城域波分組網技術在新疆油田通信網絡中的應用

侯金泉

（新疆油田公司數據公司，克拉瑪依 834000）

1 引言

通信網絡向IP的融合是不可逆轉的大趨勢，城域網作為IP網絡最貼近用戶和業務的部分，網絡辦公、油田生產自動化、油田安全視頻監控、物聯網等根據業務的QoS劃分為不同的業務種類，對網絡的可靠性、安全性、保密性、時延、帶寬提出不同的要求。在這種情況下，進行寬帶城域網的建設和部署很有必要。

2 現狀與業務需求分析

新疆油田克拉瑪依市區傳輸網絡主要由裸光纖＋SDH接入網設備組成，系統容量為155M/622M，承載數據業務能力不足。信息網絡則采用光纖直連方式，網絡結構為星型結構，需要占用和浪費大量光纖。現有城域網存在以下幾個缺點：一是網絡接口類型單一，業務提供能力差；二是光纖資源浪費過多；三是網絡安全性差。因此，現有的城域網大大滯后多業務的發展，尤其是IP數據業務的發展。如何合理規劃結構，并為不同業務提供最優傳輸資源，是城域網建設和規劃急待解決的重要問題。

隨著網絡辦公、油田生產自動化、油田安全視頻監控、物聯網等業務的拓展，用戶對網絡的帶寬、可靠性、安全性、保密性、時延等提出了更高的要求。為滿足油田生產需求，提高數據傳輸的可靠性和安全性，在現有網絡構架上搭建高速數據承載網是通信網絡規劃及建設實施的重要一步。

3 城域網主流技術

城域網主流技術有：SDH為基礎的多業務平臺方案；基于第二層交換和第三層路由的以太網解決方案；ATM為基礎的多業務平臺方案；以WDM為基礎的多業務平臺方案。結合新疆油田通信網發展規劃及新疆油田各單位的業務需求。通過對城域網主流技術的比較，為了提高光纖利用率和網絡承載效率，在城域網/本地網中建設波分系統是必然的，基于波長級和子波長級顆粒調度的ODUK/ROADM是目前比較切合實際的技術。OTN是城域網建設的最佳選擇。

4 OTN技術

4.1 OTN技術優勢

圖1

4.2 OTN關鍵技術

4.2.1 電交叉技術

OTN電交叉平面矩陣可提供兩種電層調度方式：集中式電交叉和分布式電交叉，交叉顆粒為ODU0/1/2。即可實現GE/2.5G/10GE業務的靈活調度。OTN集中式電交叉功能：GSS集中式交叉系統包括線路單元、交叉單元和支路單元，單子架可實現400G的無阻塞交叉。

客戶側支路單元完成客戶側信號與背板信號的映射復用功能，可實現8路客戶側GE/FC/ESCON/FICON接入能力；4路STM-16接入能力；1路10GE/STM-64接入能力。接入信號通過交叉調度與背板ODUk信號的相互調度。

時鐘/交叉單元1+1熱備份保護，交叉單元無損切換。可完成基于ODU0/1/2的完全無阻塞交叉，交叉容量360G；時鐘/交叉單元還可完成保護倒換功能從而實現基于電層的保護功能。線路側單元將交叉調度來的背板ODUk信號復用為OTN標準信號，輸出滿足DWDM波長要求的光信號及逆過程。

集中式電交叉平臺實現了波長/子波長業務（如10G/GE/2.5G業務等）調度和電層的波長或子波長保護功能。可實現基于ODU0/1/2顆粒的業務交叉調度；實現電層波長通道共享保護、電層子波長通道共享保護、電層波長通道1+1保護、電層子波長通道1+1保護。能在網絡復雜拓撲條件下，提供網絡流量匯聚、疏導，從而達到更高的波長利用率。

4.2.2 保護技術

OTN設備的組網和保護方式非常豐富，不同的設備配置，可實現的組網類型也不同，在無配置電交叉矩陣時，設備只能實現環型組網，不支持MESH組網，保護方式只能采用光線路層有OLP；OPCS保護。需配置大量的OUT接口板和OP保護板，組網成本高，只能實現波長級的業務保護無法實現子波長的交叉調度。

（1）OTN設備無電交叉矩陣的保護方式。在無配置電交叉矩陣時，設備只能實現環型組網，不支持MESH組網，保護方式只能采用光線路層有OLP，OPCS保護。

（2）OTN設備配置電交叉矩陣。

網絡結構可支持鏈型、環形、格型、多環的拓撲結構，保護方式可實現基于電層的保護技術，包括電層波長/子波長通道1+1保護。電層波長/子波長通道共享保護，利用電交叉能力，提供子波長的通道共享電信級保護，有效的節省波長資源、保護類單板的投資。

電層波長/子波長通道1∶N保護電層子波長級通道1+1保護，可適用于GE，2.5G業務的保護。電層子波長通道1+1保護，利用電交叉能力，提供子波長的通道1+1電信級保護，節省保護單板投資，充分利用波長資源。電層子波長通道共享保護基于電層交叉矩陣，無需專門配置保護功能單板，可實現對子波長業務的電信級業務保護。相比子波長通道1+1保護，可以降低對有限的波長資源的消耗。

5 城域波分網組網應用

5.1 設備選型分析

根據現有的業務需求及下一步網絡發展的要求，本期選擇一款ZXMP M820產品，屬于智能城域波分設備，系統容量從32/40/48波平滑升級到80/96波，支持2.5G/10G/40G系統。可實現動態的光層調度和靈活的電層調度，并具有高集成度、高可靠性和多業務等特點。提供大顆粒數據業務的透明傳輸、靈活的交叉調度以及對業務的管理監控功能；全面支持智能化特性、保護/恢復特性，滿足運營商對大顆粒數據業務的透明傳輸、靈活調度以及對業務的管理監控需求。

此次城域波分組網電交叉矩陣是GSS集中式交叉矩陣，采用支線分離技術，交叉系統包括線路單元、交叉單元和支路單元，單子架可實現400G的無阻塞交叉，可為分組業務提供剛性和彈性傳輸管道，有效提高承載效率，可針對不同業務提供不同QoS的承載服務。立體化三層流量疏導方案，建立彈性的智能的傳送網。各種保護機制能足城域網的多種需求，保護倒換時間均滿足ITU-T小于50ms的要求。

本次采用電層交叉矩陣，實現波長、子波長的通道1+1電信級保護，可實現GE、2.5G、10G業務的保護，節省保護單板投資，充分利用波長資源。

5.2 克拉瑪依市區承載網組網

根據新疆油田主要生產單位地理位置，光纜路由走向，確定此次克拉瑪依城域網結構以克拉瑪依數據公司為中心建設南北兩個環，設備采用ZXMP M820和ZXONE8300（OTN）傳輸設備組網，其中在數據公司信息樓與數據公司通信樓兩個節點使用ZXONE8300超大容量設備，其余節點采用ZXMP M820設備組網。網絡結構拓撲如圖2：

圖2

6 結束語

此次在克拉瑪依城域波分環網建設中引入電交叉平面矩陣技術，突破了傳輸網從“點對點”到“網絡化”的技術瓶頸，解決了波長沖突問題，提高了波長資源利用率。通過電交叉矩陣的調度和保護功能，實現了大小顆粒業務的透明傳輸及50ms的電信級保護，提高了網絡的安全性和可靠性。資源動態分配，高效利用，降低了運維成本。尤其是電交叉平面矩陣的應用，實現業務快速開通，點擊實現了業務端對端的配置，實現了網絡智能化，為新疆油田進入全IP高速信息時代打下堅實基礎。