OTN技术破解城域网难题

OTN技术破解城域网难题

　近年来，宽带、IPTV和视频业务等数据业务的迅速发展，对运营商的传送网络提出了新的要求，一方面传送网络要能够提供适应业务发展的带宽，另一方面是要求传送网络能够进行快速灵活的业务调度和完善便捷的网络维护管理（OAM功能）以适应业务的需求。

　　OTN技术包括了光层和电层的完整体系结构，各层网络都有相应的管理监控机制，具有光层和电层的网络生存性机制，能够很好地满足该组网需求；且OTN技术可以提供强大的OAM功能，提供完善的性能和故障监测功能。OTN设备基于ODUk的交叉功能使得电路交换粒度由SDH的155M提高到2.5G/10G/40G，从而实现大颗粒业务的灵活调度和保护。此外，OTN设备还可以引入基于ASON的智能控制平面，提高了网络配置的灵活性和生存性。

　　ITU-T在2000年左右已经制定了多个OTN技术相关的标准，建立了比较完善的OTN标准体系。但由于传输的业务已经从以SDH信号为主发展到以IP/Ethernet业务为主，相关OTN标准也在修订当中。今年10月，ITU-T通过了修订版本的OTN标准（G.709），增强了OTN对GE/10GE/100GE等以太网业务的支持能力。新标准引入ODU0、ODU4以及可以灵活调整带宽的ODUflex，并对OTN的复用结构和映射方式进行了完善，使其能够更好地适用IP/Ethernet业务。

　　OTN满足城域网新需求

　　随着宽带业务的迅速发展，以及软交换，3G等新型业务的逐渐兴起，在城域网中IP业务逐渐成为最大的业务类型。经过对一些城域网现有情况的调查，并结合未来的发展趋势，可以总结为以下几个特点：

　　一是县到市内核心路由器的汇聚型IP业务很多，并呈现逐年增长的趋势，多以GE业务为主，未来将采用10GE接口。

　　二是城域IP核心网多采用光纤直连方式组网，IP业务调度需求较少，仅在少量大的城市中存在，业务颗粒多是2.5Gbit/或10Gbit/s。未来将以10GE/40GE/100GE颗粒为主，并通过WDM系统承载。

　　三是目前的专线业务还是以2M和155M为主，一般都通过传统SDH或ASON设备实现调度；大颗粒的IP业务采用城域波分系统承载，在节省光纤资源的同时，提供光层保护。未来，GE及以上的大颗粒专线业务将逐步增加，从而对大颗粒电路的调度能力提出更高的要求。

　　四是目前基站承载主要采用MSTP方式，未来将演进到PTN/IP承载网方式，线路接口类型将以GE和10GE为主。

　　根据以上特点分析，随着业务网络接口的以太网化和高速化，以及大颗粒业务需求的逐步增加，对城域WDM和OTN组网的需求将会越来越迫切。

表1 OTN交叉和多维ROADM的比较

　　OTN和多维ROADM都是适用于大颗粒业务调度的传送网技术，两种技术的比较见表1。

　　由表1可知，OTN交叉比ROADM更具灵活性。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和10G），建议选用OTN交叉技术完成大颗粒业务的调度和保护。

　　在国外城域网络中被广泛采用的ROADM设备，至今没有在国内市场得到认可。究其原因主要有两条：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中国运营商目前迫切需要的；由于波长连续性限制，ROADM在业务调度方面存在极大的限制，不能满足运营商的要求，在这方面明显不如基于 ODUk交叉的OTN电层交叉连接设备。

　　随着城域网中更多大颗粒业务交叉调度需求的出现，特别是GE业务调度和保护需求的增加，将OTN交叉设备与OADM/ROADM配合使用，实现更灵活的调度和保护恢复功能，是一种可选的组网模式。其中，OADM/ROADM主要用于WDM系统中波长的上下和WDM环网保护；而OTN主要完成端到端的性能监控、电路调度和保护，以及灵活的业务适配和汇聚。

　　OTN在城域网中的应用

　　根据以上分析，OTN在城域网中的应用将主要以结合城域WDM的方式出现。OTN定位于提供GE及以上速率大颗粒业务的承载。因此，讨论OTN在城域骨干/汇聚和接入层的应用方式，并对ODUflex的应用进行探讨就显得十分重要。

　　在城域骨干/汇聚层，当城域网内不同区域之间或接入长途网络的GE及以上大颗粒业务需求达到一定规模，且具有调度、汇聚和保护恢复等需求时，可在城域网的核心/汇聚层部署OTN/WDM网络。OTN网络的应用主要存在以下两种场景：承载GE颗粒及以上的TDM和以太网专线业务。客户设备可以直接接入OTN网络，也可以通过接入/汇聚层SDH/PTN网络与OTN网络连接；作为IP、SDH和PTN等上层网络的承载网络，当SDH/PTN等网络中存在GE以上的子波长级中继电路需求时，可以将其接入到OTN网络中，由其实现调度和保护，达到节省光纤或波道资源的目的。

　OTN最新引入的ODUflex技术类似于SDH中的VC级联技术，可以在同一个ODUk（k=2、3、4）内提供灵活的业务接入能力，实现对业务带宽的灵活适配，提高带宽利用率，满足用户的不同带宽需求。特别针对一些新业务如FC、CPRI等有更好的适配能力。

　　在城域接入层，接入层靠近网络末端，因此成本是技术方案选择的一个重要因素。在接入层应用的OTN设备主要以盒式设备的形态出现，并结合CWDM进行应用。接入层OTN除了可以提供上述骨干/汇聚层的业务以外，目前考虑的两个主要应用是CPRIoverOTN和PONoverOTN。

　　在3G网络的建设中，网络覆盖效果的好坏至关重要。传统的采用宏基站设备作为主要覆盖的建网方式，其主要问题是运营商在机房和线路的租用方面不得不花费大量时间和费用。新型的网络覆盖理念的核心思想就是把传统的宏基站的基带处理（BBU）和射频部分（RRU）分离，分成基带处理和射频拉远两个设备，在两者之间采用光纤连接。一个BBU可连接多个RRU，从而进一步提高基带池共享效率。分布式基站可实现更大容量BBU集中放置，更大程度节省站址资源。而公共无线接口规范CPRI是由爱立信、华为、NEC、北电网络与西门子等公司发起制定的连接BBU和RRU的标准接口。CPRI接口可以用于多种3G制式以及未来的LTE。

　　目前，光纤直驱和WDM/OTN技术都可以满足CPRI的传输要求。利用OTN承载CPRI接口信号可以提高光纤的带宽利用率，支持更长距离的传送，提供完善的保护能力和丰富的光层管理，支持任意拓扑组网，简化运维管理，扩容简单，可提高无线新业务的推出速度。

　　利用OTN承载PON的好处与上述CPRIoverOTN类似，主要是延长PON的传输距离，并可提供保护。ITU-T最新通过的G.709标准已经对OTN传送CPRI和GPON信号的映射方式进行了规范。

　　目前，主流传输设备厂商都在开发OTN相关产品，其中华为的OTN商用设备已经广泛投入市场应用。为了满足日益增长的IP业务和大颗粒专线业务的承载需求，适应传送网技术的发展趋势，我国通信行业应增加在OTN技术的研发投入，加快OTN设备的研发、标准化和推广应用。