OTN——全業(yè)務承載策略及應用

邢虎

【摘要】 提高網(wǎng)絡帶寬，僅僅靠FTTH是不夠的，四川移動通過城域網(wǎng)OTN的部署，提升了現(xiàn)有網(wǎng)絡的安全性和光纖資源的利用率，提高了大顆粒業(yè)務的承載能力，真正確保流量暢通，提升用戶體驗。

【關鍵詞】 寬帶建設；高端專線；移動承載；城域OTN

隨著人們上網(wǎng)體驗的內容從文本向音頻、視頻等流媒體的轉移，帶寬需求大增并不斷沖擊著城域網(wǎng)絡，如何提升網(wǎng)絡帶寬成為城域網(wǎng)絡新建或改造的重要課題。畢竟，規(guī)模部署FTTH僅僅是解決最后一公里的問題，而城域網(wǎng)是大收斂比網(wǎng)絡。因此，F(xiàn)TTH僅僅是出門第一步，還必須有城域網(wǎng)提供端到端的大寬帶，才能解決一出門就塞車的問題，確保流量暢通，提升用戶體驗。

一、城域端到端寬帶建設的需要

要提升城域網(wǎng)絡的QoS，BRAS/SR直接與核心路由器連接（扁平化）是很好的優(yōu)化手段。但由于匯聚路由器的淡出，BRAS/SR直驅到核心路由器，距離因此拉長，帶來了多方面的挑戰(zhàn)：核心層的光纜/管道需求壓力大；光纖/管道端到端協(xié)調難、光纖熔接工作量增大；網(wǎng)絡故障定位困難；BRAS/ SR/CR等設備往往需要長距離光模塊，大大增加了建網(wǎng)成本；核心路由器40G端口自組網(wǎng)能力弱，光纖直驅無法滿足。

而引入OTN來輔助實現(xiàn)城域寬帶網(wǎng)絡扁平化后，這些問題即可迎刃而解：一根光纖擁有80×40/100G的容量，大大減少了光纖消耗，降低了光纜管道的壓力；開通業(yè)務不需要協(xié)調光纖、熔接光纖，滿足了業(yè)務迅速開通的需求；路由器/BRAS只需要短距光模塊就可上OTN網(wǎng)絡傳送。

當然，大型城市的BRAS/SR機房數(shù)量多，需要骨干、匯聚兩層OTN網(wǎng)絡架構才能很好地完成覆蓋、實現(xiàn)靈活調度。而中小城市由于BRAS/SR機房數(shù)量不多，少數(shù)幾個匯聚環(huán)就可以完成覆蓋，因此不需要骨干層網(wǎng)絡（骨干層就簡化為兩個中心節(jié)點）。也有個別城市的BRAS部署位置很高，因此，BRAS/SR機房數(shù)量少，骨干層OTN網(wǎng)絡組網(wǎng)變得簡單了，但OLT上行組網(wǎng)卻相對復雜些。

OLT/DSLAM到BRAS之間的網(wǎng)絡常常采用“光纖直驅+L2”方式建設，滿足小帶寬時代的網(wǎng)絡需求。但隨著網(wǎng)速的不斷提升，一個GE端口上行已經(jīng)無法滿足OLT/DSLAM需求，往往需要2/4×GE捆綁提供帶寬，需要更多的光纖，因此，光纖/光纜壓力倍增。

從流量上看，n×GE上聯(lián)中的帶寬比較飽和，再經(jīng)L2匯聚進行收斂的必要性不大，因此L2定位逐步模糊甚至退出。從業(yè)務上看，VoIP/IPTV/VOD等業(yè)務的引入推動多邊緣網(wǎng)關部署，OLT/DSLAM上行需要更多的光纖，進一步加大了光纖直驅建網(wǎng)模式對光纜的壓力。因此，接入層網(wǎng)絡需要引入OTN，實現(xiàn)OLT/DSLAM到BRAS/SR之間的傳送，緩解持續(xù)膨脹的光纜壓力，提供光層網(wǎng)絡保護，提升網(wǎng)絡安全性，給用戶提供更高品質的網(wǎng)絡體驗。

二、大帶寬高端專線的需要

家庭帶寬的迅速提升，用戶對流媒體的感官體驗不斷強化，使得個體對視頻的依賴性不斷增強，同時也推動企業(yè)的專線業(yè)務脫離純文本和語音形式，逐步轉向電子白板、會議電視等豐富的專線業(yè)務，這些業(yè)務既大幅削減了企業(yè)的出差成本，又為低碳環(huán)保做出了積極貢獻。而企業(yè)專線業(yè)務的豐富將對企業(yè)帶寬的迅速提升提出需求，促使企業(yè)專線帶寬不斷升級，告別原來的FE口，逐步向GE端口演進。

當前，為企業(yè)專線服務的城域網(wǎng)絡只有SDH網(wǎng)絡和路由器組網(wǎng)兩種模式。路由器組網(wǎng)由于QoS、安全性等問題，一般不會被企業(yè)高端專線選擇；而SDH網(wǎng)絡能提供物理隔離以及絕對的QoS保證、完善的網(wǎng)絡保護，這些都是高端專線的重要需求。因此，已有的企業(yè)高端專線大都是基于SDH網(wǎng)絡開通。但SDH網(wǎng)絡帶寬提供能力有限，難以滿足大量GE及以上大帶寬專線需求，數(shù)據(jù)網(wǎng)絡專線的QoS和網(wǎng)絡安全性也無法保障。而OTN網(wǎng)絡可以通過部署端到端波長、子波長業(yè)務開通專線，滿足大帶寬、高QoS、高網(wǎng)絡安全、物理隔離等要求，是大帶寬高端專線的最佳技術選擇。

三、面向未來的移動承載的需要

我們知道，一個擁有6000個基站的城市就約需要建設750個10GE接入環(huán)，50個100GE匯聚環(huán)。而100GE分組線卡在當前需要很高端的路由器才能支持，且由于100GE路由器無法自組網(wǎng)，還需要建設一張100GE的OTN/WDM配套網(wǎng)絡，這樣一來，網(wǎng)絡建設的成本和功耗都會很高。

在流媒體逐步為主導的上網(wǎng)體驗中，固定網(wǎng)絡的匯聚比尚且在不斷降低以提高用戶體驗，無線傳送網(wǎng)絡當然也不會用追求匯聚比來降低建網(wǎng)成本，而且，采用分組設備建設100GE匯聚層，更多是起到透傳的作用，不會做太多收斂，因此用100GE逐點匯聚的方式建網(wǎng)，成本和功耗都不理想。

而引入OTN，可以方便地把1個大型的PTN環(huán)網(wǎng)改造成多個PTN匯聚環(huán)網(wǎng)外掛接入環(huán)的方式，優(yōu)化IP RAN網(wǎng)絡架構。匯聚節(jié)點對業(yè)務進行收斂處理后，再通過OTN網(wǎng)絡直達骨干層，實現(xiàn)PTN扁平化，提升帶寬能力和QoS能力以及節(jié)約大量的光纖資源。

四、四川移動業(yè)務IP化、寬帶化推動城域OTN部署

四川移動全業(yè)務的全面發(fā)展和推進，多種類型的業(yè)務傳送需求呈爆炸式增長，傳送網(wǎng)要適應大顆粒、IP化、多業(yè)務接口接入的要求，四川移動鄉(xiāng)鎮(zhèn)節(jié)點的帶寬已由原有的FE逐步升級改造為GE，IP城域網(wǎng)的帶寬也從GE逐步升級擴容為10GE，原有SDH網(wǎng)絡帶寬已無法支撐現(xiàn)有業(yè)務發(fā)展。為此，四川移動逐步引入波分建設，以滿足GE以上的大顆粒業(yè)務承載。而伴隨城域網(wǎng)寬帶、移動制式、流媒體業(yè)務的高速發(fā)展，以及IP城域網(wǎng)結構的扁平化演進，城域OTN的建設需求也逐漸加大。因此，在建設省干波分網(wǎng)絡的同時，四川移動也開始部署城域波分網(wǎng)絡。

為了實現(xiàn)中心發(fā)達城區(qū)寬帶用戶的覆蓋，更多的管道資源被分配給FTTH接入網(wǎng)使用，但矛盾的是，接入網(wǎng)的帶寬提速帶來核心匯聚層面IP城域網(wǎng)更多數(shù)據(jù)鏈路的擴容，從而造成了一系列問題：

路由高“邏物比”：大量邏輯路由同一個物理路由，當物理路由中斷時，業(yè)務難以滿足電信級50ms倒換時間；網(wǎng)絡的扁平化，增加了BRAS與CR之間的路由長度，使光口成本增加。

保護能力弱：倒換響應時間慢；物理鏈路中斷容易造成數(shù)據(jù)擁塞。

光纜資源占用高：大量的GE、10GE、POS光口直連消耗了大量光纖；隨著FTTH部署，及移動網(wǎng)絡、IP業(yè)務的發(fā)展，部分區(qū)域已呈現(xiàn)出光纜資源緊張的現(xiàn)象；光纖建設和維護成本不斷增長。

經(jīng)過對比論證，四川移動采用OTN技術構建城域IP承載網(wǎng)，覆蓋所有重要端局節(jié)點，實現(xiàn)IP城域網(wǎng)大顆粒業(yè)務的高效承載。我們認為，OTN具備“大容量、靈活調度、可靠保護、高效管理”等特點，能夠更好滿足大顆粒IP業(yè)務的承載需求，實現(xiàn)業(yè)務層與物理層的隔離，提供更可靠的業(yè)務傳送。

五、城域OTN的多重優(yōu)勢

5.1 降低IP端口成本

IP城域網(wǎng)在采用OTN承載后，路由器可將昂貴的10G POS口更換為10GE光口與OTN對接，節(jié)省了大量的光口投資。同時，采用OTN網(wǎng)絡后，路由器不再需要長距離光口對接，均可采用短距離光口在局內直接與OTN對接，大大節(jié)省了IP城域網(wǎng)擴容投資。不僅如此，在后續(xù)的IP設備采購中，路由器采購短距光板，可節(jié)省投資，且實施簡單。以2014年涼山移動新增各類電路為例，采用OTN后，IP城域網(wǎng)統(tǒng)一采用短距光口承載在OTN網(wǎng)上后，相比之前采用光纖直驅的方式可節(jié)約101萬投資，如表1所示。

5.2 節(jié)約局間中繼光纜資源

IP城域網(wǎng)業(yè)務由OTN系統(tǒng)進行承載后，為四川移動節(jié)約了大量中繼光纜資源及其投資，表2以2014年新增各類電路規(guī)模為例，對節(jié)約中繼光纜投資情況進行測算。

5.3 提高帶寬資源利用率

相對于傳統(tǒng)的WDM技術，OTN引入業(yè)務交叉功能，實現(xiàn)線路側與支路側業(yè)務板件分離，同時可實現(xiàn)多種子速率業(yè)務的匯聚功能，大大提升了業(yè)務調度的靈活性，及帶寬的利用效率。同時，四川移動的業(yè)務主要為GE/2.5G/10GE，其中GE和2.5G業(yè)務可在10G波道中混傳，采用支線路分離設計支持共用支路板（TOM板），可有效節(jié)約投資，同時大大提升波道使用效率。

5.4 提升網(wǎng)絡安全性能

視頻業(yè)務和云計算等新技術的部署對網(wǎng)絡質量提出了更高的要求，一直以來，MSTP作為多業(yè)務的承載平臺，能夠提供靈活調度的2M業(yè)務、支持50ms的保護倒換，造就了一張高質量的傳送網(wǎng)?，F(xiàn)在，GE正逐步取代2M成為IP化傳送的基本顆粒，因此，保證大量GE的靈活調度和高質量的保護，成為云南電信引入城域OTN的初衷。

另一方面，市政建設和房地產(chǎn)市場的繁榮，對城域光纜的破壞作用日益明顯，頻繁的光纜故障是需要城域OTN這樣的傳送網(wǎng)來隔離的。不僅如此，光纜故障的恢復時間一般為6到8個小時，在這期間如果再次發(fā)生故障，對于整個城域網(wǎng)將是災難。OTN技術可提供多種保護方式，大大提升網(wǎng)絡運行可靠性，四川移動在主要發(fā)達城市城域網(wǎng)采用OTN組網(wǎng)，有效避免了現(xiàn)網(wǎng)邏物比過大的缺點，提升了全網(wǎng)的安全性。

六、構建一張無縫覆蓋的OTN網(wǎng)絡

四川移動城域OTN網(wǎng)絡已逐步形成一定規(guī)模，目前各地市現(xiàn)網(wǎng)還有一張覆蓋縣區(qū)節(jié)點的郊縣OTN網(wǎng)絡，在組網(wǎng)、調度、維護等方面，城域OTN與郊縣OTN都不是相互獨立的網(wǎng)絡，而是存在各個區(qū)域的業(yè)務跨網(wǎng)調度。因此，隨著本地網(wǎng)光纜的建設，后續(xù)將逐步形成MESH型網(wǎng)絡，將城區(qū)以及郊縣的各重要節(jié)點實現(xiàn)無縫連接。

具體而言，第一步將在中心城區(qū)核心局點組建一張OTN系統(tǒng)的MESH核心環(huán)，下掛匯聚層OTN系統(tǒng)，用于核心局點間的大顆粒業(yè)務調度；第二步將現(xiàn)有城區(qū)及郊縣OTN系統(tǒng)優(yōu)化拆環(huán)，降低單環(huán)節(jié)點數(shù)，上聯(lián)到核心環(huán)；同時補充兩個匯聚OTN環(huán)路，做到城區(qū)及郊縣重要匯聚節(jié)點的全覆蓋。

未來，我們還會進行OTN網(wǎng)絡接入層的延伸建設，在業(yè)務熱點區(qū)域逐步引入盒式OTN設備承接PTN設備，滿足重要客戶專線及OLT大顆粒業(yè)務承載。我們的最終目標是構建一張無縫覆蓋、靈活調度、安全可靠的OTN網(wǎng)絡，滿足大顆粒業(yè)務的靈活、端到端調度。