全光承載：實現光速互聯

王曉東

中興通訊E-OTN端到端整體解決方案

大視頻和5G的發展，將使網絡中帶寬的需求增長數百倍乃至上千倍，家庭接入2M帶寬時代已成為過去，百兆乃至千兆接入將成為大視頻和5G時代的“標配”。以4K視頻為例，單一4K終端需要的接入帶寬在50Mbps以上，即使在大視頻部署初期，按15%左右的4K用戶普及率計算，OLT上行帶寬都將達到2×10Gbps的水平。隨著大視頻業務的發展，這一帶寬的需求將增長5—20倍，OLT上行帶寬將達到100Gbps水平。同時，視頻體驗還需要保持較低的丟包率和較低的時延，這一近乎苛刻的要求已不是傳統的“光纖直驅”和分組傳送網能夠滿足的。人們需要一種全新的承載方案實現大視頻時代的高效承載。

同樣在5G領域，相比于4G時代，5G基站密度、頻譜利用率和頻譜寬度都大幅度提升，使得5G網絡帶寬需求增長數十倍甚至上百倍。同時為滿足車聯網、遠程醫療等場景的應用，從基站到核心網的傳送網端到端時延不能超過200?s，這種苛刻的時延要求將迫使網絡架構發生變化。大帶寬、低時延、高可靠，是新業務發展提出的核心需求，解決之道就是構建端到端的全光傳送網，實現所有業務的全光承載。

E-OTN引領OTN發展新時代

早期的OTN網絡用于提供大容量管道，通常應用于城域核心層或長途干線層。但由于新業務發展帶來了大帶寬、低時延和高可靠性的要求，OTN網絡必然逐步下沉，從核心干線層延伸到接入匯聚層，實現視頻、無線、政企專線等多種業務端到端的統一承載。

同時，隨著ICT技術的融合，虛擬化將成為未來通信網的演進方向，隨著CO重構，OTN需要下沉到CO點，從而實現各級vDC的互聯。但專用化的OTN和虛擬化的DC需要統一的管理以實現網絡的協同與資源利用率的提升，因此，OTN網絡在大容量剛性管道的基礎上需要實現彈性化的小顆粒業務承載，同時支持SDN網絡架構，實現和vDC的統一管理，使得網絡架構更富有彈性。綜合上述需求，中興通訊提出了E-OTN端到端整體解決方案，以適應新業務發展需求和未來網絡演進方向，助力運營商構建端到端全光傳送網，實現多業務統一承載。天線技術Massive MIMO、自包含幀結構、基于OFDM的可擴展波形技術、基于低時延的時隙結構以及先進的編碼與調制方案等新技術和新設計，完美應對5G挑戰。

End to end OTN

OTN端到端部署是未來網絡發展的必然趨勢。中興通訊E-OTN產品包括超大容量分組OTN設備ZXONE 9700 & ZXONE 8700以及定位于接入匯聚層的小型化OTN設備ZXMP M721。兩種設備涵蓋了從接入匯聚層到核心干線層全部的應用場景，構建了端到端的全光極速管道。

考慮到OTN端到端部署增加了運營商網絡規劃和運維管理的難度，中興通訊E-OTN提供全網規劃工具Top510，以實現E-OTN端到端業務快速規劃。統一網管系統U31可以實現業務視圖功能，實現E-OTN端到端業務快速開通、故障快速定位、設備統一管理。可以說，中興通訊E-OTN不僅提供了適應不同層次的OTN設備，更提供了端到端統一規劃、管理和運維的手段。

Elastic OTN

首先，從設備層面來看，要想實現網絡資源利用率提升，OTN原有的ODU0粒度顯得太大了，并且剛性管道對小顆粒業務缺少高效調度的手段。因此，OTN設備必須在剛性管道的基礎上實現對小粒度業務的彈性化承載。可以說，Elastic OTN是未來OTN演進的必然方向之一。中興通訊E-OTN設備采用通用信元交換技術，實現ODUK/PKT/VC的統一交叉，實現了對業務“剛柔并濟、高效承載”。

其次，從網絡架構層面來看，未來網絡需要將vDC和OTN統一管理，解決之道就是SDN技術。因此，OTN必須支持SDN技術，基于統一的編排層控制器實現功能的快速重構，使得網絡架構更具彈性，適應SDN/NFV技術的浪潮。端到端OTN網絡實現多業務承載，并具備SDN網絡架構。

中興通訊E-OTN在SDON（基于軟件定義的光網絡）方面一直走在行業前列，不僅研發起步較早，更完成了現網多次試商用。截止到2016年，中興通訊E-OTN在SDON方面與國內外眾多運營商實現了深入合作，包括中國移動、中國電信、中國聯通、沃達豐等，并已開啟了現網試商用進程。

Enhanced OTN

中興通訊E-OTN解決方案不僅順應網絡發展趨勢，更加關注運營商的切實利益。面對運營商的功耗壓力、機房壓力、運維壓力，中興通訊E-OTN提出了多種新技術，增強OTN設備實際部署能力，解決運營商現網中的實際難題。隨著OTN電交叉容量的提升，設備功耗也快速上升，已嚴重制約了OTN的實際部署，全光傳送網的實現，離不開OTN設備降功耗的舉措。因此，中興通訊E-OTN在多個維度提出了綠色降功耗解決方案。光模塊方面：E-OTN大量采用硅光集成技術，將原有光模塊相關的器件全部通過硅光工藝集成在同一硅基上，不僅實現了光模塊體積的減少更實現了功耗的大幅降低。核心芯片方面：得益于中興通訊在微電子技術方面的投入，E-OTN已開始大量采用自研的高性能芯片，新一代的E-OTN產品采用中興通訊微電子研究院最新的16nm芯片技術，芯片功能更強，功耗更低。整體散熱方面：E-OTN優化了設備散熱風道設計，實現了機柜內部散熱風道的精確切割，避免了冷熱風道的混合，從而提升散熱效率，降低風扇轉速，減少設備長期運行功耗。光電混合交叉的應用：光交叉技術的應用可以大幅度降低整網功耗，與電交叉相結合可以取長補短，既實現業務的靈活調度，實現了整網功耗的降低，又有利于網絡長期的演進。

如前文所述，光交叉技術是未來解決大容量業務調度和降低整網功耗的關鍵舉措。另外，為更好地滿足新業務對超低時延的要求，端到端的OTN網絡中應盡可能減少電層處理的次數，盡量做到光層串通，一跳直達。因此，光交叉技術成為全光網絡中調度節點的首選方案。目前光交叉的主要方案是ROADM（可重構的光分插復用模塊）。ROADM技術自問世以來一直受到連纖復雜、不易維護的困擾，尤其是隨著ROADM維數的提升以及CDC ROADM技術大規模應用，如何解決ROADM不易運維的難題成為光交叉技術商用部署的關鍵。中興通訊E-OTN開發了新型的“光背板”技術，將ROADM內部的尾纖連接集成在光背板上，這樣運營商的運維人員不必再進行復雜的光纖連接工作，從而解決ROADM連纖過多、不易維護的通病，為光電混合交叉技術大范圍應用掃清了障礙。

小結

在新業務不斷涌現的年代，E-OTN的推出把握住未來網絡的演進方向。端到端的OTN可以提供大容量、低時延的管道是運營商實現5G和大視頻部署的必然選擇；彈性的OTN平臺可以實現小粒度業務彈性承載，提高網絡中帶寬的利用率；性能增強的OTN設備實現了節能降功耗的飛躍，極大的降低運營商OPEX的支出。總之，E-OTN方案的推出既順應網絡變革的趨勢，又解決運營商當前難題，代表了OTN的發展方向。