OTN設備組網技術

高巖

摘要

OTN是目前光纖通信中的主流，在網絡結構中是骨干，OTN設備組網是一項系統工程，需要考慮很多因素，本文著重探討了其比較關鍵的幾個點，希望有一定參考價值。

【關鍵詞】OTN 光纖 組網 關鍵

OTN，Optical Transport Network即光傳送網，這是一種在WDM（即波分復用）基礎上發展的起來的第三代數字傳送網，目前是網絡結構當中的骨干傳送網。5G時代即將來臨，這給OTN的發展帶來了機遇，同時也有挑戰，隨著超高速光通信網絡需求增加，打造優質的OTN網絡非常關鍵。

1 背景分析

目前是互聯網+時代，對于網絡傳輸具有非常高的要求。隨著以太網專線以及家庭寬帶業務的迅猛發展，運營商面臨著帶寬消耗與資源緊缺矛盾激化的問題。特別是目前5G時代越來越近，從最新的消息看，5G第一階段全功能標準化工作已經完成，商用即將到來。5G相比4G更注重更快的速度、更多的用戶容納量，更低的網絡延時。

OTN在目前作為網絡中的骨干傳送網，它是一種剛性帶寬通道，網絡接口固定速率，但是其可擴展性非常理想，可提供大寬帶，而且其本身網絡延時就比較低，在5G時代基本可以滿足要求，尤其是隨著OTN網絡的SDH（軟件定義光網絡）化后，兼具SDH和WDM的技術優勢，可提供海量帶寬，快速靈活的業務調度和完善的OAM，現在OTN己經開啟40OG速率的時代，并向400GAT等傳輸技術領域邁進。

2 OTN設備組網

2.1 OTN設備

國內有很多OTN設備廠家，比如中興、華為等。其中中興是全球第三大波分產品供應商。本節則列舉中興ZXONE 9700系列產品來分析目前主流的OTN設備。

ZXONE 9700系列有多款不同體積、不同交叉容量的子產品，涵蓋從邊緣匯聚層到核心骨干層全部場景的應用。其中ZXONE 9700S6非常典型，具備72個業務槽位，每個槽位背板帶寬高達400G，能夠非常平滑的實現100G過渡到400G。電交叉容量高達28.8T，可使核心站點具備從容應對大數據時代大流量疏導和調度的任務，并運用先進的通用信源交換方式，實現ODUK/PKT/VC的統一交叉調度，滿足多業務統一承載要求。

2.2 OTN組網

2.2.1 組網基礎

（1）網元及結構。OTN網絡的定位是網絡結構當中的骨干傳送網，其網元包含光終端復用站（OTM），光線路放大站（OLA），光分插復用站（OADM其中包括兩種模式FOADM和ROADM）以及電中繼站REG.在其網絡結構當中，一般可以歸類為如下幾種形式，包括鏈形、環形、點到點、相交環、網狀等拓撲結構。當然不管是何種網絡結構，關鍵是要具體問題具體分析，選擇最為合適的并且利于優化擴展的網絡結構。

（2）傳送平面。OTN組網中一般有三個層面，傳送平面是其中之一，一般是按照交叉能力來劃分光層、電層和光電混合三個交叉類別。其中光層交叉一般以Wss為主，也有一些會用到PLC等器件，主要作用于波長，實現靈活調整波長。電層交叉比光層交叉要有優勢得多，在波長調整上優勢很大，但容量比較小，若容量持續提高，在業務調度和管理方面更加具備優勢。光電混合交叉方面則一般是將光層和電層兩個方面的交叉進行補充。

（3）管理平面。管理平面作為OTN組網中的另一個層面，主要負責端到端業務調度、網絡資源管理、性能管理、網絡配置支持、光電混合調度、分層管理等，現在普遍使用的管理平面基本都是WDM升級而來。

（4）控制平面?？刂破矫孀鳛榱硪粋€比較關鍵的層面，主要作用在于實現自動資源發現、通道管理和管路資源，然后基于業務參數進行配置，并提供保護功能，提高生存能力，同時它為智能光網絡打下基礎。

2.2.2 網絡規劃

重點則是針對網絡建設方案進行規劃調整，最終確定建設方案。

2.3 組網關鍵點

OTN組網考慮上述基礎內容是不夠的，它本身是一個較為復雜的系統工程，在組網之前還必須要考慮好OTN組網的幾個關鍵點，包括光功率、色散、光信噪比和非線性效應。

2.3.1 光功率

CITN設備組網必須要考慮光功率。在組網中一般可按照如下幾個方式來進行光功率的預算。

（1）當已知光纖線路計算模型，包括光衰計算要求和余量考慮原則，那么一般可按當前公式計算：線路衰耗一光纖線路計算模型+FIU插損（該項取值0.9dB）。

（2）當已知線路實際測試損耗，無其他已知因素，則按衰耗一光纖實際衰減十3dB余量計算。注意若存有MB以上余量，不考慮FIU插損。

（3）當只已知光纖終了參數值，并該值作為插損，則按衰耗=終了參考值+FIU插損。

（4）若已知線路實際距離和光衰系數，則按衰耗=距離+光衰系數+FIU插損來計算。

（5）若已知光纖距離和光纖類型，則按衰耗=光纖長度×0.22dB/km（默認光衰系數）+3dB+跳轉站點衰耗來計算。

比方說某兩個站點之間光纖長度90km，其光衰系數為默認的0.22dB/km，那么則可計算出線路衰耗為22.8dB。

2.3.2 色散

色散作為OTN組網當中的另一個關鍵點，一般根據公式色散受限距離一色散容限/色散系數來計算，其中距離以km記，容限以ps/nm記，系數以ps/nm.km記。例如10GOTU其色散容限值800ps/nm，若不適用DCM，按照G.652下的20ps/nm.km來算，其所能傳送的光復用段距離只有40km，而按照G.655下的6ps/mn.km算則有133km。在OTN設備中，每一個板卡的色散容限有一定的區別，如果色散容限值為80ops/nm，那么在40km內，不需要進行色散補償，但一些板卡的容限值要高很多。

2.3.3 光信噪比

在OTN網絡中光信噪比是另外一個限制光傳輸距離的關鍵因素，在光纖通信系統設計指南中，光信噪比是總的光信號功率與信號光譜放大器自發輻射噪聲功率譜密度的比值，稱OSNR值，該值的大小決定了網絡最終信號的質量好壞。比方說，對于一般的10GOTU，通常要求在接收端OSNR要達到25dB。

不過由于OSNR的計算比較復雜，在不同系統有著不同的計算方式。為此，筆者建議參考孫嚴智等人的研究《基于長距離光傳送網的光信噪比計算》一文提出的公式。

2.3.4 非線性效應

非線性效應會影響光纖通信的傳輸容量和距離，影響整個網絡系統的性能。非線性效應一般有非彈性過程和彈性過程兩個類別，前者一般由受激布里淵散射和受激拉曼散射影響，而后者一般受非線性折射率（kerr效應）影響，包括SPM、XPM和四波混頻。其中kerr效應影響最大，會在網絡系統中產生串擾和功率代價。為此也必須要考慮非線性效應的抑制問題。

3 結束語

OTN作為目前寬帶網絡當中的骨干網，地位很高，尤其是當5G來臨時，OTN可能迎來更廣闊的發展前景。為此，探究其組網技術有著非常顯著的現實意義。當然本文所探討的內容可能存在不足，但希望能與業內人士共同探討。

參考文獻

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