城域OTN网络优化方案探讨

王勇

（中国移动通信集团设计院有限公司安徽分公司，合肥 230041）

城域OTN网络优化方案探讨

王勇

（中国移动通信集团设计院有限公司安徽分公司，合肥 230041）

随着OTN网络的大规模应用，为满足一些新的典型需求，对OTN网络的优化日益重要。本文分别从大容量电交叉和PID技术两种新技术，提出了两种优化方案，为OTN广覆盖应用提供了参考。

OTN；电交叉；PID；网络优化

1 面临的挑战

随着全业务运营以及全网IP化的发展，传送网承载业务的宽带化、IP化逐步体现，核心局间业务主要以IP承载网的GE、10 GE业务需求为主，同时PTN、PON以及数据城域网建设需要大量的GE、10 GE。业务流向由交换局间的话音需求为主转换为数据业务为主，出现大量的汇聚节点之间及汇聚节点与交换局之间的电路需求，采用传统波分无法满足业务的灵活调度。正是由于业务趋势和技术背景在各地城域网核心、汇聚层面大规模的引入了OTN技术组网。

OTN技术虽有诸多优势，可解决城域传送网中SDH/MSTP和WDM无法适应业务发展的需要，但随着OTN网络的大规模应用，OTN的网络也面临了一些新的挑战。

首先，新增核心节点带来网络演进的需要。随着业务量的迅猛发展，各地市陆续启用新建核心机房，而原有的汇聚层网络没有经过新机房，大量电路需要转接到新机房。如果采用割接汇聚层系统加入新机房，网络调整的工作量非常大。而且新的核心机房几年后可能还会陆续启用。

其次，由于单套OTN设备交叉能力有限，而业务不断增加，特别是在一些有多个网络连接方向、业务量较大的节点，一般都需多套OTN设备组网，而多个OTN设备间的交叉调度较为困难，对组网带来一定挑战。建网初期时需结合网络结构、业务流向和流量进行统筹考虑，规划好哪些方向的哪些波长进入同一个交叉单元，利于业务调度和疏导。但目前现有OTN网络达到一定规模后，比如综合业务接入区划分，汇聚节点增多等因素，现有的各环独立的业务调度方式不能满足需求。

最后，目前城域网层面有SDH、PTN、OTN 3种不同类别的传输设备网络，而且网络规模越来越大，网维对网络提出了快速开通，方便维护的需求。

2 案例分析

现有某城域网，共有3个核心节点，组建了一个核心层80×10 Gbit/s OTN调度环；30个汇聚节点，组建了8个40×10 Gbit/s OTN汇聚环。各汇聚节点至A、B点电路能通过OTN汇聚环落地，至C电路通过调度环转接。OTN网络结构图如图1所示。

图1 OTN网络结构现状图

目前将新启用核心节点D局，将安装交换机及BSC、RNC，另外还将安装城域数据网核心层设备。另外根据业务发展情况，市区还将新选取汇聚节点约20个。需对现有城域网OTN网络进行优化，达到的目标有：

（1）满足基站、汇聚节点至新建D局的电路。

（2）满足四个核心节点局间电路。

（3）新建汇聚节点组建OTN系统，覆盖业务节点。

（4）环间业务调度尽量少采用物理跳纤方式，网络架构较长时间保持稳定。

3 基于OTN电层交技术的优化方案

现网中OTN系统业务独立，环间业务调度必须采用物理跳纤，需要建立灵活的调度方案。OTN设备灵活调度方案根据工作机制可分为在电层基于ODUk交叉的OTH，以及在光层基于波长灵活配置的ROADM。两种方案的对比如表1所示。

表1 光电交叉对比表

受光层属性特别是波长限制等种种技术限制，ROADM无法做到理想的波长调度，无法灵活应用于各种场景。根据现网情况，只有采用大容量电层交叉和调度，才能满足灵活高效业务承载需求。

采用大容量电层交叉方案，优化方案如下：

（1）在原有落地电路局所A、B点设置大容量电交叉子架，专门用于调度电路。核心层和汇聚层系统分别规划一定数量的波道进入调度子架，达到灵活调度要求。波道规划可如表2所示。

表2 波道规划表

（2）已有汇聚系统和新建汇聚层系统均保持光层独立，在电层环内业务和环间业务分离方式。

大容量电交叉OTN方案示意图见图2。

图2 大容量电交叉OTN方案图

采用OTN电交叉方案，优点是对现网已开通电路基本不影响，但设备架间跳纤多，而且由于电交叉子架的交叉容量、槽位能力依然是有限的，需要核算能否满足各自城域网中长远的需求。

4 基于PID技术的优化方案

4.1 PID技术原理

PID（Photonics Integration Device）是一个光电集成器件（OEIC），是在单个芯片上集成多个光收发器及合分波器的技术。减小了设备的尺寸，降低功耗，符合节能减排战略，降低建设网络投资和维护成本。

PID技术在光层完成了集成，实现了光层的数字化，消除了OTN的光层组网限制，不仅有利于网络的规划和维护，而且成本也较低。通过将多个波长的激光器、线路编码、合分波器等光层模块集成到一块PID线卡里，整个OTN系统就变成类似SDH的纯数字化系统。

4.2 核心层PID方案

核心层采用 PID技术组网，可以组建多平面Mesh组网，构建4个核心点全业务调度。局间本地上下业务、跨环调度业务独立在不同PID平面，如图3采用双Mesh平面每个节点支持最大240 Gbit/s接入（考虑线路1+1保护）。

图3 核心层PID方案图

另外，根据业务及安全等级需求，重要电路可在多个平面业务互为主备保护。

4.3 汇聚层PID方案

汇聚层采用PID建网，考虑未来接入扩展容量，按单节点60 Gbit/s上行，每个PID环接入2个节点，如图4所示。

在采用PID技术组网时，应注意以下几点：

（1）通过光电集成技术目前主流厂家一般能做到12路10 Gbit/s集成到一个板卡之中，考虑综合业务接入、3G、LTE等业务，接入节点控制在2个。

图4 汇聚层PID方案图

（2）由于没有放大器件，接入节点间距只能应该控制在80 km之内。

以上两点在一定程度上影响了PID的应用范围，目前比较适用在汇聚节点密集、单点汇聚业务不大的城域中使用。

综上所述，核心层如采用PID组网实现核心节点之间调度层，类似SDH维护，配置灵活方便；汇聚层采用PID受限于PID环路容量，环上节点数有限制，考虑后续环路扩容，需要在特定区域采用或者仍然采用40×10 G波分建网。

5 结束语

随着网络的建设和业务的发展，OTN充分发挥了高带宽的优势，目前满足3G基站回传、宽带数据调度需求；同时OTN的标准还在不断完善中，比如智能控制平面的应用，或者类似PID的技术也可能进一步完善延伸到基站侧，从而达到 OTN的广覆盖。这些趋势表明OTN在城域网中还会发挥越来越重要的作用，在网络的建设维护过程中，城域OTN网络的优化方案值得我们去思考和进一步完善和总结。

[1] 王健伟． PID技术在城域光传输网中的应用探讨[J]． 电信工程技术与标准化，2011(10)．

Discussion on optimization of OTN in metro optical transport network

WANG Yong
(China Mobile Group Design Institute Co., Ltd. Anhui Branch, Hefei 230041, China)

As the scale application of OTN, optimization of OTN network structure is more and more important. Based on electrical cross-connection and photonics integration device, the paper proposes several optimization methods which provide reference for the more large-scale application of OTN.

OTN; electrical cross-connection; photonics integration device; network optimization

TN929.5

A

1008-5599（2013）03-0063-04

2012-05-17