关于后3G时代OTN波分环在城域传送网汇聚层的应用

黄电光

【摘 要】随着快速发展的城域数据业务出现，汇聚层是大颗粒带宽型业务延伸的目标，目前，在网络宽带传送方面汇聚层MSTP及PTN受限，不能满足海量IP业务的需求。而OTN 技术给合波分技术，加强调度和传送大颗粒数据业务，节约投资，符合城域传送网未来的趋势。

【关键词】OTN；汇聚层；组网应用

0.前言

OTN即光传送网，是由一组通过光纤链路连接在一起的光网元组成的网络，能够提供基于光通道的客户信号的传送、复用、路由、管理、监控以及保护。OTN的一个明显特征是对于任何数字客户信号的传送设置与客户特定特性无关，即客户无关性。

基于波分复用技术的光传送网（OTN）为了弥补SDH及WDM的缺点而进行提出，是光层组织网络的传送网，是下一代的骨干传送网。OTN一方面具备了SDH的可运营及管理性，另一方面又具备WDM系统的超大带宽。

1.传送技术现状分析

目前，世界上已被广泛应用的传送技术分别有：MSTP、WDM、PTN和OTN等四种。

传统WDM 的缺点有如下几个方面：波长分配都是基于规划的，一经分配后，波长变更非常困难，网络弹性非常差；无法实现及时的波长业务开通；所有的节点扩容都需要运维人员赴现场支持；在波长业务出现调整时，需要人工现场干预；节点扩容，除背靠背OADM之外，都需要人工现场调节功率预算，无法实现远程自动调节。

相对于传统WDM，OTN具有以下优势：有效的监视能力--OAM&P;和网络生存性能力；灵活的光/电层调度能力和电信级的、可管理可运营的组网能力；容量的可扩展性强，交叉容量可扩展到数十T bit/s；客户信号透明包括净荷和时钟信息等；异步映射消除了全网同步的限制，更强的FEC纠错能力，简化系统设计，降低组网成本；多达6级的TCM监视管理能力。

有关OTN与MSTP、PTN在业务调度颗粒、业务安全性、OAM 能力以及可扩展性的优缺点如下表所示：

综上所知：OTN技术吸取了SDH 及WDM 的优点，在光层及电层基于多波长、大颗粒、长距离调度传输使波长及子波长业务的交叉调度得到实现，同时也实现了接入、复用、管理及维护业务，形成一个大容量传送网络。

2.关于OTN 在城域传送网中的组网应用

2.1 OTN 与PTN 的组网应用

作为本地城域传送网的组网技术—OTN 和PTN是为了进行PTN网络及业务的承载与调度将OTN网络引入到骨干或汇聚层。在PTN网络中融入OTN网络的GE、10GE链路承载及调度功能，可以将OTN网络大容量充分发挥以及降低建网成本。在骨干及汇聚层引入OTN，对IP城域网进行承载，在骨干层及汇聚层进行融合组网的PTN和OTN可以分为以下三种方式是OTN下沉到汇聚层的方式：

A.在骨干节点集中汇聚的PTN接入环。

B.在各汇聚节点分散汇聚的PTN接入环。

C.在落地层节点集中汇聚的PTN接入环。

第三种方式就是在落地层PTN设备上挂接本地网所有县市PTN 接入环，由于其接入压力过大，不容易进行维护管理。另外，大量的GE 链路需要提供到骨干汇聚层OTN，严重占用了骨干层的波道资源。所以，一般在组网时只考虑第一及第二种方式。

2.1.1在骨干节点集中汇聚的PTN接入环

基于骨干层OTN网络的承载，汇聚层以下采用PTN组网，以GE、10GE链路作为各县市汇聚上行，以接入层采用GE速率组环进行具体组网，以10GE速率在汇聚层组环。为了防止汇聚节点和骨干节点单节点失效尽量采用双节点挂环的结构。通过OTN网络在骨干层的GE或10GE链路直接连接每个县市PTN汇聚层设备与相关业务落地节点设备。两套落地节点PTN设备连接BSC设备，并将LAG保护引入，防止可能失效的单接口而中断大量业务，实现安全分担，如图一所示。

图一 在骨干节点集中汇聚的PTN接入环

下面介绍在骨干节点集中汇聚PTN 接入环的优点有：

（1）通过汇聚层局端PTN设备各县市汇聚出口业务，有效提高PTN上行落地层设备的链路利用效率。

（2）采用IPoverOTN方式在骨干层承载，波分系统良好的扩展性得以充分利用。

（3）投资不大，汇聚PTN 设备不配置在汇聚节点上。

其缺点是：

（1）联合组网对部分PTN的端到端组网特性产生影响。管理PTN网络电路及资源配置的难度提高。

（2）穿越了OTN网络的PTN链路在时间同步信号有地面传送需求时，OTN网络设备要对1588V2协议支持。

应用场景：

对于地域跨度较大的该组网模式适用，也适用于那些建设城域密集波分复用OTN网络的本地网。

2.1.2在汇聚节点分散汇聚的PTN接入环

其特点是县市乡镇汇聚节点对接下沉的OTN 网络，PTN接入环一级网络由汇聚层OTN网络组成。其骨干层以上跟第一种方式一样。下面进行组网描述。

将两套PTN汇聚设备设置在县市骨干节点。县市骨干节点PTN设备由OTN汇聚环双挂接。多个GEPTN 接入环由3G 基站如乡镇、农村等组成直接与县市骨干节点的PTN设备双挂接。县市骨干节点PTN设备局向分配业务。对接两套落地节点的PTN 设备与RNC 设备在链路汇聚保护中引入，防止单接口失效引起的大量业务中断，如图二所示。

图二 在汇聚节点分散汇聚的PTN接入环

其优点是：

（1）县市局端节点PTN设备由GEPTN接入环全部挂接并汇聚整合县市上行核心节点落地PTN设备的链路，具有较高的汇聚效率。

（2）组网络结构简单的PTN，在骨干节点汇聚PTN设备上挂接了所有PTN接入环。

（3）扩展性好。出现容量不足或退网的现网SDH/MSTP通过10GE 链路组网将汇聚节点间的PTN 设备提供高等级大客户接入需求。

缺点是：

（1）未经汇聚的PTN接入环，有很多的承载在汇聚层OTN的GE链路，降低波道利用率。

（2）下沉的PTN 汇聚点，链路汇聚在很少接入环网时会降低效率，使骨干核心节点落地PTN 设备链路接入和汇聚压力增强。

（3）在县骨干节点OTN设备PTN接入网需要做电路交叉及支路侧上下链路，投资费用高。

（4）两套汇聚节点的PTN设备挂接了所有接入环。对于汇聚节点的PTN设备具有较高的接入汇聚能力的要求。

应用场景：

对于本地传送网OTN下沉至县市汇聚层可以采用第二种方式，对于那些地域广阔、比较多的PTN 接入环网分散汇聚的县市也适用。

2.2关于OTN 与PON、IP城域网的组网应用

OTN 汇聚环上承载着PON 网络OLT上联BRAS/SR 链路；骨干核心层面OTN 系统承载BRAS/SR 以上层面。对于比较关键的业务可以采用双上联OLT，OTN不同方向的波道上承载。OTN网络在OLT单上行链路可以提供子波长/波长级保护。对OLT 上联的GE 链路采用OTN 支线分离设备交叉整合成10G 波道。汇聚层节点业务量较大与下沉的远期SR对接，在OTN 核心骨干、汇聚层面承载上联链路，使IP 城域网的趋扁平化，如图三所示。

图三 OTN与PON、IP网络的构成

2.3关于OTN 与集团专线的组网应用

OTN 汇聚环承载集团客户GE 以上专线县内链路，OTN 骨干、汇聚环上承载着跨县以上链路，方便大颗粒业务的端到端灵活调度。OTN 网络为重要集团客户专线提供子波长/波长级保护，如图四所示。

图四 OTN与集团专线的构成

3.关于城域网环境下PTN和OTN联合组网的考虑

位于城域核心层面的OTN作为透明的传送平台，为汇聚层及接入层的PTN提供传送通道，两者之间是服务层和客户层的关系，相互独立。因此在业务层面，OTN和PTN是客户侧信号对接，为提高OTN线路侧的带宽利用率，OTN可以将PTN业务进行初步汇聚。根据实际网络环境，OTN对于PTN业务的汇聚存在不同的方式。

在业务量大，有专家指出，覆盖范围大的网络环境中，城域网采用在汇聚层部署OTN网络，这样就存在一个接入/汇聚层的PTN网络和汇聚层OTN混合组网的场景。当3G基站归属多个RNC节点，在汇聚机房设置两套PTN汇聚设备，3G基站组成若干个GE PTN接入环，通过OTN汇聚环双挂接汇聚机房PTN设备，业务需在汇聚机房PTN设备做好分局向整合，汇聚成若干条GE/10GE链路通过核心层OTN连接业务平台侧PTN设备，形成基站接入、业务平台两层PTN网络结构。

对于3G基站归属同一个RNC节点，3G基站组成若干个GE PTN接入环，双接汇聚节点PTN设备，汇聚节点PTN设备汇聚若干条GE链路，通过OTN汇聚环、骨干环双挂接业务平台侧PTN设备，多个PTN接入环通过汇聚节点PTN设备汇聚若干个GE链路，可节约OTN汇聚环的波道资源。

4.结束语

随着全业务的发展，应适时引入具备交叉连接功能的OTN技术，提高干线传送网组网能力，提高端到端电路调度能力，提高保护和带宽利用效率。对于OTN技术应用建议如下：

（1）发挥OTN规模组网优势，研究在骨干全面引入OTN组网的可行性和引入时机。近期，应尽量要求WDM设备具备OTN交叉连接功能。

（2）OTN交叉设备主要包括电交叉、光交叉和光电混合交叉设备。光交叉（ROADM）设备在组网时受无电中继传输距离、保护倒换速度和波长分配冲突等条件限制，不宜长距离和大规模组网。当前应优选基于电交叉的OTN技术。

（3）近期以组建环网为主，引入子网连接保护（SNCP）或环网保护提高保护效率。

（4）对于省干和城域OTN设备，推进基于带外光监控信道（OSC）和带内开销方式承载1588v2，支持高精度时间同步信号传送。

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