廣電省干傳輸建設(shè)OTN模式探討

李興毅，陸大慶，賀 鯤

（云南廣電網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)有限公司，云南 昆明 650000）

廣電省干傳輸建設(shè)OTN模式探討

李興毅，陸大慶，賀 鯤

（云南廣電網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)有限公司，云南 昆明 650000）

云南廣電網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)有限公司目前基本完成全省一張網(wǎng)整合，實(shí)現(xiàn)全省廣電網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通、全程全網(wǎng)，但在業(yè)務(wù)發(fā)展中遇到省干傳輸瓶頸。結(jié)合現(xiàn)有光纖網(wǎng)絡(luò)資源，考慮未來(lái)業(yè)務(wù)對(duì)傳輸高顆粒和高帶寬化發(fā)展的趨勢(shì)，著眼干線傳輸技術(shù)發(fā)展方向和建設(shè)、運(yùn)營(yíng)成本的控制，采用100G OTN系統(tǒng)模式建設(shè)新的云南省干傳輸網(wǎng)，為云南廣電下一步業(yè)務(wù)發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

廣電；傳輸；OTN

【本文獻(xiàn)信息】李興毅，陸大慶，賀鯤.廣電省干傳輸建設(shè)OTN模式探討[J].電視技術(shù)，2015，39（2）.

云南廣電網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過(guò)多年的努力，已基本實(shí)現(xiàn)全省一張網(wǎng)的整合目標(biāo)，在云南廣電網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)有限公司的領(lǐng)導(dǎo)下實(shí)施了全省統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)、統(tǒng)一經(jīng)營(yíng)管理、統(tǒng)一技術(shù)業(yè)務(wù)、統(tǒng)一戰(zhàn)略規(guī)劃的“四個(gè)統(tǒng)一”。今年云南廣電網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)提出了以“管理服務(wù)水平全面升級(jí)、業(yè)務(wù)形態(tài)及業(yè)務(wù)發(fā)展能力全面升級(jí)、平臺(tái)系統(tǒng)干網(wǎng)技術(shù)升級(jí)、人員素質(zhì)全面升級(jí)”為抓手，進(jìn)一步改進(jìn)管理方式、營(yíng)銷手段、技術(shù)水平、服務(wù)能力的目標(biāo)任務(wù)。力爭(zhēng)通過(guò)不斷的努力，把云南廣電打造成信息綜合運(yùn)營(yíng)商。

1 網(wǎng)絡(luò)資源整合、業(yè)務(wù)發(fā)展的瓶頸

云南基本完成全省廣電網(wǎng)絡(luò)資源整合任務(wù)，實(shí)現(xiàn)了全省廣電網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通、全程全網(wǎng)。現(xiàn)在使用的省干傳輸網(wǎng)絡(luò)是2006年建設(shè)的華為40×2.5 Gbit/s DWDM系統(tǒng)，已開(kāi)通3波2.5 Gbit/s傳輸省中心至15個(gè)州市業(yè)務(wù)，其中2波承載MSTP網(wǎng)、1波承載IP網(wǎng)。但是隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展，省干傳輸資源已被用盡，新增加的數(shù)字高清節(jié)目只能傳到部分州市平臺(tái)，數(shù)據(jù)寬帶業(yè)務(wù)省中心出口帶寬充足卻傳輸不到州市平臺(tái)，規(guī)劃中的互動(dòng)業(yè)務(wù)也沒(méi)有資源傳輸?shù)街菔衅脚_(tái)等問(wèn)題，已凸顯出省干傳輸成為業(yè)務(wù)發(fā)展的重要瓶頸。

云南廣電網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)針對(duì)這一問(wèn)題，按照樹立“廣電高清”、“廣電寬帶”、“廣電互動(dòng)”三大品牌的目標(biāo)，組織梳理了現(xiàn)有和規(guī)劃業(yè)務(wù)對(duì)省干傳輸容量的要求，以及業(yè)務(wù)對(duì)傳輸高顆粒和高帶寬化發(fā)展的趨勢(shì)，著眼干線傳輸技術(shù)發(fā)展方向和建設(shè)、運(yùn)營(yíng)成本的控制，最終認(rèn)為按照100 Gbit/s OTN模式建設(shè)新的省干傳輸系統(tǒng)是最佳的選擇。

2 OTN技術(shù)

OTN即光傳送網(wǎng)，是以波分復(fù)用技術(shù)為基礎(chǔ)、在光層組織網(wǎng)絡(luò)的傳送網(wǎng)，是面向未來(lái)的骨干傳送網(wǎng)。OTN是通過(guò)G.872、G.709、G.798等一系列ITU-T的建議所規(guī)范的新一代“數(shù)字傳送體系”和“光傳送體系”，與基于VC12/VC3/VC4交叉調(diào)度的SDH相比，OTN具有大顆粒業(yè)務(wù)調(diào)度傳送的能力且易于配置和管理，同時(shí)能部分解決現(xiàn)有WDM系統(tǒng)故障定位困難、組網(wǎng)方式簡(jiǎn)單、組網(wǎng)能力有限等缺點(diǎn)[1-3]。

OTN技術(shù)的優(yōu)勢(shì)包括：

1）支持現(xiàn)有多種信號(hào)封裝，實(shí)現(xiàn)透明傳輸

基于ITU-T G.709的OTN幀結(jié)構(gòu)可以對(duì)現(xiàn)有的ATM、SDH、以太網(wǎng)等信號(hào)進(jìn)行映射，實(shí)現(xiàn)透明傳輸。

2）具有大顆粒業(yè)務(wù)的交叉和傳送能力

OTN目前定義的電層帶寬顆粒為光通路數(shù)據(jù)單元（ODU k，k=1，2，3），即ODU1（2.5 Gbit/s）、ODU2（10 Gbit/s）和ODU3（40 Gbit/s），光層的帶寬顆粒為波長(zhǎng)，對(duì)高清視頻和數(shù)據(jù)等高帶寬業(yè)務(wù)的交叉和傳送效率顯著提升，與原來(lái)的SDH、MSTP設(shè)備相比光接口對(duì)接速率和端口使用效率更具有顯著優(yōu)勢(shì)。

3）全面的信號(hào)檢測(cè)能力

系統(tǒng)提供端到端的性能管理和網(wǎng)絡(luò)分層管理，當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，通過(guò)告警相關(guān)性分析，使用告警抑制功能，只上報(bào)與故障直接相關(guān)的告警；通過(guò)告警屬性，直接找到故障點(diǎn)，快速進(jìn)行定位，保障故障及時(shí)排除。

4）完善的設(shè)備保護(hù)方式

OTN設(shè)備比原有的干線傳輸設(shè)備保護(hù)方式更完善，能力更強(qiáng)大，支持設(shè)備級(jí)和網(wǎng)絡(luò)級(jí)保護(hù)，如光線路保護(hù)、板內(nèi)1+1保護(hù)、客戶測(cè)1+1保護(hù)、SW SNCP保護(hù)、支路SNCP保護(hù)、VLAN SNCP保護(hù)、DBPS保護(hù)、ODU k環(huán)保護(hù)、光波長(zhǎng)共享保護(hù)。另外，還支持基于以太網(wǎng)的環(huán)網(wǎng)保護(hù)、STP保護(hù)、LAG組保護(hù)、LPT保護(hù)、MPLS保護(hù)、ETH-OAM等。

3 云南廣電省干傳輸OTN系統(tǒng)建設(shè)

云南廣電省骨干光傳輸網(wǎng)建設(shè)以現(xiàn)有的省干傳輸網(wǎng)光纜路由和節(jié)點(diǎn)設(shè)置來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。計(jì)劃在每州市設(shè)置一個(gè)節(jié)點(diǎn)，共16個(gè)節(jié)點(diǎn)，其中昆明為省中心核心節(jié)點(diǎn)，其他15個(gè)州市為接入節(jié)點(diǎn)。云南省骨干光傳輸網(wǎng)建設(shè)將使用2芯光纜環(huán)形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，采用40×100 Gbit/s OTN技術(shù)構(gòu)建大容量網(wǎng)絡(luò)傳輸平臺(tái)，省中心核心節(jié)點(diǎn)與15個(gè)州市的初期傳輸帶寬均為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)100 Gbit/s，總可用傳輸容量達(dá)到1 500 Gbit/s。

3.1 省干OTN系統(tǒng)設(shè)計(jì)組網(wǎng)

省干OTN系統(tǒng)設(shè)計(jì)組網(wǎng)如圖1所示。

圖1 省干OTN系統(tǒng)設(shè)計(jì)組網(wǎng)

省干OTN系統(tǒng)采用多環(huán)結(jié)構(gòu)，包括6個(gè)環(huán)，分別是：

1）西環(huán)，昆明（廣電機(jī)房）—楚雄—大理—保山—臨滄—普洱—玉溪—昆明（廣電機(jī)房）。

2）東環(huán)，昆明（廣電機(jī)房）—蒙自—文山—曲靖—昆明（廣電機(jī)房）。

3）西小環(huán)，保山—六庫(kù)—德宏—保山。

4）西北環(huán)，大理—麗江—香格里拉—大理。

5）東北環(huán)，曲靖—昭通—曲靖。

6）西南環(huán)，普洱—版納—普洱。

3.2 網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)方案

本次省干傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)配置OTM站點(diǎn)16個(gè)，OLA站點(diǎn)29個(gè)，其中昆明、曲靖、大理、保山、普洱5個(gè)重要節(jié)點(diǎn)配置集中電交叉和光交叉，節(jié)點(diǎn)設(shè)備選用了新一代大容量OTN設(shè)備，支持1.6T/3.2T電交叉容量，支持9個(gè)方向的光交叉，使用C波段40×100 Gbit/s系統(tǒng)，電層采100 Gbit/s相干技術(shù)的100 Gbit/s OTU單板，并且網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)充分考慮后續(xù)網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展性，未來(lái)擴(kuò)容只需要增加OTU即可實(shí)現(xiàn)平滑擴(kuò)容，且能夠平滑升級(jí)到80×400 Gbit/s系統(tǒng)。

3.3 網(wǎng)絡(luò)保護(hù)方案

3.3.1 網(wǎng)絡(luò)級(jí)保護(hù)

本項(xiàng)目網(wǎng)絡(luò)保護(hù)方式采用ODU k SNCP保護(hù)，保護(hù)原理如圖2所示。

圖2 ODU k SNCP保護(hù)原理

ODU k SNCP保護(hù)主要用于對(duì)跨子網(wǎng)業(yè)務(wù)進(jìn)行保護(hù)，不需要協(xié)議。ODU k SNCP可用于各種形式的組網(wǎng)，具有較大的靈活性。

在工作子網(wǎng)信號(hào)失效時(shí)，ODU k SNCP實(shí)現(xiàn)原理如下：

如圖2所示，在倒換前，源端（NE A）通過(guò)工作子網(wǎng)和保護(hù)子網(wǎng)將業(yè)務(wù)信號(hào)雙發(fā)到宿端（NE B），宿端選收工作子網(wǎng)對(duì)應(yīng)的業(yè)務(wù)信號(hào)。

當(dāng)某個(gè)方向的宿端（NE B）線路板檢測(cè)到工作子網(wǎng)上的信號(hào)失效后，向主控板上報(bào)工作子網(wǎng)信號(hào)失效。

如圖3所示，NE B的主控板判斷工作子網(wǎng)信號(hào)失效而保護(hù)子網(wǎng)信號(hào)正常后，交叉板完成保護(hù)子網(wǎng)和業(yè)務(wù)宿端的交叉連接，從而接收保護(hù)子網(wǎng)業(yè)務(wù)。

圖3 ODU k SNCP保護(hù)（倒換）

本項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)方式以昆明至曲靖的業(yè)務(wù)為例，其業(yè)務(wù)路由如圖4所示。

圖4 昆明至曲靖業(yè)務(wù)路由

昆明至曲靖開(kāi)通1波100G通道，工作通道和保護(hù)通道分別走兩個(gè)不同路由。同時(shí)，昆明至嵩明方向、昆明至宜良方向各配置一塊線路側(cè)OTU板（NS4）和一塊10×10GE支路板（TTX），曲靖至師宗方向、曲靖至嵩明方向各配置一塊線路側(cè)OTU板（NS4）和一塊10×10GE支路板（TTX），實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)板卡的1+1冗余配置。通過(guò)ODU k SNCP保護(hù)可對(duì)合分波器、光放大器、光纜、OTU、主控板及交叉板等實(shí)現(xiàn)保護(hù)。

板卡組成及業(yè)務(wù)流向如圖5所示。

圖5 板卡組成及業(yè)務(wù)流向示意圖

3.3.2 設(shè)備級(jí)保護(hù)

本次投標(biāo)的設(shè)備提供交叉板1+1保護(hù)、主控1+1保護(hù)、時(shí)鐘1+1保護(hù)、輸入電源保護(hù)、風(fēng)扇冗余保護(hù)、子架間通信保護(hù)。

3.4 超長(zhǎng)段和多跨段解決方案

3.4.1 超長(zhǎng)段解決方案

本項(xiàng)目存在大衰耗跨段較多：六庫(kù)—東風(fēng)橋段，單跨130.2 km，4 dB的光纜富裕度衰耗為39.6 dB；騰沖—德宏段，單跨139.4 km，4 dB的光纜富裕度衰耗為41.8 dB。超長(zhǎng)段設(shè)計(jì)方案如圖6所示。

發(fā)端采用大功率放大器，不降低系統(tǒng)性能的前提下，單波調(diào)整+7 dB發(fā)送，接收端采用混合型高增益放大器R201/ R106，對(duì)光纖線路沒(méi)有特殊要求，接收光功率門限-42 dB，配合采用100G相干技術(shù)的線路側(cè)板件，完成光層方案設(shè)計(jì)，該長(zhǎng)跨段OSNR為21.6 dB，高于OTU的OSNR容限。

3.4.2 多跨段解決方案

本項(xiàng)目中所有業(yè)務(wù)均無(wú)需增加電中繼，以昆明—玉溪為例，業(yè)務(wù)遠(yuǎn)距離路由經(jīng)過(guò)了16個(gè)跨段，總長(zhǎng)度1 481 km，是本項(xiàng)目跨段最多，距離最長(zhǎng)的業(yè)務(wù)。通過(guò)先進(jìn)的100G軟判技術(shù)，無(wú)需增加電中繼就可實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)傳輸。本條業(yè)務(wù)OS?NR值如表1所示。

100 Gbit/s傳輸技術(shù)采用了業(yè)界主流的PDM QPSK碼型技術(shù)，所實(shí)現(xiàn)的100 Gbit/s ePDM-QPSK方案采用DSP和具有超強(qiáng)糾錯(cuò)能力的高性能ASIC芯片，以及獨(dú)特的非線性效應(yīng)抑制技術(shù)，具有優(yōu)異的性能和傳輸效率。100 Gbit/s相干電處理傳輸設(shè)備應(yīng)用于核心網(wǎng)和長(zhǎng)途骨干網(wǎng)，既可解決核心路由器之間100 Gbit/s客戶側(cè)端口互聯(lián)，也可用于STM-64/ STM-256/10GE/40GE等低速業(yè)務(wù)匯聚到100 Gbit/s波長(zhǎng)通道內(nèi)傳輸，提高客戶光纖的帶寬利用效率，同時(shí)滿足超長(zhǎng)距傳輸需求。

圖6 超長(zhǎng)段設(shè)計(jì)方案

表1 昆明—玉溪業(yè)務(wù)OSNR值

3.5 良好的兼容性

1）多種交叉顆粒兼容：OTN系統(tǒng)目前已經(jīng)可以支持ODU0/1/2//2e/3/4/flex多種顆粒交叉，均由同一交叉板實(shí)現(xiàn)。

2）40波/80波系統(tǒng)兼容：OTN設(shè)備40波與80波完全兼容，現(xiàn)有40波系統(tǒng)無(wú)需更換任何硬件就可平滑升級(jí)到80波，所有的OTU均支持40波和80波。

3）所有業(yè)務(wù)的線路板兼容：OTN系統(tǒng)不論承載何種業(yè)務(wù)，均配置完全統(tǒng)一的線路板，線路板的配置與業(yè)務(wù)種類完全無(wú)關(guān)，大大提高了組網(wǎng)的靈活性。

4）100Mbit/s～2.7 Gbit/s業(yè)務(wù)接入兼容：OTN設(shè)備設(shè)計(jì)了強(qiáng)大的歸一化兼容接入單板，目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)100 Mbit/s～2.7 Gbit/s任意業(yè)務(wù)的統(tǒng)一接入，大大降低了管理和維護(hù)的難度，同時(shí)減少了投資風(fēng)險(xiǎn)。

5）10 Gbit/s任意業(yè)務(wù)接入兼容：OTN設(shè)備10 Gbit/s速率業(yè)務(wù)接入單板支持接入任意協(xié)議業(yè)務(wù)，包括10 Gbit/s SDH、10 Gbit/s POS、10GE LAN、10GEWAN、FC10G等。

6）設(shè)備子架槽位完全兼容：OTN設(shè)備所有子架均可以支持安裝光層單板或者電層單板，而且所有對(duì)支路和線路的安裝槽位不進(jìn)行區(qū)分，支持混合插板。

3.6 網(wǎng)絡(luò)管理方案

網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)此次省干OTN設(shè)備的統(tǒng)一管理，具備強(qiáng)大的網(wǎng)元層、網(wǎng)絡(luò)層管理功能。關(guān)鍵特性如表2所示。

4 小結(jié)

100 Gbit/s OTN系統(tǒng)很好地解決了一直困擾云南廣電網(wǎng)絡(luò)的省干傳輸瓶頸問(wèn)題，為下一步將省中心平臺(tái)的數(shù)字電視高清節(jié)目、互動(dòng)點(diǎn)播節(jié)目、寬帶業(yè)務(wù)和專網(wǎng)業(yè)務(wù)傳輸?shù)街菔蟹制脚_(tái)，傳送到用戶端提供了有力保障。同時(shí)100 Gbit/s OTN系統(tǒng)建設(shè)、運(yùn)維成本也低于原有DWDM系統(tǒng)擴(kuò)容運(yùn)維費(fèi)用，本次省干傳輸建設(shè)OTN模式成為云南廣電網(wǎng)絡(luò)項(xiàng)目建設(shè)的典范案例。

表2 網(wǎng)絡(luò)管理方關(guān)鍵特性

[1] 李允博.光傳送網(wǎng)（OTN）技術(shù)的原理與測(cè)試[M].北京：人民郵電出版社，2013.

[2] 王曄，苗臣冠.新一代傳送網(wǎng)OTN[J].通信技術(shù)，2009（5）：152-154.

[3]趙濤.面向未來(lái)光傳送網(wǎng)（OTN）技術(shù)[J].電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化，2001（1）：52-57.

責(zé)任編輯：許 盈

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