OTN系統規劃和應用探討

徐海峰

【 摘要】 本文作者結合自身多年的OTN工程項目設計經驗，對OTN技術的優勢和設備類型進行分析，并重點介紹OTN系統網絡的波道規劃、保護方案、OTU配置等使用原則。

【關鍵詞】 OTN技術 波道規劃 保護方案 OTU配置

一、概述

隨著4 G通信、寬帶、互聯網電視、視頻業務的高速發展，通信運營商的光傳送網建設需要考慮大容量、可靠性、穩定性、靈活性、傳送顆粒多樣性等眾多因素。因此迫切需要一個新的技術來適應這種爆炸式增長的海量帶寬承載需求，于是OTN技術就應運而生了。本文對OTN在技術優勢、網絡波道規劃、保護方案、OTU使用原則等方面展開探討、研究，以更好的提升、推廣OTN技術運用。

二、OTN技術本質與優勢

2.1OTN技術本質

OTN是一種光傳送網體系，定義了新的幀結構、速率和映射方式，引入了波長/子波長交叉連接功能，為客戶信號提供在光層的傳送、復用、交換、監控和保護恢復。

OTN在技術層次上主要包括光傳送段層、光復用段層、光通道層等三個層面，為了解決客戶信號的數字監管問題，光通道層又分為光通道數據單元（ODUk）和光通道傳送單元（OTUk）兩個子層，類似于SDH技術的通道層和段層。

OTN在技術本質上來說，就是吸收了SDH和WDM的優點，并對其進行有效的組合、升華，同時完善了與業務顆粒傳送需求相適應的組網、保護等功能。

2.2 OTN技術優勢

OTN技術作為一種新型組網技術，相對傳統的SDH和WDM組網技術，主要有以下幾種技術優勢：

支持包括SDH、PTN、IP等多種業務封裝及透明傳輸

特有的電層和光層交叉、復用技術，支持2.5G至100G大顆粒的帶寬復用、交叉及調度。

強大的開銷和維護管理能力，可以同時監視端到端以及多個分段的組網性能。

強大的組網能力，支持點到點、鏈型、環型和網狀等組網方式，并可以與WDM、SDH設備共同組網，實現完整的城域傳送解決方案。

？ 強大的網絡保護能力，支持多種網絡級保護和設備級保護方式。

三、OTN設備類型

OTN設備根據技術原理主要分為以下4種功能模型，分別是具備OTN接口的WDM設備、具備電層交叉的OTN設備、具備光層交叉的OTN設備、同時具備光層和電層交叉的OTN設備；OTN設備根據實際應用場景又可以概括分別以下4種網元類型，分別是光終端復用OTM設備、光分插復用OADM設備、光線路放大OLA設備、電中繼REG設備。

四、OTN保護方案使用原則

4.1設備級保護

OTN設備自身提供完善的設備級保護，目前主要提供主控板1+1備份、交叉板1+1備份、輸入工作電源1+1備份保護，這些在工程應用中一般都會考慮標配，以最大可能保證設備主要公共單元板件正常運行。

4.2網絡級保護

OTN系統還提供完善的網絡保護機制，主要包括光線路保護、光通道保護和子網連接保護SNCP，具體分類如下表所示。

4.3保護方案使用原則

對于星型業務，業務顆粒比單波容量要小的時候，則建議使用ODUk SNCP 保護方案。

對于星型業務，業務顆粒與單波容量一樣大的時候，則建議使用基于單個光通道的1+1保護方案。

網狀網方式對資源的利用率較低，且配置方案成本較高，常規情況下應用較少，在特殊情況或者重要的節點間可以考慮使用。

對于具備光纜線路第二路由保護的段落，則可以考慮增加使用光線路側1+1保護方案。當然在組網線路上優先保證主用光纜滿足串行組網原則，即保證環網各節點的組網光纜全程沒有交叉路由，包括進出局光纜，有條件的盡量保證機房局前孔至機房ODF架全程也實現雙路由，最大程度保證線路組網安全。畢竟組網線路發生故障導致的網絡安全影響面遠遠大于板件或者設備造成的影響。

為了節省投資造價，對于那些在數據層面已經提供保護的數據業務或者類似SDH自身已經提供環網保護的一般業務不建議在OTN系統層面再進行主備保護。當然在實際工程應用中，需根據網絡規模、業務等級、建設成本以及客戶硬性要求等方面綜合考慮，靈活選擇一種或者多種保護方案。

五、OTN的OTU的使用原則

對于OTN系統而言，投資的花費主要集中在OTU和交叉模塊，合波、分波以及必配的硬件系統占的投資比重較小。結合節能減排以及長遠投資考慮，在OTN建設時，骨干及省干層面在有條件情況下，盡量一步到位建設80波100G或者更大容量系統，在匯聚或者接入層可以適當降低要求考慮建設小容量40波10G系統。

由于OTN網絡設備獨有的系統架構，推出了一個支路和線路的概念，類似SDH的支路和線路的概念。這樣對于一個OTN網絡的OTU使用就比傳統波分要靈活也要復雜。

對于點對點開通業務顆粒等同于系統單波容量時，則直接使用采用了OTUk適配的支線路合一OTU板，否則使用支線路分離的OTU板件，同時在選擇硬件配置時，選用端口集成密度大的板件。從長遠考慮，可以節約建設投資。

5.1支線路合一的OTU

該類單板與傳統波分的OTU的功能一樣，通過調制技術，將客戶側的白光調制成波分側的彩光。

5.2支線路分離的OTU

在OTN中引入了交叉概念，把客戶側和波分側模塊進行分離設計（客戶側，有時也稱支路側；波分側，有時也稱線路側），以提供靈活的業務配置、端到端子波長業務調度、簡化網絡規劃、有效降低工程造價（支線路合一的OTU都對應支持特定業務，如客戶業務接口變更則需更換不同的OTU。OTN引入交叉技術，使得支路側和線路側分離設計得以實現，今后升級或者變更業務時，只需更換支路側接口板件即可）。

基于OTN的WDM相對于傳統WDM，如同SDH相對于PDH，更適合于分布式的、子波長業務為主的網絡系統使用；但為了提升組網配置靈活性的同時，也會相應提升工程造價。

六、OTN波道規劃原則

OTN環網的波道規劃需要綜合考慮實際網絡的規模、業務的顆粒、業務的等級等因素，OTN動態電層調度功能對網絡波道的多樣性規劃提供了強大的技術依托，獨有的電交叉模塊使得網絡波道利用率大大得以提高。波長分配原則如下：

6.1第一原則

波道使用盡量按照中心頻率從低到高依次使用，這樣可以有效保證系統的單波性能，以及有利于后期擴容時各通道的功率平坦。

6.2第二原則

優先為同源同宿的主用、備用以及環網業務分配使用相同的波長資源。（1） 對于基于單個光通道的1+1保護業務，工作波長和保護波長則使用相同的波長資源，保證單波最高利用率，同時實現工作路徑和保護路徑不同路由，有效保護業務。（2）對SDH或PTN等成環業務，原則上要為這些區段空間不會重復的業務分配相同波長資源，減少波長沖突可能性，提升波長利用效率。

6.3第三原則

優先分配波道供全網長路徑的業務使用，規劃完該部分波道后，對于短跨段的業務可以根據總體波道剩余區間靈活規劃。

6.4第四原則

對于需要配置中繼的業務，則優先分配相同的波長供整條業務使用。如果中繼前后分配的波長不同則會導致OTU配置也不同，不易于管理和維護。在實際工程應用中盡可能將中繼板件集中配置在少量條件好的站點上，便于集中、綜合管理以及維護。

6.5第五原則

在系統建設初期，或是剩余波長足夠充裕的情況，可以按照WDM的傳統波道規劃方式，采用點到點方式開通獨占波道。當剩余波道比較緊張的情況下，可以考慮采用共享波道來實現業務開通。

6.6第六原則

對于多跨段、長距離的業務，或是OSNR值已經接近臨界的業務，也可以使用共享波道來完成業務的中繼，以此節約中繼投資。

結束語：本文充分考慮OTN系統網絡規模、業務顆粒、業務等級、建設成本等多方面需求，提出相應的OTN系統在波長規劃、保護方案、OTU配置等方面的使用原則，對通信運營商在建設OTN傳送網方面具有一定的參考意義。

參 考 文 獻

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