通信熱點(diǎn)聚焦：分組OTN技術(shù)解析

帶寬飛速增長(cháng)和業(yè)務(wù)的IP化是當前網(wǎng)絡(luò )發(fā)展的兩大核心驅動(dòng)。各種高帶寬數據業(yè)務(wù)的興起及發(fā)展使得傳送網(wǎng)由時(shí)分復用發(fā)展到了波分復用,波長(cháng)速率由2.5G、10G發(fā)展到了100G，調度顆粒由M級別的VC發(fā)展到了G級別的ODUk。OTN技術(shù)兼具SDH和WDM技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，提供了海量帶寬、快速靈活的業(yè)務(wù)調度能力以及完善的OAM功能，在海量帶寬時(shí)代已經(jīng)成為多業(yè)務(wù)的基礎傳送平臺，在干線(xiàn)、城域核心、匯聚層面得到了廣泛的部署，隨著(zhù)大帶寬OLT的下沉以及大顆粒專(zhuān)線(xiàn)業(yè)務(wù)的出現，緊湊型OTN已經(jīng)部署到了接入層面。業(yè)務(wù)的IP化使得OTN在網(wǎng)絡(luò )中的承載接口逐漸聚焦，OTN承載的主要業(yè)務(wù)為路由器之間的互聯(lián)、固網(wǎng)寬帶的OLT上行、分組化了的大顆粒專(zhuān)線(xiàn)等，這些業(yè)務(wù)的物理接口基本上為各種速率的以太網(wǎng)，如何高效地承載分組業(yè)務(wù)也就成為了OTN技術(shù)的新熱點(diǎn)。

以上發(fā)展趨勢給運營(yíng)商帶來(lái)了發(fā)展機遇，但帶寬上去了，收入并沒(méi)有顯著(zhù)增加，增量不增收的剪刀差是一直困擾運營(yíng)商的問(wèn)題。如何有效利用網(wǎng)絡(luò )帶寬，實(shí)現流量的精耕細作，提高管道的智能性，是運營(yíng)商在“去電信化”大趨勢下的核心關(guān)注點(diǎn)。

做為傳送網(wǎng)絡(luò )的基礎平臺，傳統的OTN提供的是剛性的管道，對于帶寬不滿(mǎn)的分組業(yè)務(wù)承載效率較低。對分組業(yè)務(wù)傳送進(jìn)行有針對性的優(yōu)化，在OTN上提供部分分組功能，可以事半功倍地提升整個(gè)承載網(wǎng)絡(luò )的效率。例如，對于固網(wǎng)寬帶上行業(yè)務(wù)，可根據端口帶寬的利用情況，對于帶寬較滿(mǎn)的分組業(yè)務(wù)實(shí)現高效的透傳，對于帶寬利用率較低的分組業(yè)務(wù)則采用統計復用以提升承載效率。又如，核心路由器端口昂貴，在海量帶寬的壓力下不堪負荷，且絕大部分業(yè)務(wù)僅作簡(jiǎn)單的轉發(fā)，對于這一部分業(yè)務(wù)可以在光層旁路(bypass)，來(lái)提高整網(wǎng)效率。此外，隨著(zhù)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，內容提供商的崛起，虛擬運營(yíng)商的涌現，高附加值的專(zhuān)線(xiàn)業(yè)務(wù)逐漸成為運營(yíng)商收入的重要來(lái)源，將專(zhuān)線(xiàn)直接承載在OTN上，既簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò )層次，又加速業(yè)務(wù)開(kāi)通時(shí)間，有助于運營(yíng)商在競爭中占得先機。

因此，在OTN上增強分組功能已成為業(yè)界共識，目前主流設備商均已推出了覆蓋網(wǎng)絡(luò )各個(gè)層面的分組OTN設備。

在OTN上實(shí)現分組功能主要有兩種類(lèi)型，一種是現有OTN設備增加支持分組交換和處理的業(yè)務(wù)板卡，將分組交換矩陣構建在業(yè)務(wù)板卡上，分組交換僅能在板卡內進(jìn)行;另一種是在OTN上支持集中的分組交換平面，可以實(shí)現跨業(yè)務(wù)板卡間的靈活分組交換。

板卡級分組OTN又有支線(xiàn)路分離和支線(xiàn)路合一兩種方式，在支線(xiàn)路分離方式中，在板卡內部完成分組處理和交換后，將分組業(yè)務(wù)封裝到ODUk或ODUflex后，再進(jìn)入OTN交叉矩陣中進(jìn)行交叉，在支線(xiàn)路合一方式中，板卡內部完成分組處理和交換后，將分組業(yè)務(wù)封裝到OTUk后直接上線(xiàn)路傳輸。

前一種方式功能簡(jiǎn)單、成本也很低，因此主要用于緊湊型OTN設備，在城域匯聚接入層面得到了廣泛的應用。支線(xiàn)路分離方式可以通過(guò)OTN交叉來(lái)實(shí)現一定的靈活性，并且可以在現網(wǎng)OTN設備上通過(guò)增加分組板卡的方式來(lái)平滑升級，在靈活的分組能力與保護現網(wǎng)投資之間取得了一個(gè)良好的平衡，是現網(wǎng)OTN演進(jìn)到分組OTN的較好選擇。

集中式分組OTN也有兩種實(shí)現方式。采用雙平面方式可以從現網(wǎng)OTN升級到分組OTN，但雙平面方式在一款設備中同時(shí)采用了兩個(gè)獨立的交叉矩陣，資源浪費較大，成本和功耗都很高，而且升級時(shí)還需要更換交叉板，基本不具備網(wǎng)絡(luò )部署價(jià)值。

通用信元交換方式是目前業(yè)界在實(shí)現分組OTN時(shí)的主流技術(shù)，各主流設備商的主打OTN產(chǎn)品都是基于此技術(shù)實(shí)現的，標準組織OIF的OPF(ODUk over Packet Fabric)協(xié)議也對其進(jìn)行了標準的定義。在這種方式中，設備的核心是一個(gè)通用信元交換矩陣，ODUk、分組等各種類(lèi)型的業(yè)務(wù)均在業(yè)務(wù)板卡中進(jìn)行信元切片，之后信元進(jìn)入通用信元交換矩陣，交換到線(xiàn)路側板卡后，封裝到OTUk上線(xiàn)路傳輸。采用這種技術(shù)的分組OTN設備可以實(shí)現大容量分組業(yè)務(wù)的靈活交換，并且實(shí)現100%分組到100%OTN的任意比例業(yè)務(wù)的交換，適合新建在OTN網(wǎng)絡(luò )中部署。

在分組OTN應用中，采用分組和OTN業(yè)務(wù)混合線(xiàn)路板卡(見(jiàn)圖1)，將分組業(yè)務(wù)和OTN業(yè)務(wù)混合匯聚到同一塊線(xiàn)路板卡中傳輸，可以顯著(zhù)提高OTN帶寬利用率，并減少線(xiàn)路側單板類(lèi)型，簡(jiǎn)化運維。

采用分組和OTN業(yè)務(wù)混合線(xiàn)路板卡

分組OTN應用場(chǎng)景

分組OTN首先是一款OTN設備，可以覆蓋傳統OTN的所有應用場(chǎng)景，本文主要聚焦在OTN增強分組功能之后的應用，對于分組OTN的傳統應用場(chǎng)景不再贅述。

前文已經(jīng)提到分組OTN在固網(wǎng)寬帶上行、路由器旁路、專(zhuān)線(xiàn)等業(yè)務(wù)承載上的優(yōu)勢，網(wǎng)絡(luò )部署分組OTN后，如圖2所示，運營(yíng)商可根據業(yè)務(wù)需要，靈活選擇業(yè)務(wù)的承載和傳送方式。在骨干核心層，對于路由器互聯(lián)業(yè)務(wù)，可以根據路由器的負載情況選擇OTN透傳或OTN分組處理來(lái)實(shí)現旁路功能。在核心和匯聚層，可根據寬帶上網(wǎng)流量選擇OTN透傳或OTN分組處理來(lái)實(shí)現帶寬收斂和端口轉換。對于專(zhuān)線(xiàn)業(yè)務(wù)，可根據業(yè)務(wù)的等級、業(yè)務(wù)的顆粒、帶寬利用情況等情況選擇OTN透傳或OTN分組處理。對于移動(dòng)回傳業(yè)務(wù)，可直接在OTN上透傳，或采用OTN分組功能來(lái)與現網(wǎng)PTN/IPRAN/MSTP互聯(lián)互通，實(shí)現業(yè)務(wù)的端到端性能保證。

總之，OTN做為傳送網(wǎng)絡(luò )的基礎平臺，主要實(shí)現多種業(yè)務(wù)的綜合承載，引入分組處理功能以后，可對分組業(yè)務(wù)進(jìn)行更加靈活高效的處理，從而提高了全網(wǎng)的效率。

分組OTN應用場(chǎng)景

分組OTN的演進(jìn)和部署

不同的分組OTN技術(shù)在不同的網(wǎng)絡(luò )應用層面各有所長(cháng)，在新建或現網(wǎng)演進(jìn)上也是各具優(yōu)劣。

現網(wǎng)目前已經(jīng)部署了大量的基于時(shí)隙交叉的OTN設備，通過(guò)在現網(wǎng)OTN上直接增加分組板卡的方式，可以平滑支持分組OTN功能。這種升級方式可以高效地支持路由器旁路、寬帶上行等應用場(chǎng)景。對于新建的OTN網(wǎng)絡(luò )，可以直接采用基于通用信元交換的OTN設備，未來(lái)有OTN上的分組需求時(shí)，可以直接增加分組板卡和混合線(xiàn)路板卡來(lái)升級到分組OTN，以支持未來(lái)涌現的各種分組應用場(chǎng)景。

對于新建的分組OTN網(wǎng)絡(luò )，在骨干核心層，可直接采用基于通用信元交換的分組OTN設備，以提供大容量的分組處理能力，在邊緣接入層，則可以采用板卡級的緊湊型分組OTN設備，以提供低成本低功耗的解決方案。