中国移动OTN技术在城域网中的引入策略.ppt

OTN技术在城域网中的引入策略 中国移动研究院2009年12月 目录 城域网业务需求分析OTN技术特点和成本分析城域引入OTN技术策略OTN技术现状 集团客户 基站 TDM FE GE SR BRAS OLT 无源光分路器 城域传送网 宽带接入网 光缆网络 城域数据网 城域核心路由器 城域网总体网络架构现状 城域核心层 城域汇聚层 城域接入层 中国移动全业务城域网包括城域传送网 CMNET城域网和宽带接入网 城域网业务承载的需求 带宽 全业务运营后 近期和远期对于汇聚和核心层的带宽需求在100G之上 可构架WDM OTN承载网络 作为城域数据网 城域传送网和宽带接入网的公共承载平台 需满足带宽不断扩容的需求 以上海为例 据调查 企业用户和家庭用户对接入资源近期的需求总计达到1195G 城域网业务承载的需求 业务连接 城域传送网核心 汇聚层提供各个不同核心机房之间各类业务的统一传送 例如PTN BSC RNC MSC MGW GGSN CE OLT及SR BRAS等IP设备之间N GE 10GE的业务连接 N GE 10GE 城域传送网核心层现有解决方案 目前在城域传送网核心 汇聚层网络建设中 对于GE 2 5G 10GPOS 10GE等大颗粒IP业务需求 主要采用IPoverWDM或IPover光纤方式组网 随着网络IP化的不断深入和全业务的发展 目前IPoverWDM 光纤方式的主要缺点包括 组网能力较弱 保护能力不足 WDM是点到点方式组网 保护方式单一 1 1波长保护 很难提供灵活 可靠的保护手段 同时 保护要额外占用较多的波长资源 难以做到带宽资源共享 业务分配固定 调度不灵活 WDM网络中 业务分配的通道 波长固定 网络拓扑和通道 波长规划调整困难 网络扩展性差 难以应对全业务运营对传送网的挑战 维护和管理单一 故障定位困难 WDM系统缺乏丰富的开销 无法对业务提供端到端的传送性能监控 故障定位困难 增加维护难度 随着全业务的发展 中国移动需要一个容量充足 组网灵活 保护完善 业务开通快捷 调度灵活 波长资源利用率高的传送网络 城域传送网时间同步传送需求 频率同步 城域传送网 NodeB PRC 1588时间信息路径 核心 汇聚层 汇聚 接入层 FE 或1pps RNC A B C D RNC NodeB PTN 1588MASTER 1588SLAVE 1588MASTER 1588SLAVE PTN PTN 1588SLAVE PTN NodeB E H G F FE 或1pps FE 或1pps 为满足TD LTE对于时间同步要求 采用传送网技术解决1588V2时间同步需求 可节省GPS 有效提升网络安全性 降低维护成本 同时为了减少时间源的部署数量 就需要端到端传送网支持1588V2传送 目前汇聚 接入层PTN已经支持该功能 要求核心 汇聚层也支持 目录 城域网业务需求分析OTN技术特点和成本分析城域引入OTN技术策略OTN技术现状 点到点WDM 光层调度模块 ROADM 基于光层OTN设备 G 709 接口化OTN设备 WDM 光层 电层调度模块光电联合调度OTN设备 OTN设备是一种新型光传送网设备 在全面继承了WDM设备大容量优势的基础上 全面采用了OTN标准技术体制 引入了波长 子波长交叉连接功能 为客户信号提供在光层的传送 复用 交换 监控和保护恢复 OTN技术的优势体现在交叉能力 管理开销 标准帧 TCM和保护能力等方面 OTN技术原理与对应关系 电层调度模块 SWXC OTH 基于电层OTN设备 OTN技术标准进展 YD T1462 2006 光传送网 OTN 接口 YD TXXXX 2009OTN网络总体技术要求 OTN多业务承载 GBT20187 2006光传送网体系设备的功能块特性 YDT1634 2007光传送网 OTN 物理层接口技术要求 YD TXXXX 2009ROADM设备技术要求 YDN120 1999光波分复用系统总体技术要求 OTN网络总体技术要求 2010年将正式发布 YD TXXXX 2009N 40G光波分复用 WDM 系统技术要求 WDM设备标准 OTN交叉设备标准 进行OTN设备分类 功能 性能规范 包括 OTN接口 电交叉 光电混合交叉设备技术要求 以及OTN网络管理 控制平面要求等 并同步ITU T最新标准 规范了ODU0 2e 3 4等接口技术要求 对OTN光交叉设备技术要求进行规范 OTN演进部分 如ODUflex ODU3e1 e2 OTNIrDI物理接口规范 即G 959 1 YD1274 2003 I光波分复用系统 WDM 技术要求 160 10Gbs 80 10Gbs部分 ITU TG 709 G 798 G 872 G 874 G Sup43等OTN系列 OTN接口设备标准 国标对OTN设备的分类 依据 OTN网络总体技术要求 CCSA 的要求 OTN设备包含 OTN终端复用设备 接口G 709化的WDM 除了符合ITU T标准和国标对WDM设备的一般要求以外 还应支持符合G 709的OTN 提供白光OTUk接口 IrDI 用于不同厂商WDM设备对接 OTN交叉连接设备 OTN电交叉设备 SWXC 完成ODU0 1 2 3级别的电路交叉功能 为OTN网络提供灵活的电路调度和保护能力 OTN光交叉设备 ROADM 完成波长级别的调度和保护能力 OTN光电混合交叉设备 完整OTN 与OCh交叉设备 ROADM或OXC 相结合 同时提供ODUk电层和OCh光层调度能力 波长级别的业务可以直接通过OCh交叉 其它需要调度的业务经过ODUk交叉 两者配合可以优势互补 又同时规避各自的劣势 OTN设备类型示意图 OTNOTM设备 SWXC设备 ROADM设备 SWXC ROADM设备 SWXC理论上没有任何光层功能 需要配合WDM组网 技术选择 ROADM与SWXC比较 OAM 保护 交叉容量 长距离组网 颗粒度 互通 CAPEX OPEX 标准化 设备成熟度 OAM 保护 交叉容量 颗粒度 CAPEX OPEX 标准化 设备成熟度 长距离组网 互通 SWXCOTH ROADMWSS ROADM组网受传输距离 保护倒换速度 波长分配冲突等条件限制 SWXC OTH网元能在电层实现对子波长的交叉连接 从而实现灵活的组网 子波长级复用 保护和端到端业务调度功能 目前来看 ROADM仅仅在交叉容量上相对SWXC有优势 超过10T 其余均弱于SWXC OTN电交叉设备 SWXC OTH 主要优势支持G 709管理开销 提供比WDM更强大的维护管理能力支持ODUk子波长汇聚 交叉和传送组网不受传送距离限制 支持灵活组网 调度和保护恢复能力可支持智能控制平面 ODU0 ODU1 ODU2 ODU3交叉 强大的OTN开销支持能力 SMOH PMOH 支持灵活组网能力和可靠的保护恢复能力 组网不受传送距离限制 可支持智能控制平面 需要关注的问题更大交叉容量 Tbit级 ODU0 ODU1 ODU2 ODU3交叉GE 10GE 40GE 100GE等业务高效透明传送更多保护方式智能控制平面成熟度 OTN光交叉设备 ROADM IP MPLS 以太网 SDH等 IP MPLS 以太网 SDH等 IP MPLS 以太网 SDH等 波长级别交叉 纯光处理 可引入智能控制平面 CD PMD 非线性 OSNR保证 主要优势支持G 709管理开销实现纯光域组网 2维或多维 业务透明性更好无OEO变换 降低网络成本子波长汇聚和波长级大颗粒业务调度 10Gb s 40Gb s 需要关注的问题解决传输距离限制问题 CD PMD 非线性 OSNR等 波长阻塞和变换MEMS等开关器件动作时间 提高保护能力解决GE 2 5G等子波长业务的高效传送 5 OAM 丰富的开销 完备的故障和性能管理机制降低维护成本 1 端到端业务调度波长调度子波长调度 3 支线路分离提高接入业务灵活性 多业务接入 保护投资和快速开通 4 子速率汇聚 疏导节约波长去掉SDH层面 节约投资 2 保护提供50ms快速保护SNCP和环网保护能够提高效率 OTN的技术优势 10Gany 40G OTN网络 ClientLine 2 5G any OTN带宽资源池 多业务灵活接入 业务接入带宽池方式 10GOTN 40GOTN 100GOTN 40GOTN 10GOTN N GE GE 40G 40G GE 带宽资源池部署 业务侧和网络侧解耦 业务接入不用考虑网络速率 距离 色散等 在源宿两端加入客户侧单板即可 OTN网络完成其余工作 任意业务 自由接入 更多保护类型 电信级保护 WDM网络 2002 2009 OTN网络 2009 网络和业务规划 光纤和设备安装 ODU带宽池配置和测试 带宽池平台完成 业务需求 业务配置和测试 业务商用 业务规划 设备安装 业务需求 业务配置和测试 业务商用 显著提前业务商用时间 OTN为业务提前部署带宽池 带宽池建设 缩短业务开通时间 端到端时间 端到端时间 从提出业务需求到开通至少100天 从提出业务需求到开通小于30天 一波多备 快速启用 一波多备 一个波道 配置一块线路板和多种支路板 可以给多种业务做备波 快速启用 通过网管完成端到端通道建立 避免全程多站手工连纤 10GPOS 客户侧 白光 线路侧 彩光 2 5GPOS GE OTU 分合波 10GPOS 客户侧 白光 线路侧 彩光 2 5GPOS GE OTU 分合波 OTN与WDM成本对比分析 一 10GPOS 10GE 10GE 10GPOS GE 10GPOS 核心节点 模型一 城域网 单环网络 WDM实际配置成本 参考某公司集采价格 OTN实际配置成本 参考某公司集采价格 OTN与WDM成本对比分析 二 模型二 城域网 单环网络 WDM实际配置成本 参考某公司集采价格 OTN实际配置成本 参考某公司集采价格 GE 10GE GE GE GE 2 5G 核心节点 OTN与WDM成本对比分析 三 模型三 城域网 双层调度网络 WDM实际配置成本 参考某公司集采价格 OTN实际配置成本 参考某公司集采价格 10GE 10G GE 2 5G 核心层 汇聚层 体现OTN交叉的成本优势 WDM和OTN波道利用效率对比 FC2G 10GE GE FC2G GE STM 1 核心节点 FC2G 10GE GE FC2G GE STM 1 核心节点 2 10G波长用于10GE 1 10G波长用于GE FC STM 1 传统波分 OTU TMUX点对点传送 OTN 支线路分离方案 多站点共享波长 资源利用率提高 成本下降约15 以上 城域网引入OTN的建议 成本 集成交叉的WDM 2次O E转换 IntegratedXC 集成交叉的WDM设备 PtPWDM OCS 6次O E转换 2种网元 集成电交叉功能的OTN是最有效的解决解决方案 10GE接口是10GPOS价格的1 3 1 2 100 125 95 2类设备 2个维护团队 复杂连接 比方案1节省80 维护成本比方案2节省30 建设成本 Capex分析 O E O O E 彩光 O E 黑白光 OTN与40G并行发展 40GWDM解决带宽问题 OTN解决组网和调度问题 可根据实际需求分别或并行引入 同源同宿的N个小管道 如果流量均衡操作困难 IP包不定长 象 小石块 容易出现拥塞 同等情况下 路由器通过大管道对接承载更有效 当线路侧的速率达到40G后 OTN的子波长汇聚功能就彰显出来 城域40G需要大容量OTN配合 城域核心层超大容量需求带来40G的波道配置需求 但是城域网业务的全业务特点需要40G能够直接接入GE 40G这样的全业务 基于WDM构架的40G类板卡目前仅有4 10GTMUX和40GOTU 只能接入40GPOS业务和10G业务 难以实现全业务承载的要求OTN实现了支线路分离配置 40G线路卡为所有业务所共享 按照业务需要配置支路板 WDM的40G板卡 10G 10G 10G 10G OTU3 OTU3 40G 无法实现全业务接入 目录 城域网业务需求分析OTN技术特点和成本分析城域引入OTN技术策略OTN技术现状 省公司需求调研情况 省公司IPoverWDM网络带宽现状总结 省会城市节点带宽总需求最大700G 二干节点带宽总需求最大108G 10G颗粒占80 城域核心带宽总需求为130G 377G 10G颗粒38 以内 GE颗粒占53 左右 省公司既有OTN网络带宽现状总结 省会城市节点带宽总需求最大将近1T 二干节点带宽总需求最大345G 仍以10G为主城域核心带宽总需求最大377G 10G颗粒比例减少 GE颗粒比例加大 汇聚层需求增加 城域核心 汇聚层引入OTN的考虑 在城域核心 汇聚层引入OTN技术 可以解决光纤跳纤 业务汇聚 快速开通的需求 解决城域内移动自身网元互联需求和解决客户专线需求业务颗粒以10GPOS 10GE GE和2 5GPOS对于重要业务和普通业务分类保护 需要利用OTN的电交叉功能实现 包括IP专用承载网 CMNET IP城域网 MDCN 各种核心网 新业务系统 支撑系统 TD基站 nodeB至RNC 等大颗粒业务 以及集团客户和普通家庭客户业务 支线路板件分离 灵活配置和调度业务 提高端口利用率优选在城域核心 汇聚层引入 省内干线系统引入OTN的必要性稍低 可在城域试点成功的基础上考虑 目前省干业务的颗粒以10G为主 70 以上 引入OTN 只是解决了光纤的人工跳纤问题 但是对于40G网络 引入OTN可以发挥多业务交叉复用优势 省干业务流量流向较为固定 对OTN的交叉调度功能要求不多 如果省内干线光缆资源丰富 可以考虑引入超大容量OTN 发挥ASON保护的优势 城域网引入OTN的建议 城域网业务发展迅速 流向复杂 业务变更调整频繁 核心节点之间调度需求强烈 对工程建设周期和业务开通周期更加敏感 建议 引入大容量OTN交叉设备城域核心节点尤其是超核节点之间超大容量需求明显 建议直接在城域网核心节点引入成熟商用的大容量OTN交叉设备 至少在1T交叉容量以上 边缘节点引入中等容量OTN交叉设备 至少在300G交叉容量以上 设备要求线路带宽资源规划适当存量 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 由于城域网核心层数据以GE 10GE 2 5GPoS 10GPoS为主 因此需要设备支持ODU0 1 2交叉 在核心或者超核节点之间考虑引入40G 接口IP化城域核心路由器多采用光纤直趋方式 接口为POS 由于距离原因 路由器需配长距模块 成本高 路由器直接出以太网接口 例如GE 10GWAN 10GLAN 经OTN封装传送 节约成本 实现10G和2 5G以下低速客户接口的归一化化工作 降低维护难度 减少备件 尤其是全网采用10GPOS 10GE业务的统一单板可以实现未来路由器10GPOS向廉价的10GELAN接口转换 城域网引入OTN的建议 保护 按照业务类型 可以配置为ODUk共享环保护 适合分布式业务 和ODUk SNCP保护 适合汇聚型业务 如果引入了智能控制平面 ASON 可以按照业务重要程度 细分如下各类保护 WDM与OTN对比一览 目录 城域网业务需求分析OTN技术特点城域引入OTN技术策略OTN技术现状和发展 总体情况 国内厂家的OTN设备类型均以SWXC OTH和ROADM并重 支持光电混合交叉 可以完全覆盖WDM系统功能 Tbit s容量交叉的SWXC OTH设备已经趋于成熟并规模商用 基于50GHz通路间隔的ROADM设备也已成熟 OTN设备在OTN开销支持 光电交叉功能和网络保护功能等方面均支持较好 在互联互通方面 OTN可实现域间OTUk互通 以太网业务基于相同封装格式互通 基于TCM的多厂家管理 基于SNCP的保护互通 多厂家互联组网时可实现正确的故障定位 OTN设备目前基本成熟 经过试商用可逐步引入到实际网络中 并完善和增强相关功能性能 同时制定和完善符合中国移动需求的OTN设备规范 下一步工作建议 开展OTN新型技术研究及测试 包括 ODU0交叉粒度的调度 保护等 多厂家GE业务基于ODU0的适配与互通 基于OTN的40Gbit s调度与传输 更大交叉容量的OTN设备验证 高集成度线路卡技术验证 光电集成 根据研究及测试结果 持续完善中国移动OTN应用策略 完成OTN设备规范 互联互通规范 进一步制定出OTN建设指导意见 推动厂家相关设备规范和成熟 请领导指正 远期目标 全业务端到端OTN网络 OTN关键技术 交叉能力 OCh光交叉连接 OTS OMS MUX DMUX OA 光层 客户侧信号 OTUk适配 STM N GE 10GE 2 5GPOS 10GPOS ATM SAN等 ODUk OTUk适配 客户侧信号 ODUk映射 电层 线路适配 业务适配 电层交叉连接 ROADM 光层交叉为核心 光层交叉连接 对波长 子波长交叉 调度 组网 ODU1 ODU2 e ODU3 波长颗粒 OTN关键技术 G 709管理开销 通过引入3个电域子层