OTN技術(shù)破解城域網(wǎng)難題

近年來(lái)，寬帶、IPTV和視頻業(yè)務(wù)等數據業(yè)務(wù)的迅速發(fā)展，對運營(yíng)商的傳送網(wǎng)絡(luò )提出了新的要求，一方面傳送網(wǎng)絡(luò )要能夠提供適應業(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)調度和完善便捷的網(wǎng)絡(luò )維護管理（OAM功能）以適應業(yè)務(wù)的需求。

OTN技術(shù)包括了光層和電層的完整體系結構，各層網(wǎng)絡(luò )都有相應的管理監控機制，具有光層和電層的網(wǎng)絡(luò )生存性機制，能夠很好地滿(mǎn)足該組網(wǎng)需求；且OTN技術(shù)可以提供強大的OAM功能，提供完善的性能和故障監測功能。OTN設備基于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)現大顆粒業(yè)務(wù)的靈活調度和保護。此外，OTN設備還可以引入基于A(yíng)SON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)的標準，建立了比較完善的OTN標準體系。但由于傳輸的業(yè)務(wù)已經(jīng)從以SDH信號為主發(fā)展到以IP/Ethernet業(yè)務(wù)為主，相關(guān)OTN標準也在修訂當中。今年10月，ITU-T通過(guò)了修訂版本的OTN標準（G.709），增強了OTN對GE/10GE/100GE等以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的支持能力。新標準引入ODU0、ODU4以及可以靈活調整帶寬的ODUflex，并對OTN的復用結構和映射方式進(jìn)行了完善，使其能夠更好地適用IP/Ethernet業(yè)務(wù)。

OTN滿(mǎn)足城域網(wǎng)新需求

隨著(zhù)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(lèi)型。經(jīng)過(guò)對一些城域網(wǎng)現有情況的調查，并結合未來(lái)的發(fā)展趨勢，可以總結為以下幾個(gè)特點(diǎn)：

一是縣到市內核心路由器的匯聚型IP業(yè)務(wù)很多，并呈現逐年增長(cháng)的趨勢，多以GE業(yè)務(wù)為主，未來(lái)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(lái)將以10GE/40GE/100GE顆粒為主，并通過(guò)WDM系統承載。

三是目前的專(zhuān)線(xiàn)業(yè)務(wù)還是以2M和155M為主，一般都通過(guò)傳統SDH或ASON設備實(shí)現調度；大顆粒的IP業(yè)務(wù)采用城域波分系統承載，在節省光纖資源的同時(shí)，提供光層保護。未來(lái)，GE及以上的大顆粒專(zhuān)線(xiàn)業(yè)務(wù)將逐步增加，從而對大顆粒電路的調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(lái)將演進(jìn)到PTN/IP承載網(wǎng)方式，線(xiàn)路接口類(lèi)型將以GE和10GE為主。

根據以上特點(diǎn)分析，隨著(zhù)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，對城域WDM和OTN組網(wǎng)的需求將會(huì )越來(lái)越迫切。

表1 OTN交叉和多維ROADM的比較

OTN更具靈活性

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

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

在國外城域網(wǎng)絡(luò )中被廣泛采用的ROADM設備，至今沒(méi)有在國內市場(chǎng)得到認可。究其原因主要有兩條：相對高昂的設備成本，但是帶來(lái)的快速配置和免人工維護等特性又不是中國運營(yíng)商目前迫切需要的；由于波長(cháng)連續性限制，ROADM在業(yè)務(wù)調度方面存在極大的限制，不能滿(mǎn)足運營(yíng)商的要求，在這方面明顯不如基于ODUk交叉的OTN電層交叉連接設備。

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

OTN在城域網(wǎng)中的應用

根據以上分析，OTN在城域網(wǎng)中的應用將主要以結合城域WDM的方式出現。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/匯聚和接入層的應用方式，并對ODUflex的應用進(jìn)行探討就顯得十分重要。

在城域骨干/匯聚層，當城域網(wǎng)內不同區域之間或接入長(cháng)途網(wǎng)絡(luò )的GE及以上大顆粒業(yè)務(wù)需求達到一定規模，且具有調度、匯聚和保護恢復等需求時(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 )的應用主要存在以下兩種場(chǎng)景：承載GE顆粒及以上的TDM和以太網(wǎng)專(zhuān)線(xiàn)業(yè)務(wù)?？蛻?hù)設備可以直接接入OTN網(wǎng)絡(luò )，也可以通過(guò)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SDH/PTN等網(wǎng)絡(luò )中存在GE以上的子波長(cháng)級中繼電路需求時(shí)，可以將其接入到OTN網(wǎng)絡(luò )中，由其實(shí)現調度和保護，達到節省光纖或波道資源的目的。

OTN最新引入的ODUflex技術(shù)類(lèi)似于SDH中的VC級聯(lián)技術(shù)，可以在同一個(gè)ODUk（k=2、3、4）內提供靈活的業(yè)務(wù)接入能力，實(shí)現對業(yè)務(wù)帶寬的靈活適配，提高帶寬利用率，滿(mǎn)足用戶(hù)的不同帶寬需求。特別針對一些新業(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。在接入層應用的OTN設備主要以盒式設備的形態(tài)出現，并結合CWDM進(jìn)行應用。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)主要應用是CPRIoverOTN和PONoverOTN。

在3G網(wǎng)絡(luò )的建設中，網(wǎng)絡(luò )覆蓋效果的好壞至關(guān)重要。傳統的采用宏基站設備作為主要覆蓋的建網(wǎng)方式，其主要問(wèn)題是運營(yíng)商在機房和線(xiàn)路的租用方面不得不花費大量時(shí)間和費用。新型的網(wǎng)絡(luò )覆蓋理念的核心思想就是把傳統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兩個(gè)設備，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)現更大容量BBU集中放置，更大程度節省站址資源。而公共無(wú)線(xiàn)接口規范CPRI是由愛(ài)立信、華為、NEC、北電網(wǎng)絡(luò )與西門(mén)子等公司發(fā)起制定的連接BBU和RRU的標準接口。CPRI接口可以用于多種3G制式以及未來(lái)的LTE。

目前，光纖直驅和WDM/OTN技術(shù)都可以滿(mǎn)足CPRI的傳輸要求。利用OTN承載CPRI接口信號可以提高光纖的帶寬利用率，支持更長(cháng)距離的傳送，提供完善的保護能力和豐富的光層管理，支持任意拓撲組網(wǎng)，簡(jiǎn)化運維管理，擴容簡(jiǎn)單，可提高無(wú)線(xiàn)新業(yè)務(wù)的推出速度。

利用OTN承載PON的好處與上述CPRIoverOTN類(lèi)似，主要是延長(cháng)PON的傳輸距離，并可提供保護。ITU-T最新通過(guò)的G.709標準已經(jīng)對OTN傳送CPRI和GPON信號的映射方式進(jìn)行了規范。

目前，主流傳輸設備廠(chǎng)商都在開(kāi)發(fā)OTN相關(guān)產(chǎn)品，其中華為的OTN商用設備已經(jīng)廣泛投入市場(chǎng)應用。為了滿(mǎn)足日益增長(cháng)的IP業(yè)務(wù)和大顆粒專(zhuān)線(xiàn)業(yè)務(wù)的承載需求，適應傳送網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展趨勢，我國通信行業(yè)應增加在OTN技術(shù)的研發(fā)投入，加快OTN設備的研發(fā)、標準化和推廣應用。