā)展的需要，建立一個能夠保證快捷穩(wěn)定的業(yè)務調(diào)度機制和完善的OAM服務系統(tǒng)是非常有意義的，而OTN技術就被應用到了新一代的傳輸網(wǎng)。
關鍵詞：OTN技術；中國移動；域網(wǎng)組網(wǎng)
在通信公司改組后，三足并立的格局逐漸成形，全面經(jīng)營業(yè)務模式已經(jīng)是目前通信運營商發(fā)展的必然選擇。在中國移動，面臨著一個完全商業(yè)運作但只有單一經(jīng)營能力的城市傳輸網(wǎng)絡問題，該怎樣建設一全業(yè)務運營的城市傳輸網(wǎng)絡，是當前迫切需要解決的問題。應當根據(jù)客戶的需要，綜合已有的資源及自身的優(yōu)點，進行最大限度的優(yōu)化和開發(fā)，加強企業(yè)的創(chuàng)新能力，建立差異化、全方位的中國移動服務模式，同時在工程項目建設中，要綜合考慮投資的有效性、風險性、業(yè)務質(zhì)量、業(yè)務兼容性和網(wǎng)絡穩(wěn)定性。為了適應今后2-3年的全業(yè)務運行模式和IP化傳輸網(wǎng)絡的要求，必須建立一種新型的服務外包式城市傳輸網(wǎng)絡。
一、OTN技術介紹
OTN（OpticalTransportNetwork）是基于WDM技術在光層上構建的傳輸網(wǎng)，是新一代的主干傳輸網(wǎng)。
（一）產(chǎn)生的背景及時代要求
近幾年，隨著通信業(yè)務的快速發(fā)展，對傳輸網(wǎng)的需求越來越大。為了滿足日益增加的容量需求，傳輸網(wǎng)必須具備迅速、靈活的服務能力和健全方便的網(wǎng)絡維護管理機制。當前傳送網(wǎng)絡主要采用的是SDH技術、分組傳輸技術和WDM技術，但這些技術都有明顯的自身缺陷。目前5G網(wǎng)絡技術不斷推廣，并主要應用在行業(yè)專網(wǎng)和企業(yè)專網(wǎng)兩個方面，作為社會公共安全和基礎設施領域的重要通信途徑，OTN技術要最大限度地保障傳輸速度和通信質(zhì)量，同時也要滿足帶寬要求較高、通信延時較低的通信用戶需求。行業(yè)專網(wǎng)用戶能夠極大程度體現(xiàn)5G網(wǎng)絡通信的優(yōu)勢，同時滿足物聯(lián)網(wǎng)的需求，并且其發(fā)展的根本目的是提升人民生活質(zhì)量，促進社會經(jīng)濟穩(wěn)定發(fā)展。目前企業(yè)專網(wǎng)的需求并不能得到有效滿足，OTN技術的設備及通信體系架構仍需要進一步完善。目前5G網(wǎng)絡應用環(huán)境多變，需要多層級網(wǎng)絡承載，在應用過程中也會有部分應用持續(xù)在線，需要滿足低延時、快速響應的需求，網(wǎng)絡調(diào)度模式要靈活多變。5G網(wǎng)絡的廣泛普及也需要層次化的網(wǎng)絡切片來支撐，保證滿足不同行業(yè)、不同需求的通信業(yè)務。雖然5G發(fā)展迅速，但實際生活仍離不開4G網(wǎng)絡，因此要保證通信架構的智能協(xié)同和混合承載，保證多種類型應用的兼容運行以及兩種網(wǎng)絡的混合運行。
（二）OTN技術的優(yōu)勢
1.多種客戶信號封裝和透明傳輸
OTN能夠?qū)崿F(xiàn)SDH、GE、10GE等多種用戶的數(shù)據(jù)傳輸。OTN所規(guī)定的OPUk在不改變負載數(shù)據(jù)容量的情況下傳輸多種用戶信號，同時它還使用了一種非同步的映射方式來確保用戶信號的透明。
2.大顆粒調(diào)度和保護恢復
OTN技術可以實現(xiàn)ODU4等多種大顆粒調(diào)度，高速的交錯粒子傳輸速度越快、越高效，越容易提供大規(guī)模的跨線容量，從而減少了裝置的投資費用。經(jīng)計算，采用OTN技術進行的網(wǎng)絡投入比以SDH為基礎的網(wǎng)絡投入要少�；诖笠�(guī)模的OTN交叉，采用ASON智能控制方案，可以有效地增強光鏈路的防護修復性能，并優(yōu)化其調(diào)度性能。
3.完善的性能和故障監(jiān)測能力
當前SDH的WDM技術主要依靠SDH中的B1和JO來實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的分割和失效監(jiān)控。OTN具有良好的失效監(jiān)控機制，OTUk層段監(jiān)聽字節(jié)（SM）能夠監(jiān)控電氣再生部分的運行和失效，ODUk層的信道監(jiān)控字節(jié)（PM）能夠監(jiān)控端點到端波信道的工作和失效情況，使得WDM具有與功能和故障監(jiān)控功能，彌補了SDH技術的缺點，有更為良好的實際運行表現(xiàn)。并且OTN技術具有極強的靈活性，能夠滿足未來運營商運營方向的改變，在三層靜態(tài)路由使用方面，OTN技術適應性很強，并且其更為科學的網(wǎng)絡架構使得在通信網(wǎng)絡組建過程中層次性更為明顯，表現(xiàn)更具優(yōu)勢。
（三）OTN網(wǎng)絡拓撲
OTN基于單向點到點、雙向點到點、單向點到多點的方式，可以根據(jù)不同的拓撲結構，如線形、環(huán)形、樹形和網(wǎng)狀等構建數(shù)據(jù)運輸體系。
二、OTN在城域網(wǎng)中的應用
（一）城域OTN應用定位
由于城域網(wǎng)絡中的環(huán)境較為復雜，因此在局域網(wǎng)中建立一個波分通信網(wǎng)絡，以增加光纜的使用量。在城市網(wǎng)絡中使用OTN交叉裝置，通過OADM/ROADM來進行波段的分配與防護，通過OTN的交叉裝置來進行分波長的分配與防護，是較為切合實際的一種方法。
（二）城域OTN組網(wǎng)模型
1.中小城鎮(zhèn)應用場景
OTN在中小城鎮(zhèn)的城域網(wǎng)中得到了廣泛的運用，它的網(wǎng)絡拓撲結構是以兩個中心為中心的多個集合環(huán)為基礎，從中心環(huán)至市及縣環(huán)。它們的服務主要集中在城市的中心，這是一種聚集式的服務，沒有太多的跨區(qū)域服務，也不需要太多的網(wǎng)絡資源。在我國中小城鎮(zhèn)局域網(wǎng)中，GE服務是最為主要的，而各大城市的結點必須具備ODUO的交互性。
2.大型城市應用場景
在大規(guī)模的熱門區(qū)域中，城域的規(guī)劃由三個方面組成：城域核心、城域匯聚、城域接入。在核心節(jié)點間建立了一個城市的主干網(wǎng)，用于管理核心業(yè)務，其核心網(wǎng)可以是環(huán)狀網(wǎng)，也可以是MESH，當波道緊張時，為了減輕波道壓力，提出了MESH的方案。該系統(tǒng)采用了雙結點連接模式，實現(xiàn)了SR與CR的數(shù)據(jù)傳輸，解決了光纜、帶寬、數(shù)據(jù)安全等問題，并能滿足大用戶的數(shù)據(jù)傳輸要求。
三、城域光傳送網(wǎng)現(xiàn)狀
當前的城市傳送網(wǎng)以網(wǎng)格網(wǎng)和SDH環(huán)網(wǎng)為主導，并且由于技術和應用要求的提高，城域光網(wǎng)從原來的基本傳送網(wǎng)向基本的傳輸和服務型傳輸系統(tǒng)轉(zhuǎn)型。
現(xiàn)階段城域光傳送網(wǎng)主要應用有以下幾種特點：
（一）覆蓋范圍及業(yè)務
目前在城域光傳送網(wǎng)主要覆蓋城市、郊區(qū)及小規(guī)模的縣市級行政區(qū)域，能夠為城域的通信業(yè)務提供綜合性的通信網(wǎng)絡平臺，一般將光傳送網(wǎng)絡作為基礎結合多種傳輸技術，為多種通信業(yè)務及通信協(xié)議提供綜合信息傳輸平臺。城域光傳送網(wǎng)主要與省級通信線路連接，并且完成綜合通信業(yè)務，包括企業(yè)內(nèi)部、商業(yè)區(qū)、居民區(qū)等的業(yè)務通信以及通信線路出租等。
（二）網(wǎng)絡動態(tài)性及擴展性
城域傳送網(wǎng)動態(tài)性較強，能夠滿足多種通信業(yè)務的需求，并且符合目前通信網(wǎng)絡的發(fā)展趨勢。越來越多的用戶需要更高帶寬，更加靈活的通信業(yè)務，需要簡便快捷的業(yè)務配置，并且基于QOS的價格將來還會出現(xiàn)帶寬按需分配的措施。
（三）自動交換光網(wǎng)絡（ASON）
ASON是一個以服務為導向的網(wǎng)絡，其服務的供給功能非常強大，可以在光級上進行服務的多樣化，可以在光層次上進行動態(tài)的服務指派，這樣既能加快企業(yè)的部署速度，又能有效地利用網(wǎng)絡的資源。
（四）現(xiàn)有技術的不足
目前最為重要的OTN和PTN通信技術，廣泛應用于各個領域和地域，包括核心層、接入層乃至省內(nèi)二干、一干等網(wǎng)絡運輸架構。隨著5G時代的到來，通信網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)流量在不斷增長，通信運營商也在不斷探索更快速的數(shù)據(jù)處理模式以及通信解調(diào)技術，同時面臨著香農(nóng)定理的限制，構建高質(zhì)量光域傳送網(wǎng)絡仍然是解決網(wǎng)絡帶寬需求問題的重要環(huán)節(jié)。隨著物聯(lián)網(wǎng)、智慧家居、光纖到戶等通信行業(yè)發(fā)展趨勢，城域傳送網(wǎng)絡接入點也在不斷增加。運營商目前也在尋求著高效精細的傳送網(wǎng)，在滿足帶寬需求的同時能夠簡化工程建設程序。隨著近年來我國通信運營的業(yè)務發(fā)展，已經(jīng)開啟了PON時代，傳送網(wǎng)的數(shù)據(jù)流量快速增長及5G前傳技術在不斷推動傳統(tǒng)傳送網(wǎng)技術的發(fā)展，在眾多環(huán)節(jié)引入技術，帶來傳送網(wǎng)負荷的同時要尋求城域光傳送網(wǎng)的發(fā)展方向。
四、OTN城域網(wǎng)規(guī)劃和建設過程中的關注點
（一）清晰的網(wǎng)絡結構
目前已經(jīng)提出了“主干+中心+城市融合+城市連接”的管理方式，提高了網(wǎng)絡的可管理性和可維護性。針對具有多個核心節(jié)點的網(wǎng)絡，其內(nèi)部的海量服務可以由核心級網(wǎng)絡來承擔，且具有OTNASON特性，并具有多重中斷功能，能夠確保核心結構的安全性和穩(wěn)定性。融合層使用雙重歸并模式訪問核心級，通過最短路徑返回到中心節(jié)點，以確保整個網(wǎng)絡具有明確的架構和服務載體。各個層次的網(wǎng)絡化工作，使得經(jīng)營計劃條理分明，此外，為了使核心網(wǎng)與匯流層的頻寬相匹配，采用40*40Gbit/s或80*40Gbit/s，并對其進行優(yōu)化，以確保整個網(wǎng)的帶寬利用率處于合理的狀態(tài)。
（二）系統(tǒng)容量設計滿足實際業(yè)務發(fā)展
由于城市通信的不均衡，使得各中心的網(wǎng)絡中出現(xiàn)了40/80波段的情況，有時還會出現(xiàn)40G/s的單波段。一般的聚合回路可以按服務需求選用40/80波段的方式，也可以采用120/200G/s的SDH波分網(wǎng)絡。在運輸能力的規(guī)劃上，可以根據(jù)不同地區(qū)的網(wǎng)絡發(fā)展狀況，選擇不同的網(wǎng)絡容量，提高網(wǎng)絡的投資回報率。
（三）合理考慮光層簡化
實際操作中發(fā)現(xiàn)OTN技術節(jié)點數(shù)量多、距離短，因此，在不需要傳輸能力的情況下，通過建立120/200Gbit/s“小系統(tǒng)”（采用PID技術），降低了網(wǎng)絡的跳躍，增加了系統(tǒng)的集成程度。
（四）關注業(yè)務快速開通
核心層、匯聚層組成一個完整的OTN調(diào)度載體。在核心節(jié)點與節(jié)點之間，使用了帶寬控制和ODUk的調(diào)度方式，實現(xiàn)了對終端服務的連接，提高了服務的啟動響應速度。在大規(guī)模的光層體系中，可以考慮使用PID技術，簡化波分結構，減少對光纖仿真參量（OSNR、功率、色散）的考慮，優(yōu)化TM流程。
（五）網(wǎng)絡安全性與可靠性需求
在目前的波分級和ODUk-SNCP的基礎上，在服務層次上實現(xiàn)對ODUk-SNCP的保護，并保證其在實際應用中的穩(wěn)定性與安全性。提出IP化城市網(wǎng)絡業(yè)務采用“雙管齊下”的策略，提高了城市網(wǎng)絡中的高端用戶和寬頻業(yè)務的安全性和可靠性，并在此基礎上，考慮增設多維路由，以滿足優(yōu)質(zhì)業(yè)務需求的智能化鏈接，并實施等級保障。通過分支路徑隔離，利用ODUk-SNCP的安全機制，在ODUk粒子基礎上，保證服務進行快速交接。
（六）業(yè)務調(diào)度需求
OTN層次從一個管線到一個可操作帶寬的轉(zhuǎn)變使得服務規(guī)模變大，GE/10GE就變成了一個需要被分配的服務，而這個服務通常是由一個波分裝置來完成的，所以要提高它的調(diào)度性能。對于各種需求的服務，管線的帶寬具有相同的容量，而多服務的傳輸則需要各個節(jié)點具有靈活性的調(diào)度功能。對于不同的服務，管線的帶寬具有相同的容量，而多個服務的傳輸則需要各個節(jié)點具有靈活的調(diào)度功能，以適應因多種服務需求而產(chǎn)生的網(wǎng)絡調(diào)節(jié)。近幾年，由于OTN的不斷完善，WDM所展現(xiàn)的調(diào)度性能已成為各個電信公司對OTN網(wǎng)絡的基礎需求。在一個核心節(jié)點，有6個以上的光路，一般都是80個波段，所以，為了滿足多個不同類型的服務，需要有足夠的帶寬。而在匯聚層面，則要求各結點具有360Gbit/s的跨接容量，利用TOM單板等小型業(yè)務單板來實現(xiàn)高集成性，提高單個器件的調(diào)度性能。
（七）多業(yè)務統(tǒng)一承載
OTN的寬帶與服務端分離，轉(zhuǎn)變了之前復雜的服務方式，服務粒子也從一個單一的管線中分離出來，使得服務端具有不同的粒子訪問功能，并且可以最大限度地支持任意服務進程，在網(wǎng)片上的零件和界面種類的減少，提高了網(wǎng)絡的普遍性。當前，可以利用多通道服務板卡（例如TOM單板）實現(xiàn)100Mbit到2.5Gbit/s的多個服務，實現(xiàn)集成板件、光模塊、統(tǒng)一單板多種業(yè)務共同承載，保證更換業(yè)務不需要更換波分端口，保護原有資源。
（八）具備綜合時鐘傳送能力
目前OTN裝置具有同步時鐘和同步時間的能力，在項目建設前期，根據(jù)光纖的實際狀況、數(shù)據(jù)保護模式等，選擇較為適合的1588v2方式承載。OTN以OTN頻段為基礎，為1588V2的時間服務，并且1588v2工程中應重視補償儀表的要求，盡可能采用免儀表、免補償?shù)慕ňW(wǎng)模式，提高線路的開通速度。
五、OTN在移動傳送網(wǎng)建設中的發(fā)展過程
隨著城市OTN的不斷推廣，節(jié)點間的通信能力得到了極大的提高，而PID技術也得到了極大的進步。
（一）業(yè)務需求使得通信業(yè)務增加
隨著寬帶網(wǎng)絡的快速發(fā)展，網(wǎng)絡帶寬的要求也越來越高。目前，家用寬帶的訪問正在由2Mbit/s到30Mbit/s向1000Mbit/s轉(zhuǎn)變。由于高清晰度和即時游戲等服務所產(chǎn)生的獨特的流量模式使得整個互聯(lián)網(wǎng)服務都向著高質(zhì)量、高速度的服務方向發(fā)展，帶寬大、收斂比低是不可避免的。從對服務的頻寬要求來看，今后的接入層將會有較長時間的發(fā)展，而核心級的頻寬也會相應增加，這就導致了OTN頻段調(diào)度在傳輸網(wǎng)大流量支持中的應用是不可避免的，而在考慮到最終客戶的服務需要后，也會逐漸向下層服務方向移動，形成統(tǒng)一的傳送平臺。
（二）OTN促進城域網(wǎng)絡扁平化發(fā)展
隨著網(wǎng)絡的頻寬要求得到充分的 提高，網(wǎng)絡的組織架構將會更加平坦。在主干層次，采用T-bitOTN技術，建立了一個集成的大粒子光傳輸系統(tǒng)，從而提高了系統(tǒng)的擴展性、可維護性和可信性，減少了網(wǎng)絡的成本和能耗。由于現(xiàn)有的數(shù)據(jù)網(wǎng)存在著系統(tǒng)質(zhì)量低、防護和安全性低等問題，所以將原有的五級架構改為三級架構，針對較大的服務要求，降低了IP路由間傳送所引起的延遲，使整個系統(tǒng)更加穩(wěn)定，但是在此過程中，由于光纖的調(diào)度和接口的聚集，技術要求會大大提高，從而產(chǎn)生了新的問題。在網(wǎng)絡的構建方面，中國移動在各城市之間進行OTN的布局，使得城市內(nèi)部的路由裝置更加的集中化，從而解決了由于網(wǎng)絡的扁平而造成的傳輸長度問題。此外，通過OTN器件L2的聚合，可以將GE/10GE服務與10GE服務之間的接口匯集，從而降低了網(wǎng)絡中心節(jié)點的網(wǎng)絡負載。
（三）移動回傳網(wǎng)絡需求
中國移動主要針對TD-SCDMA和LTE網(wǎng)絡，其網(wǎng)絡IP網(wǎng)絡帶寬又有了更大的擴展，OTN的應用已在核心層達到10Gbit/s的服務，但是隨著新基地和頻寬的需求，以及網(wǎng)絡容量呈幾何倍數(shù)增長，OTN的布局也在匯聚層中進行，每一個10Gbit/s的服務都可以進行端到端的服務進程排布。
由于LTE的高頻段要求，GE/10GE的服務粒子在匯聚接入級和接入級PTN器件中都得到了有效的收斂，因此具有充分的帶寬和較少的數(shù)據(jù)使用壓力。由于采用了路由技術，在核心級和匯聚級之間會產(chǎn)生較多的接口，同時也會消耗IP網(wǎng)絡中的大量資源，從而產(chǎn)生服務沖突。
在此基礎上，利用OTN技術構建了核心與匯聚的移動回傳網(wǎng)，并在終端進行IP的傳輸，在OTN中進行傳輸。終端接入后，直接由OTN傳輸?shù)胶诵膶舆M行調(diào)度處理，而在匯聚層分組的帶寬分流則由OTN直接傳輸?shù)絉NC機房，從而使LTE基地臺的回傳系統(tǒng)更加穩(wěn)定。
六、結束語
當前，隨著網(wǎng)絡傳輸IP化進程的推進，通信網(wǎng)IP技術的發(fā)展越來越快，新型技術也在不斷地被開發(fā)出來。城域光網(wǎng)是通信網(wǎng)的基本結構，并逐漸向集成型傳輸平臺發(fā)展，可以預見，OTN技術將更大程度地適應于將來光纖傳輸網(wǎng)的發(fā)展需要，并將會成為通信企業(yè)服務建設的第一選擇。
作者單位：李小燕 中國移動通信集團設計院有限公司上海分公司
參 考 文 獻
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