100G OTN在本地傳送網中的應用策略

曾琦良

【摘要】 本文簡單介紹項目管理和成本控制的概念，傳輸管線工程的成本各項組成部分及在總成本中所占的比重，分析影響傳輸管線工程建設成本的各部分的因素；詳細敘述了在工程各個階段中對成本進行有效控制的具體措施。

【關鍵詞】 傳輸 管線 成本控制

通信帶寬的需求正迎來一個前所未有的時代。4G移動互聯網、在線高清視頻、在線游戲、電子商務、云儲存云計算、物聯網、以及企業專線等各種新興業務的爆發式增長，對底層傳送網提出了極大的挑戰，舊有的10G/40G系統已經無以為繼。同時，新一代的100G OTN系統在理論及硬件上均已成熟，標準制訂、設備開發、系統調試已相繼完成。在帶寬需求不斷增長的壓力推動下，100G OTN網絡正大踏步走向全面商業化的時代。

目前，100G OTN系統已在干線傳送網中規模部署，毫無疑問，100G OTN系統在大型本地傳送網的部署將指日可待。本文從100G OTN技術背景和本地傳送網業務需求入手，將從設備選型、業務保護通路配置、混傳及配電散熱方面探討100G OTN系統在本地傳送網中的應用策略。

一、背景

1.1 100G OTN系統技術背景

早在2010年左右，IEEE、ITU-T、OIF等就分別對100G系統以及 OTN技術做出了相關標準的制訂，并且得到了設備商的支持與推動，這為100G OTN系統的發展打下了堅實基礎。

2012年，100G網絡開始在部分歐美地區展開規模化商用部署；同年在國內，三大運營商也陸續開始了對100G的實驗室測試。其中，中國移動在2012年4月啟動了最大規模的測試，并在隨后6月選取了杭州到福州的國家干線率先試點開通干線100G傳送網，截至當前，100G OTN已在省內干線大規模應用。運營商之所以如此積極地推動骨干網絡的升級換代，很大程度是由于日益增長的業務流量與網絡帶寬等的壓力。而對大中型城市來講，本地傳送網同樣面臨流量增長帶來的巨大挑戰。因此，隨著骨干網絡部署工作的順利推進，100G OTN在本地網絡的規模化應用已可展望。

1.2 本地傳送網特點

本地城域網屬于大收斂比網絡，然而在網絡應用由簡單的網頁和郵件的時代逐漸轉向在線視頻，數據量增大的同時，流量特點也由離散變成連續，匯聚交換機和匯聚路由器的價值已大大減弱，網絡趨向于扁平化。

另外，同一數據平面承載多種業務，也給核心層帶來很大壓力。如果仍采用WDM網光纖直驅的建設模式，將使得光纖、管道、交接箱等資源快速枯竭，同時也不能充分發掘現有設備潛力；此外，傳統WDM系統中不做數據配置，各業務分配的通道/波長固定，調度困難，也難以應付多業務運營需求。

100G OTN支持波長可調諧、支線路分離的OTU，在組網和網絡規劃方面的靈活性大大增加，可根據需要預先部署帶寬池，再根據業務端配置相應板卡，快速滿足業務需求，同時業務顆粒發生變化時，也能迅速更換板卡滿足要求，同時回收原有帶寬資源，有利于業務更改與擴容。

二、100G OTN在本地傳送網中應用的必要性和可行性

2.1 必要性

在典型的全業務城域網傳送網中，其承載的主要業務帶寬需求如下表：

全業務運營后，近期和遠期對于匯聚和核心層的帶寬需求在100G之上。

與當前主流的10G/40G OTN相比，在網絡切面流量超過100G時，100G OTN系統在單位帶寬成本和單位帶寬功耗上占優。

2.2 可行性

在100G發展初期，ITU-T、IEEE、OIF等標準組織已就100G接口、模塊、調制接收方式、OTU幀結構進行了標準化定義，促進了整個100G產業鏈的快速成熟。

100G 系統采用了相干PDM QPSK碼型技術，其最大特點是色度色散和DGD不受限，系統設計主要受限的參數為光纖衰減，因此在新建系統中，不需要配置DCM模塊，系統設計相比10/40G更簡單。

在成功部署10G/40G系統的光纜網絡上，部署100G OTN系統不存在限制。同時，截至目前，100G產業鏈也已經完全成熟，主流設備商具備了大規模供貨能力。

三、引入策略與部署方案

3.1 設備選型

城域網業務發展迅速，流向復雜，業務變更調整頻繁，核心節點之間調度需求大增，對工程建設周期和業務開通周期更加敏感，由此建議：

引入大容量OTN交叉設備

城域核心節點尤其是超核節點之間超大容量需求明顯，建議直接在城域網核心節點引入成熟商用的大容量OTN交叉設備（至少在1T交叉容量以上），邊緣節點引入中等容量OTN交叉設備（至少在300G交叉容量以上）。

設備要求

線路帶寬資源規劃適當存量，減少工程建設周期和業務調測開通時間，滿足業務快速開通和業務的快速調整；

由于城域網核心層數據以GE、10GE、2.5G PoS、10G PoS、40G為主，因此需要設備支持ODU0/1/2/3交叉。

接口IP化

城域核心路由器直接出以太網接口，例如GE/10G WAN/10G LAN，經OTN封裝傳送，無需配置長距離模塊，節約成本；

實現10G和2.5G以下低速客戶接口的歸一化化工作，降低維護難度，減少備件，尤其是全網采用10G POS/10GE業務的統一單板可加快路由器10G POS向廉價的10GE LAN接口轉換。

3.2 通路組織

為提高網絡生存性，同類型業務或采用負荷分擔的業務盡量利用兩個平面的傳輸網絡進行承載；緊密結合業務網電路組織原則，采取安全合理的通路安排策略，保證業務網電路端到端的可靠性；WDM光通道1+1安排以主備用物理路由距離最短，節點最少為原則，但應避免組成1+1保護的兩條光通道（包括進局段）出現“同路由”的問題。

在OTN局站配置ODF，既可作為光調度用，也可用來終端外線光纜，所配連接器類型為FC/PC型。作為光調度用時可用于WDM設備與業務系統設備的連接，或WDM設備間各轉接波道的連接及業務系統設備光支路接口與業務信號的連接等；ODF/DDF數量按滿足本期所配OTU/SDH業務卡板數量配置，型號選擇與機房原有型號一致，以保證機房美觀和易于維護。

3.3 業務保護

對于承載SDH的波道，由于SDH系統本身具備50ms內的保護能力，因此不需要WDM層面提供保護。

隨著網絡IP化的引進，大量的數據網業務將大量消耗WDM系統的波道資源。考慮到IP網并不具備SDH系統的快速保護能力，因此需根據不同運營商的組網原則，對需要保護的IP業務提供WDM系統保護。

對于組網架構已考慮電路保護且安全需求等級要求不嚴的業務需求專業（如CMNET），在波分系統中可不配置保護；其他專業電路需求采用基于OTN標準的光通道1+1保護；當IP網絡結構簡單且光纜物理路由豐富、邏輯鏈路與相互獨立的物理路由接近1：1時，可以僅采用IP層保護技術。

3.4 混傳

在當前城域網傳送網WDM系統以10G/40G為主，在光纜資源緊張的情況下，可通過共用光層混傳方式快速開通100G 組網。100G 與10G/40G混傳時，需重點考慮一些方面：

10G 和100G 混傳一般有1-4個跨段，傳輸代價相對較小。混傳時需要規劃好波道，并預留一定的系統OSNR余量。

40G與100G混合傳輸時，無論傳輸距離如何，都不存在任何OSNR傳輸代價，可以任意進行混合傳輸；但100G與其他40G編碼混合傳輸時，光層的傳輸距離主要受限于40G系統，40G的編碼方式對光纖的色散、DGD要求較高，但在站點部署時，由于100G的OSNR容限要比40G系統高1.5 dB左右，OTM到OTN站之間的距離要充分考慮到100G的傳輸能力；因此在系統設計時，DCM按照40G要求部署，OSNR按照100G要求部署，同時提前做好波道規劃。

然而，由于100G系統實現的傳輸技術與10G、40G區別較大，為保證傳輸系統性能，同時節約系統綜合成本，建議盡量少采用多種速率混傳方案。

3.5 配電和散熱

盡管100G系統單比特能耗將進一步降低，但由于集成度提升，單OTN子架功耗將會進一步上升，將對傳輸機房供電與散熱帶來巨大挑戰，以華為OSN9800 U64子架為例，單子架最大典型功耗達12.7kw（典型配置：30×TNU1N402+18×TNV1T402C01+14×TNV1XCS+2×TNU1CTU+20×TNV1PIU+1×TNV1EFI+8×風機盒），若按此功耗計算，當前傳輸機房的配電及散熱條件很難滿足100G OTN部署。

在配電時，可根據設備的分區供電設計方案，設備不同分區由同一電源系統的不同配電柜供電，減輕列柜配電壓力的同時分散供電風險，采用此方案在工程竣工時，需做好便于維護的詳細交工資料，以便于日后維護。

對于新建傳輸機房，可通過增加配單容量和預留足夠空調制冷量，來應對功率密度的大幅提升。對于大部分現有機房，則需通過優化機柜布局，如將少量大功耗機柜分散布放，從而充分利用周邊低功耗機柜的冗余散熱能力。也可通過對現有空調出風口進行精確送風改造，加裝導風管以及在機柜入風側加裝密封后蓋，將冷風直接導入設備機柜，充分利用空調系統存量制冷量，保證高密度OTN子架散熱安全。

四、結束語

100G OTN技術已經成熟，當前已在干線傳送網中規模應用，由于100G OTN在單比特成本和功耗上的優勢，隨著網絡流量的激增，100G OTN的部署延伸至本地傳送網將成必然。相對于干線網絡，本地傳送網將涉及更多節點，承載業務類型更豐富，對維護工作提出更高要求，同時規模部署對于機房配電和散熱帶來更大挑戰，望通過上文分析，為100G OTN系統在本地傳送網的部署提供參考。

參考文獻

[1]運營商寬帶城域網 100Gbit/s技術演進探討.電信技術， 2013（12）