光传送网_OTN_在县乡层面的应用探讨.docx

第 41 卷第 3 期2014 年 6 月 25 日数 字 通 信digital communicationvol 41，no 3jun 25 2014 69doi: 10 3969 / j issn 1005-3824 2014 03 017光传送网( otn) 在县乡层面的应用探讨万芬( 湖北邮电规划设计有限公司，武汉 430023)摘 要: 根据目前通信行业三大运营商的业务发展需求，otn 技术的组网和建设已经从骨干网、城域网向本地网以及 更下一层延伸。在本地网的县与乡镇层面，从科学组网、合理选型、智能调度和资源整合等方面阐述如何科学地部署 otn 网络。对县乡 otn 各种试用场景和设备选型进行了对比分析，将对光传送网络的汇聚层建设有指导意义。 关键词: otn; 传送网; ip 化中图分类号: tn929 11文献标识码: a文章编号: 1005-3824( 2014) 03-0069-040引言通信行业三大运营商从 2009 年开始，就已经规 模应用和部署 otn( optical transport network，光传送 网) 技术，截至 2011 年已经进入高速增长期，在电 信、联通规模部署的量都非常大。近年部分省市的 otn 网络更是进一步下沉到县乡一级1。应该说 otn 发展驱动力还是来自带宽增长的压力，目 前 otn 已经从骨干网、城域网，开始向本地网以及更 下一层进行延伸。县乡 otn 未来的发展，更多的是 朝宽带、智能方向发展，必须要有高效的管理和运维 手段来实现 otn 的智能管理维护。在县与乡镇层 面，如何科学地部署 otn 网络，实现科学组网、合理 选型、智能调度、资源整合，才能保证运营商的投资 回报率，正是本文主要探讨的问题。1县乡 otn 发展环境1 1业务驱动催生汇聚层变革需求在运营商面向全业务转型的高速发展中，传送 网作为各种业务的基础承载，存在很大压力。目前 ip 城域网对传送网的需求是承载业务的 ip 化，传送 方式的 ip 化; 要求传送网能支撑带宽的急速增长同 时还要求 ip 网络的扁平化。大客户对接入承载网 络的需求是能满足客户带宽从 2 m 到 fe 再到 ge 的快速增长; 同时要求是多种业务的统一接入平台; 所提供通路还必须具备物理层隔离和高 qos 保证。 xpon 上行对传送网的需求是要满足上行带宽从 ge 到 10 ge 的增长; 将来 lte 对传送网的需求是 单基站的 ge 上行接口以及网络的扁平化。可见， 随着业务的高速发展，运营商的传送网必须是一个收稿日期: 20131029 修回日期: 20131112大容量、扁平化、长距离的统一多业务传送平台。1 2otn 向汇聚层下沉otn 具备的 4 大优势。1 ) 容量大。otn 波长 级别传输的容量可以达数百 gbit，能有效节省光纤。 2) 大网络扁平化。otn 波长直拉，可以减少网络层 次，简化网络结构。3 ) 具有成长距离传送能力，满 足长途传输需求。4 ) 统一传送的平台。能任意业 务接入，统一交叉调度。目前，运营商在县市传送网中存在的主要问题表 现为在县局至乡镇中继光缆资源不足和乡镇汇聚层 对大颗粒业务支持能力不足 2 个方面2。汇聚层数 据业务的迅猛发展，大颗粒带宽型业务向汇聚层延 伸，目前汇聚层 mstp 及 ptn 传送网络带宽有限等因 素，无法应对将来海量 ip 业务的需求。而 otn 技术 将波分技术与 sdh 的业务保护调度、oam 管理功能 的结合，能够对大颗粒数据业务进行调度和传送，性 价比高，符合汇聚层传送网未来的发展3。1 3电信对 otn 下沉的关注从 2010 年起，中国电信各家分公司就开始探讨 otn 在县乡层面的应用可能。目前已经有海南电信 ge 下乡波分工程，采用 osn1800 混合传送乡镇 ge + fe/ stm-n 业务; 江苏盐城电信接入汇聚 otn 组网，承 载乡镇 olt 上行; 贵州电信 ge 下乡波分工程，采用小 型设备满足乡镇 ge 需求和系统保护需求。湖北电信在 2012 年大规模实施汇聚交换机下沉 核心乡镇，ip 城域网 ge 以上大颗粒需求日趋增加。 2013 年，湖北电信在省内 6 个地市设定的 20132015 年滚动规划中提出乡镇 otn 建设，期望在郊区和县 乡层面建设 otn 环网，不但可以节省中继光缆网资 源，还提供了灵活调度、性能监测和光波道保护等能 力，提升传输网和 ip 网的运行效率和安全性。70数 字 通 信第 41 卷2汇聚层 otn 设备的发展移动宽带、流媒体业务、高速大颗粒专线等业务 的快速兴起给传统的城域传送网带来了容量和多业 务种类的双重挑战，在传送网的各个层次接口，数据 业务的 ge，10 ge 等业务需求对传输的承载需求逐 渐增加，早年的 wdm 在组网、保护和维护管理等方 面功能弱化的缺陷日趋明显，而 otn 技术在传送网 领域的迫切需求日渐凸显4。中兴通讯面向未来的城域边缘层推出了 otn 产 品 zxmp m721。zxmp m721 是一款紧凑型、智能化 的定位于城域边缘层网络的 otn 设备，尺寸仅为 1 和 2 高，支持 dc 和 ac 供电，能够很好地适应复杂 的城域边缘层网络环境5。其他主流通信设备厂家 也都在发展紧凑型 otn 设备，如华为公司 osn1800、 osn3800 系 列 设 备6; 烽 火 公 司 fonst2000、 fonst1000 设备。这类设备一般都体积小，集成度 高，可以安装在原有机房的综合柜内，单机满 配在 300 400 w 之间，支持交直流供电，比较适合业务量 相对较小，机房和电源条件相对较弱的乡镇节点。另一款 5 高的 osn 1800 v 产品在盒式波分 产品中采用了集中式交叉架构，从而灵活地提供高 达 700 g 的海量交叉容量，可以满足城域网未来几 年的带宽发展需求。同时，通 过对 2 m10 g 等 tdm、分组业务的统一接入、交叉，适配语音、视频、 高速上网等各种新兴业务，实现对宽带、专线、移动 等不同场景的统一承载，减少城域网的设备种类，简 化运营商建网和运维。同时紧凑型 otn 产品在技术上也比较适合县 乡汇聚的传送承载需求。一般都能支持多项新技术 新功能以满足复杂多变的县乡汇聚层组网需求。主 控板和电源板均能支持 1 + 1 备份，支持 100 mt / s 4 25 gt / s 的 any 速率接入，可实现多路汇聚并平滑 升级到同一个波道。具有完备 oam 功能的 l2 交 换以及 1588 v2 时间同步功能，最 大能支持 80 波 dwdm 10g 传输。更为重要的是，其灵活的组网技 术，如端到端的业务快速开通、端到端的业务调度、 端到端的 oam、端到端的 1588 v2 等，使面向未来 的县乡传送网组网方案，即端到端的 otn 传送网成 为现实。同厂家系列产品的搭配使用，也能将汇聚 层 otn 与骨干层 otn 实现无缝连接。3otn 建设方案论证在具体 otn 建设方案的论证过程中，首先应分 析多种技术手段。采用不同技术手段组网后，分别 作出设备配置和投资估算。通过对投资、带宽、容量、保护方式、维护方便程度、机房空间占用程度、功 耗大小等多维度比较。在现有的 sdh / mstp，光纤 直连，dwdm 和 otn 等多种技术手段中完成该建 设场景的县乡传送网的技术方式比选。在业务承载发生困难的区域，在具备光缆的条 件下，是选择用裸纤承载业务还是选择用 otn 组网 来承载，可以根据光缆距离和业务颗粒以及业务数 量进行投资比算，进行具体方案的论证和比选，选择 投资合理的方案。在运营商投资普遍紧张的今天， 用 otn 承载业务，可以提升汇聚层的光缆利用率， otn 不同的业务板卡也能满足不同客户的业务需 求。一般在 ge，10 ge 颗粒业务比较多的乡镇，有 光缆资源，但光缆资源不能满足业务全裸纤承载的 情况，可以考虑建设县乡 otn。在确认 otn 技术路线的选择后，再对不同组网 形式和不同保护方式对网络做出设备配置方案。对 多种方案分别在投资估算、通信能力、保护能力、运 维方便程度、设备商务折扣率等多维度来对方案进 行比选。选取性价比最高的建设方案。4 县乡 otn 建设原则与思路4 1 组网思路1) 覆盖范围选定。需要与数据专业协同规划。 数据专业汇聚节点下沉的乡镇节点，可以同期考虑 建设 otn 设备。2) 必须具备光缆资源。 otn 系统在光放、色 散、衰耗等参数上有很高要求，需要系统板件以及光 缆线路条件进行有力的支撑。尽量选用有光缆芯数 和光缆质量好的节点。otn 不能完全地替代光缆 建设，otn 的建设和组网必须以光缆网络为基础。3) 必须有业务需求的驱动。对于 olt 节点，传 输网的汇聚节点，以及 pon，sdh，ptn，大客户专线 等有大颗粒业务需求的综合接入节点，可以优先考 虑建设 otn。客户侧端口配置种类尽量丰富，以满 足不同类别和不同速率的客户需求。4) 必须选取机房条件合适的节点。otn 设备 对机房空间和电源都有要求，节点机房最好为自有 或者长租。有业务需求但是机房条件不具备的区 域，应先解决机房问题，再建设 otn 设备。5) 必须对将来的全覆盖打好基础。在地理位 置上尽量按照全方位覆盖来规划。频繁在 otn 主 环路上加插节点会导致系统网络性能不稳定，施工 测试调整工作量大，对原有承载业务影响大，维护管 理难度大。一般县市下面有 1020 个乡镇，首批选取业务第 3 期万 芬: 光传送网( otn) 在县乡层面的应用探讨71量最大 4 8 个节点，构成主体环，每个节点可以覆盖周围 3 5 个乡镇，星型汇聚其业务后上行。这些 星型接入点业务建起来以后，再在第二批建设时组 成环路。这样规划能有效保证投资收益，同时不至 于频繁在主环上加插节点。具体组网情况见图 1 和 图 2 所示。在具体设备款型的比选上，可以根据已经完成 的 2 个试点县市的工程实际结算投资，通过 10ge / ge 颗粒造价来比较 2 款设备的投资性价比; 比如在 a 县采用 osn8800 + osn1800ii 混合组网，在 b 县 采用全 osn8800 组网。1) 单波道造价。a 县采用 osn8800 + osn1800ii 混合组网，工程总投资估算 190 万元，单波道造价约 23 75 万元( 每波道配置 4 ge 光模块，未满配) ; b 县采用全 osn8800 组网，工程总投资估算 117 万元， 单波道造价约 23 4 万元。两者造价相近。2) 配套资源占用。以 a 县和 b 县为例，机房资 源占用如表 1 所示。表 1 a 县和 b 县机房资源占用情况一览表图 1 某县乡镇节点 otn 组网示例 11osn88001 090 34 232812osn180053100203osn180053100204osn180053100205osn180053100206osn180053100207osn180053100208osn180062200401osn8800928 23 022 4812osn8800788 23 022 4813osn8800844 23 022 4814osn8800856 25 140 1815osn8800808 25 140 181场景 局站名称设备a 县b 县本期功 耗 / w满配功 耗 / w占用电 占用 源端子 机位图 2 某县乡镇节点 otn 组网示例 2这种建设中心汇聚点 otn 平台、以一点带多点 的形式，光缆辐射周边乡镇的组网方式，有效发挥了 otn 系统长距离、大容量、安全灵活的优势，提高光 缆纤芯资源的有效利用率，避免了多段跳纤对光缆 资源的占用，同时又节省投资，未进行大规模的设备 新建且扩容方便，能满足当前业务发展水平下的需 求。提升了传输网对大颗粒业务的汇聚、调度能力， 实现 400 g /2 芯承载，节省大量光纤资源。4 2本地网建设 otn 的设备选型在县乡 otn 网络建设中，根据业务量相对较 小，机房空间相对紧张，电源资源相对紧张的普遍条 件，比较适合安装紧凑型的 otn 设备。初期可用配 置 816 波系统，后期可以扩容到 4080 波系统。 单波长最好能支持 ge /2 5 g /10 g 等多种速率，保 证多业务的接入。最好要求支线路分离的配置，引 入交叉能力( 光层和电层) ，具备环状和网状网的组 网能力，子波长调度能力，子速率的汇聚能力，多样 的保护能力和 qos、oam 等功能。如表 1 所 示，osn1800ii 初期配置功耗不到 osn8800 的 1 /10，且可利用原有机柜的空间，更适用 于机房小、电源能力小的乡镇机房，比较节省配套投 资，而 osn8800 则对机房空间、电力等有更高要求。3) 扩展空间。osn1800 单台设备可用业务槽 位远少于 osn8800 设备，仅有 8 个槽位，除去主控 板、光分插复用板、光放板占用，实际可用业务槽位 为 0 3 个。osn8800 支持电交叉和光交叉，支持支线路分 离单板，而 osn1800ii 均不能，因此 osn8800 在业 务的灵活配置、调度上更具有优势。4) 网管维护。从运维角度来看，若采用 osn1800 与 osn8800 混合组网模式，其网管目前只支持 esc 电监控; 但若全部采用 osn8800 组网，可以实现 osc 和 esc 监控，网络监控更为便利，利于维护，更符合 当前波分网络维护惯例。4 3本地网建设 otn 后对传输资源的释放和梳理县乡 otn 建设以后，原节点承载在裸纤上 ge 以 上颗粒的业务，以及所有承载在 mstp 上的 ge 以上72数 字 通 信第 41 卷的大颗粒业务，均需割接至 otn 系统上; ip 城域网上 ge 以上颗粒业务，可以调整到 otn，以节省纤芯资 源。fe 颗粒的业务可以直接上 otn，也可以用小型 交换机汇聚一次后上 otn 设备。原有 sdh 系统主 要负责承载 2 g、普通专线的 10 m 以下小颗粒业务。 本地网县乡波分系统建成后共计可释放原有承载 ip 电路的光缆纤芯资源。释放的纤芯可用作分局接入 电路扩容、c 网基站成环以及大客户接入等。4 4方案设计过程中出现过的问题同样以 a 县和 b 县为例，我们在方案设计之后 得到几条经验教训。1) a 县在光缆衰耗指标未提供的前提下进行设 备配置和投资估算，造成因实际光缆衰耗较大、光放 板配置增加引起设备投资大幅增加。因此，此类项 目的光缆指标测试工作需要及早进行，能给设备配 置提供准确参考值。2) 可以预计，较长一段时期内县乡 otn 系统都 将是 40 /80 10 g 系统。10 g 系统在县乡层面应 用时，其主要设计指标为衰耗、osn ( optical signal noise ratio，光 信噪比) 和色散，其 中尤以 osn 为 重，设备配置过程中，需要重点关注 osn 的计算。 b 县出现了因 ons 计算不准，导致光放元器件更 换的发生。3) 小型 osn1800 一般会安装在机房原有的 其他机柜中，其固定条尺寸不一，最好能尽早提供， 厂家发货时能配套合适的挂耳，避免后续要求厂家 补发或更换的麻烦，影响施工。5结束语高速发展的各类业务对传输承载的要求越来越高，在接入传输层，sdh，xpon，ipan，ptn 都在蓬 勃发展; 而在汇聚层，需要一个统一的承载平台，能 完成对多种业务的接入，多种电路的调度和管理。 otn 结合了 wdm 和 sdh 的技术优点，越来越被各 大运营商广泛认可。建议率先建设县乡 otn 的本 地网，不仅要通过建设项目解决目前基础资源薄弱、 大颗粒业务承载困难等问题，还应总结建设和维护 经验，对 otn 配置及设计思路提出有价值的指导意 见，为今后该技术的应用发展打好基础。参考文献:1 韩凌 承载网抓住机会变格局eb / ol ( 2011-09-28)2013-10-02 http: / / www zte com cn / cn / press_center / press_clipping /201109 / t20110928_343959 html2 陈醇 本地传输网全业务发展策略j 邮电设计技术，2009( 8) : 45-493 陈楠 otn 技术在城域传送网汇聚层的应用j 广东 科技，2012( 3) : 234-2354 张海懿 otn 技术标准进展j 电信技术，2009( 35) :45-485 霏雯 中兴通讯发布面向未来的城域边缘层 otn 产品zxmp m721eb / ol ( 2011-06-24) 2013-10-02http: / / www cctime com/ html /2011-6-24/2011624194143816 htm6 光通讯网 华为发布业界容量最大的盒式 otn 产品osn 1800veb / ol ( 2013-02-06) 2013-10-02 ht-tp: / / fiberofweekcom/2013-02 / at-210021-8220- 28666711 html作者简介:万 芬( 1978 ) ，女，湖北荆州人，高级工程师，主要从 事传输设备安装工程设计、运营商网络建设滚动规划和传输 技术专项规划等工作。discussion on the application of o