OTN在農村承載網中的應用

易 慧，劉金鳳

（1湖南省郵電規劃設計院有限公司，湖南 長沙 410126；2湖南省水利水電職業技術學院，湖南 長沙 410126）

0 引 言

農村地區GE及以上顆粒大客戶、LTE等業務上行需求不斷增長。這些業務對農村承載網的帶寬容量提出了更高的要求。現網MSTP網絡擴展能力有限、不支持流量統計復用、業務承載能力低，不能高效承載LTE的突發流量和基站間回傳業務，不能滿足未來業務的承載需求。IPRAN網絡的新建和OLT上行帶寬的擴容升級，對農村主干光纜光纖資源的消耗較大，且多數采用單鏈和級聯的方式連接，不能保障業務的安全。建議采用OTN解決農村地區日益增長的業務對帶寬和網絡安全的要求。

1 OTN簡介

1.1 OTN概念

OTN（Optical Transport Network）為光傳送網技術，是將SDH的運營和管理能力應用到WDM系統中，并在傳統WDM系統光域的基礎上增加了電域，是實現光域（數字傳送）和電域（模擬傳送）管理的統一標準。OTN實現了多子波長業務調度，為承載業務提供多數量、大容量的傳輸通道，同時為承載業務提供多重保護，并節省大量的光纖資源，是能滿足多層次業務需求的網絡。

1.2 OTN的特點和優勢

1.2.1 OTN的特點

OTN技術作為當今使用最多的傳輸技術之一，其主要特點如下。

第一，多業務接入能力和透明傳輸。OTN具備統一的幀格式，對客戶信號進行無差別封裝，使之能提供多業務接口和透明傳輸。現有OTN設備支持接入SDH、PDH、OTN以及以太網等多種業務類型。

第二，大顆粒的帶寬復用和交叉調度能力。OTN技術基于大顆粒業務傳輸和端至端維護的新需求，將業務信號的處理和傳輸分別放至電域和光域內進行。基于電層的交叉調度：OTN可實現電層的基于ODUk顆粒的交叉連接，ODUk中的k=1、2、3，對應的客戶信號速率分別為2.5 Gb/s、10 Gb/s、40 Gb/s。基于光層的波長交叉調度：光層的帶寬顆粒是波長，即OTN可實現基于單個波長的交叉連接。在光層上利用ROADM實現波長業務調度，OTN實現了多子波長業務調度，提高了帶寬管理能力和調度效率，使波道資源得到了更加充分的利用。

第三，強大的保護恢復能力。OTN提供線性保護、子網連接保護和環網保護，為客戶業務的服務質量提供了保障。

第四，強大的開銷和維護管理能力。OTN定義了豐富的開銷字節，大大提高了數據監視能力，可提供6層嵌套串聯連接監視功能，以便實現端至端和多個分段的同時性能監視。

第五，提高了組網能力。通過引入OTN的幀結構、ODUk交叉和多粒度ROADM，大大提高了光傳送網的組網能力。

1.2.2 OTN的優勢

OTN相對于SDH傳輸網具有以下優勢：充分利用光纖帶寬資源，超大容量傳輸；對客戶信號進行透明傳輸；異步映射；強大的管理能力。

OTN相對于傳統DWDM具有以下優勢[1]：有效的監視能力，運行、管理、維護、供應保障及網絡生存能力；靈活的光/電層調度能力和電信級的可管理、可運營組網能力。

2 OTN在農村承載網中的應用建議

2.1 組網方案

根據農村主干光纜情況并結合業務流量流向，確定OTN組網方案。OTN組網有點至點、鏈形、環形以及網狀四種基本拓撲，可組合成環帶鏈、環相交等拓撲，如圖1所示。根據主干光纜的情況，選擇業務量較大的匯聚節點設置OADM站，組建OTN環網，單路由光纜出局的節點可設置OTM站接入至OTN環網。業務量較小的節點采用裸纖上連至就近OADM/OTM站點接入OTN環。

2.2 頻率與波長選擇

圖1 DWDM網絡拓撲結構

根據網絡拓撲中的OTM節點數和單節點遠期業務量，確定系統配置。OTN系統有80×100 Gb/s平臺、80×10 Gb/s平臺、40×10 Gb/s平臺等。現網80×100 Gb/s OTN系統多用于骨干層和匯聚層。接入業務量較小的農村承載網一般采用40×10 Gb/s OTN系統，接入業務量較大的農村承載網一般采用80×10 Gb/s OTN系統。40波OTN系統通道間隔為100 GHz，80波OTN系統通道間隔為50 GHz。

2.3 波道及板卡配置

根據需開通的業務類型和數量，配置本期OTN波道及業務板卡。根據各節點預估的遠期業務量預留波道。80×100 Gb/s OTN系統支持80個100 G波道，80×10 Gb/s OTN系 統 支 持80個10 G波 道，40×10 Gb/s OTN系統支持40個10 G波道。

現有OTN設備支持接入SDH、PDH、OTN以及以太網等多種業務類型。

SDH：STM-1、STM-4、STM-16以及 STM-64；

PDH：E1、T1、E3以及 T3；

OTN：OTU1、OTU2；

以太網：FE（電信號/光信號）、GE（電信號/光信號）、10G（LAN/WAN）。

農村承載網中的OTN設備目前接入業務如下。第一，政企業務：FE和GE大顆粒業務。第二，SDH業務：STM-1、STM-4較多，STM-16、STM-64較少。第三，IPRAN業務：GE和10 G。第四，PTN：GE和10 G。第五，OLT業務：GE和10 G。

2.4 網絡保護

設備級保護：OTN設備自身提供完善的設備級保護，包括主控交叉時鐘合一板1+1備份、電源備份、風扇冗余。主控交叉時鐘合一板支持1+1主備保護，主備交叉板互為備份。主用交叉板和備用交叉板通過背板總線同時連接到業務交叉槽位對交叉業務進行保護。滿足以下任意條件將發生倒換：執行人工倒換命令；時鐘、電源等硬件故障；拔板或硬復位交叉單板；綁定模式下軟硬復位主控板；交叉總線故障。電源備份：兩塊PIU/APIU單板采用熱備份的方式為系統供電，當一塊PIU/APIU單板故障時，系統仍能正常工作。風扇冗余：包含多個獨立的風扇用于設備散熱，任意1個風扇失效不會影響其他風扇。

網絡級保護：線性保護、子網連接保護和環網保護。線性保護包括光線路保護、光復用保護和光通道保護，均通過光保護單板，在相鄰的光放站和光復用站間利用分離路由實現對光纖或光通道的保護，區別在于保護的范圍不同。子網連接保護是一種專用的點至點保護機制，主要采用基于ODUk的1+1保護。環網保護包括光層保護和電層保護，光層保護主要采用OCh共享環保護（1∶1），電層保護采用ODUk共享環保護（1∶1）。

農村承載網覆蓋廣、建設成本高。為節約建設成本，對于接入客戶業務本身已具備保護能力的，不建議在OTN網絡側重復提供保護。如：OLT設備，上行采用了2×10 G/GE鏈路，且上行流量未超過50%；SDH設備，已采用環網保護。

3 結 論

隨著網絡技術的發展，國家對農村通信網絡的政策傾向使農村通信網業務飛速發展，且呈現多樣化和寬帶化趨勢。成熟的OTN網絡技術的多業務接入能力、大容量及充分利用光纖帶寬資源等突出優勢，在現階段農村通信承載網絡中得到了廣泛應用，為人們的生產生活提供便利同時，也為農村經濟發展做出了杰出貢獻。