張成良：省際光網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的若干問題

        【訊石光通訊咨詢網(wǎng)】在2013年6月5-6日于北京舉行的第十三屆中國光網(wǎng)絡(luò)研討會上，來自中國電信北京研究院副總工程師張成良發(fā)表了題為《省際光網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的幾個問題》的演講。重點闡述了RODAM在省際骨干網(wǎng)中的應(yīng)用、OTN在省際骨干網(wǎng)中的應(yīng)用、低損/超低損光纖的發(fā)展和應(yīng)用，以及對超100G WDM技術(shù)的發(fā)展探討。

RODAM在省際骨干網(wǎng)中的應(yīng)用

        張成良介紹道，光域組網(wǎng)具有低成本、高效率的優(yōu)勢，其缺點就是顆粒度較粗、靈活性不夠。通常情況下，光交換與電交換相結(jié)合，組成多粒度交換節(jié)點結(jié)構(gòu)，其中光交換屬波長級高速型，電交換屬子波長級調(diào)度、OEO再生型。

        據(jù)悉，基于波長顆粒的OADM設(shè)備是光交換網(wǎng)絡(luò)主要設(shè)備形態(tài)，其中FOADM是固定OADM，ROADM是可重構(gòu)OADM。

        WSON是基于ROADN的組網(wǎng)，具備控制平面的功能。基于波長的調(diào)度，多維ROADM已具備一定OXC設(shè)備功能，商用設(shè)備多數(shù)采用采用WSS（波長選擇開關(guān)）技術(shù)，常見設(shè)備為9維，最大可達(dá)20維以上。

        據(jù)介紹，ROADM的優(yōu)勢主要在于，它是環(huán)網(wǎng)、Mesh等多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并且是基于ROADM的WSON，還是國際標(biāo)準(zhǔn)化熱點。據(jù)OVUM統(tǒng)計數(shù)據(jù)，目前ROADM設(shè)備在北美和歐洲地區(qū)得到廣泛應(yīng)用，其銷售額持續(xù)12個季度保持增長模式，2012第一季度已占到全球城域WDM設(shè)備總銷售額的34%。

        當(dāng)然，ROADM設(shè)備也存在特有的局限性。ROADM設(shè)備的波長連續(xù)性受限制，并且傳輸距離也有一定限制。

多維ROADM的應(yīng)用場景

        張成良還介紹了多維RODAM的應(yīng)用場景。其中場景一為WDM網(wǎng)絡(luò)大容量、多方向轉(zhuǎn)接節(jié)點，有單點、多點、子網(wǎng)的區(qū)別。其優(yōu)勢在于，靈活/可重構(gòu)的波道調(diào)度能力，并減少大量ODF架和尾纖，還可節(jié)約機(jī)房面積、改善網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、降低熱點線路壓力。多維RODAM所受的限制也較明顯，轉(zhuǎn)接業(yè)務(wù)大、本地業(yè)務(wù)少；各方向距離適中，轉(zhuǎn)接波長滿足傳輸距離限制；個別方向?qū)嚯x超限可采用先下再上方式完成再生。

        若存在個別方向距離長，可通過OTM設(shè)備轉(zhuǎn)接影響，也即組網(wǎng)模式從點到點系統(tǒng)變成ROADM子網(wǎng)，并且必須采用相同廠商設(shè)備定位，將該方案應(yīng)與點到點WDM系統(tǒng)方案相結(jié)合，共同構(gòu)建WDM骨干網(wǎng)。

        多維ROADM應(yīng)用的場景二為分區(qū)域集成OTN方案，有ROADM和FOADM兩種方式。其中，F(xiàn)OADM必須規(guī)劃好所有穿通和落地波道，若有調(diào)整必須手動操作，并且風(fēng)險大，更改合分波器之間光纖連接，存在影響干線業(yè)務(wù)的風(fēng)險；而ROADM靈活性強(qiáng)，穿通或落地狀態(tài)可軟件配置，至多需要手動調(diào)整OTU與合分波/WSS之間的光纖連接，風(fēng)險相對較小，最多影響落地業(yè)務(wù)。

        據(jù)介紹，二維ROADM設(shè)備形態(tài)有普通ROADM，其設(shè)備形態(tài)1屬于上路基于WSS，下路基于耦合器/分光器，成本較低；上下路波長均波長受限、方向受限；設(shè)備形態(tài)2是上、下路均基于WSS型，WSS多余端口可提供波長靈活的上下路能力，具備一定可擴(kuò)展性；但是成本較高。

        ROADM的優(yōu)勢在于節(jié)約成本，尤其是OTU/ODF可以節(jié)約成本，并方便網(wǎng)管系統(tǒng)的管理，減少占地、降低功耗，屬于綠色節(jié)能型。

        與ODF相比，ROADM的風(fēng)險主要在于，光交叉（WSS）板卡無主用備份，板卡故障影響某個方向網(wǎng)管的配置功能要求較高，杜絕誤操作和安全漏洞。上下路模塊方面，ROADM屬于波長受限型，而ODF屬于波長無關(guān)型，波長受限主要適用于波道連接關(guān)系固定場景，而波長無關(guān)則適用于波道連接關(guān)系靈活的場景。再生模塊方面，ROADM采用電交叉形式，ODF采用 REG板卡陣列。

        相對而言，電交叉方式優(yōu)勢更明顯，通過交叉陣列可實現(xiàn)方向和波長的靈活性，降低光層成本從OTN與WDM的關(guān)系角度，可分為獨立OTN設(shè)備和OTN/WDM集成設(shè)備兩種。獨立OTN設(shè)備類似于大容量的SDH ASON設(shè)備，采用OTUk白光接口與WDM系統(tǒng)互聯(lián)，主要當(dāng)作大容量的交叉設(shè)備來使用。OTN/WDM集成設(shè)備由于不需要OTN與WDM之間的互聯(lián)接口，具有成本低的優(yōu)勢。

        從多業(yè)務(wù)支持的角度，可分為傳統(tǒng)OTN設(shè)備和分組增強(qiáng)型OTN設(shè)備兩種，傳統(tǒng)OTN設(shè)備支持ODUk交叉，支持點到點的SDH、以太網(wǎng)業(yè)務(wù)；而分組增強(qiáng)型OTN設(shè)備具有ODUk交叉、分組交換（以太網(wǎng)/MPLS-TP）、VC交叉處理能力，可實現(xiàn)對TDM和分組業(yè)務(wù)統(tǒng)一傳送，支持EVPL、VPLS和E-Tree等以太網(wǎng)業(yè)務(wù)。

        據(jù)悉，分組增強(qiáng)型OTN（P-OTN）設(shè)備是指具有ODUk交叉、分組交換、VC交叉和光交叉處理能力，可實現(xiàn)對TDM和分組業(yè)務(wù)統(tǒng)一傳送的設(shè)備。由于引入了MPLS-TP功能，集中式分組增強(qiáng)型OTN設(shè)備具有更強(qiáng)的分組處理能力。

        而集中型設(shè)備可同時支持以太網(wǎng)和MPLS-TP，其交換容量大，不受板卡背板接口數(shù)限制，只受背板容量限制，采用MPLS-TP的LSP和PW區(qū)分業(yè)務(wù)，在匯聚場景下可減少VLAN配置量，目前只有華為設(shè)備支持，需要更換交叉板卡。集中型設(shè)備最大優(yōu)勢是交換容量大，組網(wǎng)能力強(qiáng)。

        據(jù)介紹，板卡型設(shè)備目前只支持以太網(wǎng)，不支持MPLS-TP。受板卡背板接口限制，交換容量不能做到很大，目前板卡的最大背板接口數(shù)為16個，在匯聚場景下，需要根據(jù)業(yè)務(wù)VLAN進(jìn)行端口VLAN配置。

OTN在骨干網(wǎng)中的主要用途

        首先，引入OTN 可以改變目前骨干WDM系統(tǒng)不成網(wǎng)的現(xiàn)狀，使骨干光傳送網(wǎng)真正成網(wǎng)，實現(xiàn)業(yè)務(wù)的端到端快速調(diào)度，并通過實施多種保護(hù)恢復(fù)機(jī)制提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性。其次，OTN可以用于提供GE～100GE的大帶寬傳輸專線業(yè)務(wù)，滿足ICP、銀行等政企客戶不斷增長的專線業(yè)務(wù)需求。第三，隨著100G的來臨和IP網(wǎng)絡(luò)扁平化的發(fā)展趨勢，OTN可以用于IP Offloading，匹配業(yè)務(wù)接口與傳輸系統(tǒng)速率的不一致，提高波長使用效率，降低建網(wǎng)成本。IP Offloading可以實現(xiàn)路由器接口速率與WDM傳輸速率的相互獨立，提高組網(wǎng)靈活性，充分利用已有WDM資源。

OTN在骨干網(wǎng)中應(yīng)用方式

        第一種方式為大帶寬專線承載，其特點是業(yè)務(wù)量較小，對端到端業(yè)務(wù)的快速調(diào)度能力和可靠性要求高，適合于采用獨立OTN設(shè)備+WDM的組網(wǎng)方案。OTN與WDM系統(tǒng)獨立規(guī)劃建設(shè)，可以利用已有的WDM系統(tǒng)資源。

        第二種方式為WDM聯(lián)網(wǎng)和IP承載，其具有帶寬需求大、注重投資效益的特點，適合采用OTN/WDM集成的設(shè)備形態(tài)，以降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本。

        為了實現(xiàn)多廠商設(shè)備組網(wǎng)，可采用分區(qū)域OTN集成WDM的組網(wǎng)方案，每個區(qū)域內(nèi)采用同一廠家的OTN/WDM集成設(shè)備，同時便于ROADM的引入。在區(qū)域內(nèi)采用光/電混合調(diào)度（ROADM/OTN），區(qū)域間采用OTN電層調(diào)度。

        利用OTN所具有的低速業(yè)務(wù)匯聚能力，在業(yè)務(wù)量達(dá)到一定門限的路由器之間建立ODUk通道，從而降低對核心路由器的容量要求和網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本.

降低傳輸損耗成為單模光纖技術(shù)發(fā)展主趨勢

        低損耗(LL: Low Loss)光纖通常采用常規(guī)G.652光纖工藝，通過改善預(yù)制棒純度和拉絲工藝，減少非本征衰耗，達(dá)到降低損耗的目的；衰耗系數(shù)接近0.18dB/km。

        超低損耗(ULL: Ultra Low Loss)光纖：借鑒海纜純硅芯光纖工藝，芯區(qū)純二氧化硅，包層摻氟，最大限度降低本征衰耗；衰耗系數(shù)低于0.17dB/km，為G.652光纖。

超低損光纖產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況

        目前只有康寧公司推出商用的與G652兼容的ULL光纖（SMF-28 ULL光纖），光纖衰耗平均值達(dá)0.168dB/Km;成纜后衰耗平均值達(dá)0.171dB/Km。住友推出PureAdvance®純硅纖芯單模光纖。長飛公司已經(jīng)研制出實驗室超低損耗光纖樣品，正進(jìn)一步優(yōu)化光纖生產(chǎn)工藝，但尚需一定時間才能進(jìn)行批量供應(yīng)。由于生產(chǎn)工藝、成本和環(huán)保等因素，國內(nèi)其他廠家對超低損光纖處于觀望和評估狀態(tài)。

低損/超低損光纖在省際骨干網(wǎng)應(yīng)用的考慮

        考慮到產(chǎn)業(yè)的成熟度和光纜與系統(tǒng)的綜合造價，近期骨干光纜建設(shè)宜全面采用兼容G.652D標(biāo)準(zhǔn)的低損耗光纜。業(yè)界需要積極推動ULL光纖技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，結(jié)合骨干網(wǎng)光纜建設(shè)的需求，適時引入ULL光纜，以滿足未來更高速率系統(tǒng)的長距離傳輸。

        考慮到供應(yīng)鏈風(fēng)險等因素，目前超低損光纖可在局部的大跨段光纜中試用，以取得工程建設(shè)、維護(hù)經(jīng)驗。在不使用拉曼放大器的情況下，大跨段光纜對系統(tǒng)建設(shè)影響很大；新建光纜須合理規(guī)劃站點布局，盡量避免100Km以上的大跨段。如果難于避免，建議大跨距的光纜段落優(yōu)選使用超低損光纜。