OTN技術(shù)破解城域網(wǎng)難題

近年來，寬帶、IPTV和視頻業(yè)務(wù)等數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的迅速發(fā)展，對(duì)運(yùn)營商的傳送網(wǎng)絡(luò)提出了新的要求，一方面?zhèn)魉途W(wǎng)絡(luò)要能夠提供適應(yīng)業(yè)務(wù)發(fā)展的帶寬，另一方面是要求傳送網(wǎng)絡(luò)能夠進(jìn)行快速靈活的業(yè)務(wù)調(diào)度和完善便捷的網(wǎng)絡(luò)維護(hù)管理（OAM功能）以適應(yīng)業(yè)務(wù)的需求。

OTN技術(shù)包括了光層和電層的完整體系結(jié)構(gòu)，各層網(wǎng)絡(luò)都有相應(yīng)的管理監(jiān)控機(jī)制，具有光層和電層的網(wǎng)絡(luò)生存性機(jī)制，能夠很好地滿足該組網(wǎng)需求；且OTN技術(shù)可以提供強(qiáng)大的OAM功能，提供完善的性能和故障監(jiān)測功能。OTN設(shè)備基于ODUk的交叉功能使得電路交換粒度由SDH的155M提高到2.5G/10G/40G，從而實(shí)現(xiàn)大顆粒業(yè)務(wù)的靈活調(diào)度和保護(hù)。此外，OTN設(shè)備還可以引入基于ASON的智能控制平面，提高了網(wǎng)絡(luò)配置的靈活性和生存性。

ITU-T在2000年左右已經(jīng)制定了多個(gè)OTN技術(shù)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，建立了比較完善的OTN標(biāo)準(zhǔn)體系。但由于傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)已經(jīng)從以SDH信號(hào)為主發(fā)展到以IP/Ethernet業(yè)務(wù)為主，相關(guān)OTN標(biāo)準(zhǔn)也在修訂當(dāng)中。今年10月，ITU-T通過了修訂版本的OTN標(biāo)準(zhǔn)（G.709），增強(qiáng)了OTN對(duì)GE/10GE/100GE等以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的支持能力。新標(biāo)準(zhǔn)引入ODU0、ODU4以及可以靈活調(diào)整帶寬的ODUflex，并對(duì)OTN的復(fù)用結(jié)構(gòu)和映射方式進(jìn)行了完善，使其能夠更好地適用IP/Ethernet業(yè)務(wù)。

OTN滿足城域網(wǎng)新需求

隨著寬帶業(yè)務(wù)的迅速發(fā)展，以及軟交換，3G等新型業(yè)務(wù)的逐漸興起，在城域網(wǎng)中IP業(yè)務(wù)逐漸成為最大的業(yè)務(wù)類型。經(jīng)過對(duì)一些城域網(wǎng)現(xiàn)有情況的調(diào)查，并結(jié)合未來的發(fā)展趨勢，可以總結(jié)為以下幾個(gè)特點(diǎn)：

一是縣到市內(nèi)核心路由器的匯聚型IP業(yè)務(wù)很多，并呈現(xiàn)逐年增長的趨勢，多以GE業(yè)務(wù)為主，未來將采用10GE接口。

二是城域IP核心網(wǎng)多采用光纖直連方式組網(wǎng)，IP業(yè)務(wù)調(diào)度需求較少，僅在少量大的城市中存在，業(yè)務(wù)顆粒多是2.5Gbit/或10Gbit/s。未來將以10GE/40GE/100GE顆粒為主，并通過WDM系統(tǒng)承載。

三是目前的專線業(yè)務(wù)還是以2M和155M為主，一般都通過傳統(tǒng)SDH或ASON設(shè)備實(shí)現(xiàn)調(diào)度；大顆粒的IP業(yè)務(wù)采用城域波分系統(tǒng)承載，在節(jié)省光纖資源的同時(shí)，提供光層保護(hù)。未來，GE及以上的大顆粒專線業(yè)務(wù)將逐步增加，從而對(duì)大顆粒電路的調(diào)度能力提出更高的要求。

四是目前基站承載主要采用MSTP方式，未來將演進(jìn)到PTN/IP承載網(wǎng)方式，線路接口類型將以GE和10GE為主。

根據(jù)以上特點(diǎn)分析，隨著業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)接口的以太網(wǎng)化和高速化，以及大顆粒業(yè)務(wù)需求的逐步增加，對(duì)城域WDM和OTN組網(wǎng)的需求將會(huì)越來越迫切。 

表1 OTN交叉和多維ROADM的比較

	多維ROADM	OTN交叉
調(diào)度層面	光層，存在波長受限問題	電層
交叉方式	波長級(jí)交叉	ODU0/ODU1//ODU2/ODU3交叉
支持方向	WSS結(jié)構(gòu)可以支持8個(gè)方向	不受限
保護(hù)恢復(fù)	波道保護(hù)<50ms；波道恢復(fù)>1s	類似SDH的保護(hù)機(jī)制<50ms；恢復(fù)幾百ms
OAM	相鄰點(diǎn)之間的光層性能監(jiān)視，缺乏端到端管理機(jī)制	實(shí)現(xiàn)電路的端到端或特定段落的監(jiān)視

OTN更具靈活性

OTN和多維ROADM都是適用于大顆粒業(yè)務(wù)調(diào)度的傳送網(wǎng)技術(shù)，兩種技術(shù)的比較見表1。

由表1可知，OTN交叉比ROADM更具靈活性。鑒于未來城域網(wǎng)中需要調(diào)度的業(yè)務(wù)顆粒相對(duì)多樣化（GE、2.5G和10G），建議選用OTN交叉技術(shù)完成大顆粒業(yè)務(wù)的調(diào)度和保護(hù)。

在國外城域網(wǎng)絡(luò)中被廣泛采用的ROADM設(shè)備，至今沒有在國內(nèi)市場得到認(rèn)可。究其原因主要有兩條：相對(duì)高昂的設(shè)備成本，但是帶來的快速配置和免人工維護(hù)等特性又不是中國運(yùn)營商目前迫切需要的；由于波長連續(xù)性限制，ROADM在業(yè)務(wù)調(diào)度方面存在極大的限制，不能滿足運(yùn)營商的要求，在這方面明顯不如基于ODUk交叉的OTN電層交叉連接設(shè)備。

隨著城域網(wǎng)中更多大顆粒業(yè)務(wù)交叉調(diào)度需求的出現(xiàn)，特別是GE業(yè)務(wù)調(diào)度和保護(hù)需求的增加，將OTN交叉設(shè)備與OADM/ROADM配合使用，實(shí)現(xiàn)更靈活的調(diào)度和保護(hù)恢復(fù)功能，是一種可選的組網(wǎng)模式。其中，OADM/ROADM主要用于WDM系統(tǒng)中波長的上下和WDM環(huán)網(wǎng)保護(hù)；而OTN主要完成端到端的性能監(jiān)控、電路調(diào)度和保護(hù)，以及靈活的業(yè)務(wù)適配和匯聚。

OTN在城域網(wǎng)中的應(yīng)用

根據(jù)以上分析，OTN在城域網(wǎng)中的應(yīng)用將主要以結(jié)合城域WDM的方式出現(xiàn)。OTN定位于提供GE及以上速率大顆粒業(yè)務(wù)的承載。因此，討論OTN在城域骨干/匯聚和接入層的應(yīng)用方式，并對(duì)ODUflex的應(yīng)用進(jìn)行探討就顯得十分重要。

在城域骨干/匯聚層，當(dāng)城域網(wǎng)內(nèi)不同區(qū)域之間或接入長途網(wǎng)絡(luò)的GE及以上大顆粒業(yè)務(wù)需求達(dá)到一定規(guī)模，且具有調(diào)度、匯聚和保護(hù)恢復(fù)等需求時(shí)，可在城域網(wǎng)的核心/匯聚層部署OTN/WDM網(wǎng)絡(luò)。OTN網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用主要存在以下兩種場景：承載GE顆粒及以上的TDM和以太網(wǎng)專線業(yè)務(wù)。客戶設(shè)備可以直接接入OTN網(wǎng)絡(luò)，也可以通過接入/匯聚層SDH/PTN網(wǎng)絡(luò)與OTN網(wǎng)絡(luò)連接；作為IP、SDH和PTN等上層網(wǎng)絡(luò)的承載網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)SDH/PTN等網(wǎng)絡(luò)中存在GE以上的子波長級(jí)中繼電路需求時(shí)，可以將其接入到OTN網(wǎng)絡(luò)中，由其實(shí)現(xiàn)調(diào)度和保護(hù)，達(dá)到節(jié)省光纖或波道資源的目的。

OTN最新引入的ODUflex技術(shù)類似于SDH中的VC級(jí)聯(lián)技術(shù)，可以在同一個(gè)ODUk（k=2、3、4）內(nèi)提供靈活的業(yè)務(wù)接入能力，實(shí)現(xiàn)對(duì)業(yè)務(wù)帶寬的靈活適配，提高帶寬利用率，滿足用戶的不同帶寬需求。特別針對(duì)一些新業(yè)務(wù)如FC、CPRI等有更好的適配能力。

在城域接入層，接入層靠近網(wǎng)絡(luò)末端，因此成本是技術(shù)方案選擇的一個(gè)重要因素。在接入層應(yīng)用的OTN設(shè)備主要以盒式設(shè)備的形態(tài)出現(xiàn)，并結(jié)合CWDM進(jìn)行應(yīng)用。接入層OTN除了可以提供上述骨干/匯聚層的業(yè)務(wù)以外，目前考慮的兩個(gè)主要應(yīng)用是CPRIoverOTN和PONoverOTN。

在3G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)中，網(wǎng)絡(luò)覆蓋效果的好壞至關(guān)重要。傳統(tǒng)的采用宏基站設(shè)備作為主要覆蓋的建網(wǎng)方式，其主要問題是運(yùn)營商在機(jī)房和線路的租用方面不得不花費(fèi)大量時(shí)間和費(fèi)用。新型的網(wǎng)絡(luò)覆蓋理念的核心思想就是把傳統(tǒng)的宏基站的基帶處理（BBU）和射頻部分（RRU）分離，分成基帶處理和射頻拉遠(yuǎn)兩個(gè)設(shè)備，在兩者之間采用光纖連接。一個(gè)BBU可連接多個(gè)RRU，從而進(jìn)一步提高基帶池共享效率。分布式基站可實(shí)現(xiàn)更大容量BBU集中放置，更大程度節(jié)省站址資源。而公共無線接口規(guī)范CPRI是由愛立信、華為、NEC、北電網(wǎng)絡(luò)與西門子等公司發(fā)起制定的連接BBU和RRU的標(biāo)準(zhǔn)接口。CPRI接口可以用于多種3G制式以及未來的LTE。

目前，光纖直驅(qū)和WDM/OTN技術(shù)都可以滿足CPRI的傳輸要求。利用OTN承載CPRI接口信號(hào)可以提高光纖的帶寬利用率，支持更長距離的傳送，提供完善的保護(hù)能力和豐富的光層管理，支持任意拓?fù)浣M網(wǎng)，簡化運(yùn)維管理，擴(kuò)容簡單，可提高無線新業(yè)務(wù)的推出速度。

利用OTN承載PON的好處與上述CPRIoverOTN類似，主要是延長PON的傳輸距離，并可提供保護(hù)。ITU-T最新通過的G.709標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)對(duì)OTN傳送CPRI和GPON信號(hào)的映射方式進(jìn)行了規(guī)范。

目前，主流傳輸設(shè)備廠商都在開發(fā)OTN相關(guān)產(chǎn)品，其中華為的OTN商用設(shè)備已經(jīng)廣泛投入市場應(yīng)用。為了滿足日益增長的IP業(yè)務(wù)和大顆粒專線業(yè)務(wù)的承載需求，適應(yīng)傳送網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展趨勢，我國通信行業(yè)應(yīng)增加在OTN技術(shù)的研發(fā)投入，加快OTN設(shè)備的研發(fā)、標(biāo)準(zhǔn)化和推廣應(yīng)用。