基于華為OTN的組網方案設計與實踐

高之陽 葉宇煌

摘要：現今網絡環境下，傳送網如何以在承載成本、可靠性和時延這幾個硬指標的平衡中來滿足業務需求， 是運營商運營的立根本，尤其是到了市一級城域傳輸網的統籌建設更是運營一線的重中之重。分析現有某市基于華為OTN系列產品的組網方案，理解其組網關鍵因素，并對其可改進的方向作探討和分析。

關鍵詞：光傳送網;OTN;城域網

中圖分類號：TP319? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）22-0040-03

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

1 引言

隨著互聯網應用需求的逐步擴大，對于運營商的城域網的流量需求也在逐步增大。對于勢在必行的傳輸網絡擴容而言，城域網范圍內的光纖資源建設存在諸如市政規劃、現有資源、設計施工等方面的限制，OTN（OpticalTransportNetwork，光傳輸網絡）設備以其分組化、大容量與靈活的優勢在城域網的傳輸主干建設中發揮了極大的優勢，也是運營商傳輸主干的主要發展方向。在此基礎上，華為公司開發了OTN系列傳輸設備，并廣泛應用于該場景，并取得較好的效果。

本文將介紹基于OTN技術的華為OSN系列設備的基本組網原理與模式，并結合本地已有的運營商組網傳輸主干網絡談及華為該系列設備構架，并加以分析。在此基礎上，對于該網絡組網模式提出一些改進措施。

2 相關標準與技術概述

OTN技術是以WDM（Wavelength Division Multiplexing，波分復用）技術為基礎，即在一路光纖中采用多個不同波長信號復合傳輸的方式，在光層網絡組織傳送網，是由核心的ITUG.709協議（基于ITUG.872）與ITU-T的G.872與G.798這一系列協議定義的一種不一樣的光傳送體系，它包括光層和電層的完整體系結構，對于各層網絡都有相應的管理監控機制和網絡生存性機制。并通過現在已經非常成熟的SDH/SONET技術的管理機制改善傳統WDM網絡結構的業務調度能力差、組網能力弱、可靠性較低的缺點。

華為的OSN系列設備采用OTN技術為主干，大致由OTM、OADM、OLA、REG等主要波分站點與分波合波單位等構成設備的主要結構。

OTM（Optical Terminal Multiplerer，光終端復用站）把SDH等業務信號通過合波單元插入到DWDM的線路上去，同時經過分波單元從DWDM線路上分下來。OTM站點主要包含光復用與解復用單元、光放大單元、波長轉換單元以及光監控單元。

OLA（Optical Line Amplifier，光線路放大設備）站點用來完成雙向傳輸信號的放大，延伸傳輸距離。

OADM（Optical ADD/Drop Multiplexer，光分插復用設備）的主要功能是從多波長信道中分出或插入一個或多個波長，在傳輸中實現波長的上下。OADM站點可分為FOADM（Fixed OADM）和ROADM（Reconfigurable OADM） 兩種類型。

FOADM：從合波光信號中分插出特定波長的光信號，送入OTU或線路板; 同時將從OTU單板或線路板發送的符合WDM標準波長的光信號復用進合波光信號。

ROADM：從合波信號中分插出任意的單波或合波信號，實現多個維度的動態光波長 調度。并可實現上述過程的逆過程。

FOADM 無法根據現實業務需要重新調整波長資源分配。而ROADM 通過對波長的阻塞或交叉實現了波長的可重構，相比之下的優勢就在于將靜態的波長分配變成了動態分配。ROADM 技術配合相應的網管軟件調配波長上下和穿通狀態，同時可以在機房與現場都實現動態調整波長狀態 [1]。

OptiX OSN在子網內部通過ROADM進行全光處理，ROADM（Reconfigurable Optical Add-Drop Multiplexer，可重構光分插復用器）是一種使用在密集波分復用（DWDM）系統中的器件或設備，其作用是可通過遠程的網管可以動態調整上下路的業務波長。也就是說，在線路中間，可以根據需要任意指配上下業務的波長，實現業務的靈活調度。ROADM光層調度OTN電層調度。光分插復用模塊是一種類似于SDH ADM光層的網元，它可以在一個節點完成光通道的上下路，也可以完成穿通光通道之間的波長交叉調度，它使得通過軟件遠程控制網元中的ROADM子系統實現波長調整變成可能。通過這一功能來滿足用戶對光層業務的管理也是這一系列的產品提供了靈活的動態光層調度，當業務變更時只需在機房遠程上做配置即可實現[2]。

在長距離的傳輸中，影響系統傳輸性能的某一個或多個因素（如色散、功率、噪聲、 非線性效應）等，限制了線路繼續延伸時，可配置REG（Regeneration Station，中繼站）站點完成電信號再生，改善信號質量。

而在子網邊界通過電交叉矩陣進行光電混合處理，在目前應用環境下是應對諸多傳統用戶與傳統業務的需求的相對最優方案，也可認為現在的OTN階段是向全光網絡的過渡的一個階段。在當前的運營商環境下，智能光傳送網絡子網邊界大都與通用綜合業務承載路由器、OLT（optical line termina，光線路終端）等設備對接，實現地市運營商的寬帶接入，基站傳輸，專線租賃等語音數據業務與上級網絡中心進行大容量、長距離、高速率的數據交換。

3 實現現狀

采用市區主干環路帶動周邊鄉鎮環路的原則，首先構建市區多個方向的節點機房，以一個主機房為中心，根據業務區劃與地理位置的分布，與東向，西向，東南方向的三個重要匯聚節點機房搭建環路構建城區主干環，理想的構建方案，將使用至少兩個機房作為主干，至多十個機房，多于這個數目則考慮裂環，出于維護考慮?？倷C房與東西方向節點構成主干三機房成環，由于城區開發與規劃變動，增加東南節點作為新區樞紐，由此構成最早的核心環路。由此東節點，西節點與東南節點可以在日后的環路構建中擇其中接近（考慮條件）的兩個節點。

縣級市A環為城區主干環的擴展，是對主城區西南的縣級市A的傳輸節點布局，采用沿主干公路鋪設節點的形式，通過可靠的市政管道走288芯主干光纜，實現從城市外圍建立半圓的半包圍網絡布局，主要功能是承載自身的大規模傳輸業務與大學城業務集群發展，并對接西南方向周邊三個縣的傳輸通道業務。

東南方向由于特殊的地理地貌，屬于狹長形東南走向，本身縣級市B的面積較大，并連接一個大島，業務量較大，如果沒有較為獨立的光傳輸網絡則會增加業務傳輸上的各類開銷，并不劃算，而且該方向，本身經濟發展條件較好，且為政府開發政策是傾斜點，有一個自貿區試點，一個高新區試點，因此在網絡結構上也加以傾斜，以應對由于發展產生的多變的需求，因此出于效率與收益角度考慮，建立以縣級市B為主體的二級環路，并延伸至自貿區的三級環路。

4 組網研究

一般在條件允許的情況下建議組建環形網，環形組網配置由一個中心站點和OADM節點（一個或多個）通過點到點的鏈路首尾相連，形成一個閉合的環。 它可以部署在一個或多個DWDM系統中，支持任意兩點間的傳輸。環形架構是一種彈性靈活的光傳輸服務，旨在提供更強大的傳輸網絡及提高操作效率。

各環網的組網保護方式是按照現實環境選擇不同方案，二纖雙向復用段保護方式是較為通用的方法。該方法采用復用段共享光路保護，采用了時隙交換（TSI）技術，以兩根光纖作為基礎，每根光纖同時載有工作通路W和保護通路P。單條光纖上的保護通路是為另一條光纖上的工作通路作為備份，反之亦然。

環間業務一般采用SNCP方式保護，SNCP子網連接保護，是指對某一子網連接預先安排專用的保護路由，一旦子網發生故障，專用保護路由便取代子網承擔在整個網絡中的傳送任務。SNCP每個傳輸方向的保護通道都與工作通道走不同的路由，節點之間的通信通過橋接的方式分別通過兩個子網（工作SNC與保護SNC），采用的是雙發選收的工作方式。SNCP的子網是廣義上的子網，即一條鏈或一個環都是一個子網，與其他保護方案相比，SNCP保護具有成本低、無須APS協議支持、組網靈活、系統簡單等突出的特點。這些突出的優點使得SNCP在當今的通信領域擁有廣泛而靈活的應用[3]。

在拓撲上看，這些組網原則會讓光傳輸網絡呈現環路嵌套環路，有條件的情況下保證雙主要城區節點參與所有下級節點的傳輸，OTN波道的配置也參照這一原則。

OptiX OSN 6800 和OptiX OSN 8800 I 所提供的動態光分插復用（ROADM）功能采用網管軟件調配波長上下和穿通狀態，實現遠程動態調整波長狀態，并可以對穿通和上波的波長進行光功率均衡調節。這也是華為OSN系列光傳輸系統的一個賣點。

波長調度配置流中描述了和波長調度相關的配置過程。在按流程進行波長調度配置前，應先根據創建網絡的配置流程完成網元的基礎配置。基本思路在于對環網上的各個網元之間保持單獨的波道配置，并根據各個網元的用戶量與業務流量分配波長通道與帶寬。

城區主干環中的總機房，東節點，西節點所組成的環路波道分配如圖所示：

保證每兩個節點之間至少有兩條100G的傳輸波道，箭頭方向表示通過某個節點從另一側的方向跨接另外的節點。圖示為一個典型的三節點環路，根據雙路由保護原則需要兩個方向穿通，則需要設置足夠的直達波道，并保證正反兩個方向都有。

城區主干環中的東南節點，東節點，西節點所組成的環路波道分配如圖所示：

縣級市B雙節點上連所組成的環路波道分配如圖所示：

主要是縣級市B第一與第二節點，以及新區節點的雙上行波道配置。

縣級市A三節點上連所組成的環路波道分配如圖所示：

主要是縣級市B三個節點的雙上行波道配置。

新增新區產業園節點入網所組成的環路波道分配如圖所示：

5 結束語

隨著移動網絡向LTE（Long Term Evolution）發展，智能終端的普及，以及固定寬帶用戶IPTV、視頻點播、云計算等新業務的開展，傳輸網絡的傳輸能力需要進一步的提升。華為OSN設備通過利用擴展C波段，性能不變，容量提升。如果配合Flexible Grid和Superchannel技術，系統容量可以進一步得到最大提升，滿足400G、1T大容量傳輸系統的演進需求。同時OSN系列設備采用OTN+ROADM特性，任意客戶側業務可交叉調度到任意方向，提高帶寬利用率。在可靠性方面，提供豐富的設備級保護和網絡級保護，并實現自動光功率管理。華為OSN系列設備具備較高的靈活性與可靠性，在日常應用上也能貼近業務高帶寬與分組化的趨勢，具備提供差異化服務的能力，通過以上某市某運營商華為OSN設備組網實例的經驗分享，也是華為光傳輸網絡所使用的較為普遍的組網模式，具有較高的成熟性，預計也是未來一段時間內光傳輸網絡最常見的組網方案。

參考文獻：

[1] 鄭波，楊偉，李樂堅，等.中國聯通骨干傳送網扁平化組網研究[J].郵電設計技術，2018（10）：62-67.

[2] 葉胤，袁海濤，江樹臻. ROADM和OTN技術在干線傳輸網絡的應用研究[J].電信技術，2016（11）：34-38.

[3] 王堯.利用SNCP技術實現光傳輸網絡的有效保護[J].通信世界，2008（3）：22.

【通聯編輯：朱寶貴】