OTN技术与组网应用

第40卷第2期数字通信Vol 40. No. 2862013年4月25日Digital CommunicationApr.252013DOI:10.3969/ 1. Issn.10013824.2013.02.022OTN技术与组网应用李小羽(中国移动通信集团设计院有限公司四川分公司,成都610045)摘要:首先介绍了OTN( optical transport network,光传送网)的概念,OTN主要技术中的数字封装技术与 ROADM技术,以及ON的4种典型设备类型。提出了基于OTN的智能光网络将为大颗粒宽带业务的传送提供非常理想的解决方案。随后,重点分析论述了如何依据《光传送网(OIN)网络总体技术要求》在国干/省干光传送网,以及城城/本地传送网2级网络中应用OTN进行组网,并提出了若干具有实用价值的工程建议。关键词:OTN;智能光网络;OTN组网应用中国分类号:TN915.5文献标识码:A文章编号:100538242013)020086040引言1.1数字包封技术数字包封技术是用于OTN的接口,它最主要的近年来,通信网络所承载的业务发生了巨大的使用方式有2种。一种是将客户信号映射进数字包变化。数据业务发展非常迅速,特别是宽带、IPTV封所定义的帧格式中,加入相关开销,并通过网络传视频业务的发展,对运营商的传送网络提出了新的输。另一种则是把已经经过数字包封并在网络中传要求。从中国移动的总体网络发展策略、业务发展输的信号解下来,处理其中的开销,以完成相关功定位和发展方向来看,将来所有业务基本上归并到能。这是相反的2种方式,它们相互配合,以完成所P承载网上,传输网络将主要面向P承载网的带宽赋予的各种功能。需求,这意味着传输网今后的业务主要为P格式,数字包封技术不仅能提高信号传输的质量,而而且业务颗粒越来越大。且为光传送网提供了丰富的运营、管理、监测、保护对于业务P化和大颗粒化,SDH功能逐渐稀开销,为光网络的发展提供了坚实的技术基础。释,且逐渐边缘化。大颗粒宽带业务传送需求需要0TN所使用的开销远远小于传统的SDH,而且取消种能融合SDH的交叉复用管理保护和WDM的了复杂的指针处理机制简化了实现的复杂程度对容量扩展等技术来满足正迅速日益增长的带宽需客户层信号格式和速率都无任何限制,具有很好的求。在这种情况下,OIN的出现给传输网的发展带透明性。图1给出了ON帧结构中0TUk、ODUk来了新的契机。和OPUk的详细开销安排情况。OTN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「 FAS MFASSM∞oRs的传送、复用、路由、管理、监控以及保护(可生存ITCMITCM6 TCMS TCM4 FTFLRES IC性)。OIN的一个明显特征是对于任何数字客户信TCM3 TCM2 TCMI PM EXP RESJC号的传送设置与客户特定特性无关,即客户无关性。GCCIGCC2 APS/PCCI RES RESNgP)oOTN的主要技术与典型设备图1 OTUk/ODUk/OPUk帧结构OTN技术在提供与WDM同样充足带宽的前提1.2 ROADM技术下具备和SDH同样的组网能力,具有可扩展性强、基于光(波长)交叉的 ROADM( reconfigurable op客户信号的完全透明传送灵活的光电交叉、多级串 tical add-drop multiplexer,可重构的光分插复用器)联连接监视、强大的前向纠错能力等特点,在骨干层设备的主要优势是基于波长调度,子网内部全光操面已逐步成为下一代统一的高速传送平台。ON作,省去了OEO功能单元;有效地实现在增加组网主要有以下几种关键技术。灵活性的同时降低光电变换的组网成本。 ROADM节点的构成有中国煤化工于WB、PLC或WSs;2)上下CNMHG器、可调谐滤收稿日期:20120905修回日期:201209-14波器、子波长交叉等;3光功率监测和动态控制第2期李小羽:OTN技术与组网应用87OPM、VOA、DCE或DCE;4)光放大器:预放和功放;5)色散补偿模块:光色散补偿、电色散补偿。图将 ROADM技术引入波分系统后,增强了波分系统的灵活组网能力,支持单环、环加链、星形、多环互联以及网状网等多种组网模式,不仅提供了灵活的波长上下,而且支持光层保护机制,确保承载业务其高的可靠传输。运营商可根据业务需求和网络拓扑分别在不同的网络层次中应用 ROADM。其中, ROADM图3OTN电交叉设备功能模型特别适合于城域网的应用,在城域波分系统中引入光层调度能力,实现波长级别业务的调度和保护恢ROADM,允许运营商提供波长为基础的多种新业复。具有OTN光交叉设备功能模型如图4所示。务,可以灵活地传送SDH、GE/10GE等多种业务以似太网L---及可以预见的新兴业务,如按需带宽业务、波长批发接和出租虚拟专用网等。13OTN典型设备要雷十厂厂:2厂题OTN设备主要从3个方面来界定:具备OTN物理接口;具备ODUk级别的交叉连接能力、具备OCh级别的交叉连接能力。根据这3方面,OTN的设备图4OTN光交叉设备功能模型形态分为具有OTN接口的WDM设备、具有ON电交叉的设备、具有OTN光交叉的设备、具有OTN光1.3.4具有0TN光电混合交叉的设备电混合交叉的设备这4种。OTN电交叉设备可以与OTN光交叉设备相结1.3.1具有OTN接口的WDM设备合,同时提供ODUk电层和OCh光层调度能力,波随着WDM设备的发展,在现网上应用的OTN长级别的业务可以直接通过oCh交叉,其他需要调接口,能支持以太网接口、STMN接口、OTUk接口度的业务经过ODUk交叉,两者配合可以优势互补,以及其它高速接口等,在原WDM功能基础上在线路又同时规避各自的劣势,这种大容量的词度设备就接口处理单元和接口适配处理单元进行相应处理是OTN光电混合交叉设备2。具有OrN光电混合具有OTN接口的WDM设备功能模型如图2所示。交叉的设备功能模型如图5所示。以太网OTUk蠹盎十凵凵图5OTN光电混合交叉设备功能模型图2具备OTN接口的WDM设备功能模型2OTN组网与应用研究3.2具有OTN电交叉的设备基于OTN的智能光网络将为大颗粒宽带业务OTN电交叉设备完成ODUk级别的电路交叉的传送提供非常理想的解决方案。目前,它主要有功能,为OTN网络提供灵活的电路调度和保护能以下几种应用领域。力(2ON电交叉设备可以独立存在,对外提供各2.1国干/省干光传送网种业务接口和OTUk接口(包括IrD接口);也可以国内干线或是省内干线网络,往往业务发展快,与ON终端复用功能集成在一起,除了提供各种业对工程建设周期和业务开通周期敏感,而且带宽需务接口和OTUk接口(包括IrDI接口)以外,同时提求大, SDH OVER WDM,/ IP OVER DWDM的模式,供光复用段和光传输段功能,支持WDM传输。具在提高效率经济适用光纤需求等方面都具有较大有OTN电交叉设备功能模型如图3所示。的局限性。VT凵中国煤化工1.3.3具有OTN光交叉的设备引人0N∏CNMHGPOVER OTNOTN光交叉设备(即 ROADM/PXC)提供Oh的承载模式可实现类似SDH的保护,又可享受wDM数字通信第40卷带来的带宽扩展。对于现网的改造既可在原有率以下业务的接口归一化。WDM系统上扩容改造,又可使WDM具有OTN特性,省内干线网络往往业务发展快,对工程建设周还可以重新部署一个全新的OTN系统。期和业务开通周期敏感,而且带宽需求大,省内双核鉴于省内双核心节点之间40G发展趋势非常明心节点之间40G发展趋势非常明显,建议直接引人显,建议直接引入成熟商用的大容量OTN交叉设备成熟商用的大容量OTN交叉设备(至少在1T交叉(至少在1T交叉容量以上),通过支线路分离配置和容量以上),通过支线路分离配置和集中式大容量集中式大容量交叉,可以明显减少工程建设周期和业交叉,可以明显减少工程建设周期和业务调测开通务调测开通时间,也可以为40G业务和40G单波带时间,也可以为40G业务和40G单波带宽提供平宽提供平滑升级的基础。其网络拓扑图如图6所示。滑升级的基础。省际干线2.2城域/本地传送网大容量,超长城域网为数据、语音、ATM、宽带线路业务等提省内干线城域核心层供传送载体,不仅要为各种业务提供所需的带宽,还较大容量需要考虑不同业务的特点:如数据业务的突发性、语音业务的实时性、各种不同业务之间的QoS保障图6OTN干线网络拓扑图等,是整个传送网中最为复杂的部分1.1OTN在国内干线中应用的若干建议城域网为3层架构,分别为核心层、汇聚层和接目前,国内干线现网各厂家均已经实现波分侧接入层,其中核心层以大颗粒业务为主负责多业务的口的OTN化(G.70标准),基本实现了单厂家内部高速传送,汇聚层位于接人层与核心层之间,对接入波长级别端到端管理,但是因为客户侧接口大量采用层业务进行收敛,并传送给核心层;ON技术具有PQS而非ON接口,多厂家甚至单厂家的不同网络大颗粒交叉,P业务接入能力强等特点,非常适合之间都釆用P0s落地转接,不仅成本高,大量转接业于大型城域网核心层以及汇聚层组网需要。务还使得网络实现不了基于业务级别的端到端管理在城域网/本地传送网应用中,应根据现有传输鉴于目前大多厂家均已经能够提供同时支持10G网络现状,分析传输业务需求同时结合国家行业、POS10 GE LAN/OTU2业务的统一接口单板,所以建议部门的相关要求,遵照“统一规划分步实施按需接在全网实现客户接口的ON化工作,全网采用10c入灵活接入、逐步到位”的原则努力推进通信建设PO10 GE LAN/OTU2业务的统一单板,即可以实现低程“节能减排绿色环保共建共享的建设目标制成本高可靠的10 GE OVER OTN组网,还可以实现多定应用方案。在实际应用中实行“三步走”战略。家跨网络的基于10G业务的端到端的管理34。第一步,建设两层架构:80×40G核心调度层+对于经济发达区域,往往业务发展快,对工程建40×10G汇聚层。目标:满足3G基站传送骨于调设周期和业务开通周期敏感,而且带宽需求大,40G度需求,满足宽带核心需求;业务:基站骨干层调度;发展趋势非常明显,建议直接引入成熟商用的大容宽带业务:实现BRAS、SR和CR之间亏联。ON城量ON交叉设备(至少在1T交叉容量以上),通过域网网络拓扑图如图7所示。支线路分离配置和集中式大容量交叉,可以明显减核心层少工程建设周期和业务调测开通时间,也可以为40大容量、超长距G业务和40G单波带宽提供平滑升级的基础。C.70管现对于已采用WDM设备建设的干线,只要实现较大容量较大舰模交了客户侧接口的OTN化,未来也可以通过增加独立的大容量OTN电交叉设备作为业务调度来实现网图7OTN城域网网络拓扑图1络的融合调度。第二步,引人接入层OTN建设,建设“核心+汇2.1.2OT在省内干线中应用的若干建议聚+接入”端到端OTN网络。目标:满足OLT上行目前,部分采用传统WDM建设的省干波分系大带宽高安全性要求提供大客户专线业务;业务统OU客户侧接口大量采用P0s接口,存在大量实现OLT→BRAS/SR业务承载提供FE、CE等品P0s转接业务,成本高而且不能在WDM上面实现质大客户专线基于业务级别的端到端的管理,而且配置的大量第三步OTU板件客户侧兼容性不足,例如不能实现10G高品质与线规中国煤化工覆盖。目标:CNMH载;业务:满PO10CE业务的统一接口,也不能实现25G速足LTE的业务需求。第2期李小羽:OTN技术与组网应用通过支线路分离配置和集中式大容量交叉,可以明显减少工程建设周期和业务调测开通时间,满足业务快速开通和业务的快速调整“6。城域汇聚接入层9 PTN以分组业务为主的多业务传送目前大多厂家WDM和OTN均已经能够提供同时支持10GPOS/10CE业务的统一接口单板,部分厂家也已经实现2.5G以下速率业务的归一化接奇业网伟川户图8OIN城域网网络拓扑图2人,所以建议在全网实现10G和2.5G以下低速客户接口的归一化工作,降低维护难度,减少备件,尤其是全网采用10GPOS/10GE业务的统一单板可轻大容量以实现未来路由器10GPOS向廉价的10 GE LAN城域接人层接口转换。3结束语业务端TDMLANLTH对传输网而言,OTN的出现解决了业务IP化和定网络用户图9OTN城域网网络拓扑图3大颗粒化带来的困境,作为一种全新的光传送网技术,OTN继承并发展了已有传送网络的优势特征,OTN为大颗粒传送网建设提供了很好的思路,尽管目前OTN设备还存在一些不尽如人意的地方,但OTN的过渡是一个循序渐进的过程要根据实际但是可以预计,在不久的将来,ON将达到广泛的情况,对于移动网络的接入层,短期内基站业务还是应用,使得运营商搭建的网络平台更加经济、高效。以2M业务为主,所以各种传送网技术并存也是种必然。参考文献:当前,在本地城域传送网应用中,有以下建议:[1]褚文轩,楚鹏.骨干层传送网波分化后的运维探讨目前,部分城域本地网采用传统WDM建设,业门].电信技术,2010(4):36-38务接口不灵活,不同业务不能实现混合传送造成了[2]通信行业标准YDT1990200,光传送网(OTN)网络大量接口的闲置浪费,例如最为常见的GE和25G总体技术要求[S],北京:2009业务就不能实现混传同时配置的大量OU板件客3]中国移动通信集团设计院有限公司四川分公司定制培户侧兼容性不足,例如不能实现10GPOS/10GE业训教材(华为)[Z]成都:出版者不详,202:157162务的统一接口,也不能实现2.5G速率以下业务的[4]丁强,李辉浅析ON技术的应用与发展[J电信工程技术与标准,2012,25(11):4548接口归一化。[5]王春郁.OTN技术在城域传送网的应用分析[冂].移动城域和本地网往往业务发展非常快,尤其是在通信,2012(16):47-5城域网中的业务流向复杂,业务变更调整频繁,核心[6〕李維贤.P城域网通过BGP协议接入客户网络[J节点之间调度需求强烈,而且对工程建设周期和业数字通信,2012(3):69-71务开通周期更加敏感,城域核心节点之间40G发展趋势明显,建议直接在城域网和本地核心节点引入作者简介:成熟商用的大容量OTN交叉设备(至少在1T交叉李小羽(1981-),男,福建周宁人,工程师,主要从事移动通信网络的规化与设计工作。容量以上),边缘节点引入中等容量OTN交叉设备,Technology and network application of otNaoyuChina Mobile Group Design Institute Co, Ltd Sichuan Branch, Chengdu 610045, P. R. China)Abstract: This paper introduces the concepts of OtN optical transport network ) its main technology-digital packagingtechnology and ROADM technology, and four typical equipment types of OtN. This paper points out that it is a very idealsolution to base on the OtN intelligent optical network. Then, this paper mainly中国煤化工 hand local optical transmission network. Finally, it puts forward some practical erTYHCNMHG(责任编辑迟蕾)