100GOTN技術在主干網中組網方案的設計探究

馬靜靜 孟超 張明棟

摘要：光傳輸網（OTN）以其傳輸寬帶大顆粒業務、海量的傳輸容量、全部透明的端到端波長/子波長傳輸，成為當前傳輸網研究和應用的熱點。

關鍵詞：100G OTN技術;主干網中組網方案

隨著移動互聯網、云計算等各類新業務的蓬勃發展，基于IP的數據流量呈現持續快速增長態勢，預測未來十年乃至更長時間內，數據流量仍將保持30%以上的年平均增長率，而且，其業務流向、類型更加復雜多樣，業務重要程度、業務價值日益重要。這就要求傳送網在能夠提供海量帶寬的同時，還要加強安全保障，更需兼備靈活與智能，因此，100G OTN技術成為了當前傳送網特別是骨干傳送網的最佳選擇。

一、技術現狀及優勢

OTN（光傳送網）技術兼有傳統SDH和WDM的優勢，OTN在光層采用WDM技術，可以實現大顆粒的傳送;OTN在電層使用異步的映射和復用，支持ODUk（k=0，1，2，3，4，f lex）的交叉連接顆粒。相對于SDH的VC-12/VC-4的調度顆粒，OTN復用、交叉和配置的顆粒明顯要大很多，能夠顯著提升高帶寬數據客戶業務的適配能力和傳送效率。目前，商用化OTN設備支持的最大電交叉容量已可達12.8T或14.4T，完全可滿足當前干線傳送網絡容量要求。相對于其他傳送網技術，當前100G OTN顯現出如下如下優勢：一是IEEE，ITU-T，OIF等標準組織幾乎同步推進并發布100G相關標準，設備廠商也采用了統一的光調制解調方案，從而促進了100G OTN產業鏈的成熟和規模部署。二是從網絡建設和后期運維的綜合成本看，100G OTN解決方案顯現出對于10G/40G方案明顯的價格優勢。

二、100G OTN技術在主干網中組網方案的設計

（一）設備配置。在設備配置方面考慮到要使系統有很高的安全性、維護便利、投資低、設備的利用率高，要將光纜各種余量及ODF連接器損耗等因素綜合考慮。其中，每光放段光纜衰減富余度取3～5dB、中間光跳站取值1dB/站、ODF連接器衰耗取0.5dB/個。每光放段光纜衰減富余度的參數選取原則為：光放段長度小于或等于75公里，衰減富余度取3dB;光放段長度在75公里到125公里之間，光纜衰減富余度按光放段長度乘以0.04dB/km計取;光放段長度大于或等于125公里，衰減富余度取5dB。極化模色散（PMD）平均值G.652光纖暫按0.2ps/km考慮，10G波分色度色散系數G.652光纖按18ps/nm/km計算。新增OTN系統為80波，每端OTN設備都配置c波段梳狀濾波器單元。業務波道從波道順序配置，維護波道的配置可從波道順序配置，TMUX波道使用靠近維護波道的區域。OTN設備的合波器、分波器容量配置均按80波，并且合波器使用先進的自動可調光衰減合波板，在安裝線路放大框時要按照線路方向分機架進行。線路板的客戶側接口需成端在OTN設備側ODF架上。為了方便OTN系統的維護和故障定位的精確性，在各光分插復用站配置波長監控單元和光監控信道單元，用于監測中心波長、信道光功率、光信噪比等各通道的光參數。每個OADM站都要求配置l塊光譜分析板。配置光譜分析單元上要求：以接收方向的順序依次進行配置，同時盡量減少單盤品種和類型，以保障全網的一致性。

（二）系統混傳方式。由于當前各運營商傳送網絡中存在大量40G平臺，為保護投資，100G OTN與40G混傳模式將在未來一段時間內長期存在。混傳場景主要有以下兩種：第一，相干10 0G（PM-QP SK）和非相干10G/40G既有系統混傳。除個別情況外，現有10G/40G系統均采用線路的DCM模塊，以實現系統的色度色散補償。實驗室測試表明，DCM模塊對相干的100G系統額外的OSNR上的代價很小（不高于0.5dB），影響較小。只需系統OSNR參數能同時滿足100G和10G/40G的設計要求，即可實現兼容混傳。然而由于10G波分均采用OOK的調制方式，對采用PM-QPSK編碼調制的100G系統混傳代價相對較大，10G和100G混傳時需要設置一定數量的隔離波道。第二，相干100G和相干40G系統的混傳。對于40G相干系統，目前業界有兩種主流編碼技術，一種采用2相位調制PDM-B/SK，碼速率為21.5Gb/s，入纖功率和100G相干接近，是最容易平滑混傳的解決方案;另一種40G相干采用4相位調制PM-QPSK，碼速率為11.25Gb/s，抗非線性較弱，入纖功率較低，和100G相干混傳代價較大，在此場景下混傳時需慎重選擇，應用時同樣也需要設置一定數量的隔離波道。總之，除非現有40G系統利用率不高并且采用2相位調制相干方案，可選擇混傳方案組網;其他情況下，為了保證傳輸系統性能，同時節約系統綜合成本，建議最好不采用多速率混傳方案。

三、未來業務需求分析及預測

在未來，超100G OTN 研究技術將會隨著互聯網發展的迅速加快，依托于云服務、家用寬帶和無線回傳等服務，實現爆炸式的增長，引發運營商新一輪的投資，在當前網絡主流業務不斷進發和發展的過程中，未來的網絡發展趨勢將會實現虛擬化的光網絡寬帶進化，在充分體現網絡價值，體現運營商設計和傳送基礎的過程中，網絡流量不再中斷動態的帶寬分配和配置將會更為靈活。使用超100G OTN 技術將會實現大范圍內商用部署的交換，在配置和靈活端口接口的過程中，以太網的連接可以達到協議的精準對接，為萬物互聯的5G 網絡時代提供了可能，從而有效的降低經濟成本，人們希望能夠在更大范圍之內，通過商業部署加強對于100G 及OTN 交換方法的嘗試，從而換來更高的網絡連接速率。

在現階段，傳送技術正處在向新一代演進的重要階段，隨著IP業務的飛速發展，100G OTN技術展現出了極大的技術、成本優勢，標準和設備也基本成熟，100G OTN技術的應用和發展已經成為滿足業務需求的最佳選擇。

參考文獻：

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