OTN技術在城域網(wǎng)建設中的應用分析

韓璐 孫曉艷 上海郵電設計咨詢研究院有限公司

隨著互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，城域網(wǎng)建設要求逐步提高，需要持續(xù)推動相應的網(wǎng)絡升級改造與新建工作，滿足社會的網(wǎng)絡需求。而在城域網(wǎng)建設中，OTN 技術是近年來被廣泛應用的關鍵技術，其相較于傳統(tǒng)組網(wǎng)模式而言具有不少優(yōu)點，能夠充分滿足現(xiàn)代網(wǎng)絡發(fā)展需要，值得對其進行全面研究、深入探索。

一、OTN技術概述

OTN（optical transport network）指光傳送網(wǎng)，即于光域內(nèi)實現(xiàn)業(yè)務信號的傳輸與處理的傳送網(wǎng)絡。OTN 的特點在于可實現(xiàn)子網(wǎng)范圍內(nèi)的全光形式傳輸，并以光—電-光的形式完成邊界信號與數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，并構建起相應的傳送網(wǎng)結構。OTN 主要由電路層、光通道層、光復用層、光傳輸段層、物理媒質(zhì)層等所組成，并依靠波長完成光信號傳輸。其中光通道層包含凈荷單元、數(shù)據(jù)單元以及傳送單元，能夠?qū)崿F(xiàn)對光信號的高效傳輸。OTN 技術有著極強的綜合性與系統(tǒng)性，不但可以對業(yè)務信號以及定時信息等進行透明傳輸，還能對各種信號加以封裝，實現(xiàn)針對大顆粒調(diào)度的保護及恢復，而且還具備良好的故障監(jiān)測性能與前向糾錯性能，具有多方面的優(yōu)勢，故而在現(xiàn)代網(wǎng)絡體系中得到了廣泛應用，并且被認為是傳輸網(wǎng)發(fā)展的重要方向。從技術層面進行分析，OTN 技術的兼容性良好，可以擺脫全網(wǎng)同步的限制并優(yōu)化整個傳送網(wǎng)系統(tǒng)，靈活性強且波長帶寬的利用高，對光通道OSNR 的容量限制要求較低，網(wǎng)絡管理及生存能力良好，實踐應用價值高。

二、OTN技術在城域網(wǎng)建設中應用的可行性

對城域網(wǎng)建設而言，寬帶提速與擴容是最為基礎也最核心的兩點。近年來互聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展，網(wǎng)絡用戶明顯增多，同時網(wǎng)絡設備種類與數(shù)量、網(wǎng)絡應用形式等的增加也不容忽視，再加上云計算、大數(shù)據(jù)等先進技術的逐漸成熟與廣泛應用，都對城域網(wǎng)帶寬提出了更高要求，需要積極做好相應的建設規(guī)劃，持續(xù)、穩(wěn)定、高效地推動提速擴容工作落實。而傳統(tǒng)城域網(wǎng)擴容方法是核心層更換大容量設備來擴容出口帶寬，接入層推廣應用光纖，匯聚層增加物理鏈路、更換板卡及模塊。傳統(tǒng)城域網(wǎng)建設中的擴容提速方式存在一定缺陷和漏洞，適應性較弱，可持續(xù)性不強，同時效果也難以達到預期，并不能滿足實際建設需要。而OTN 技術本身在多個方面具有一定的技術優(yōu)勢，包括透明傳輸多種客戶信號、消除全網(wǎng)同步的系統(tǒng)限制、組網(wǎng)能力強、光通道OSNR 容限要求較低、分段監(jiān)控業(yè)務傳送質(zhì)量高、業(yè)務保護功能靈活等，能夠從技術層面取代傳統(tǒng)組網(wǎng)技術。同時OTN 技術在城域網(wǎng)建設中也有著良好的適用性，這使得其應用可行性進一步提高。IP 城域網(wǎng)大顆粒業(yè)務的開展需要相應的傳送組網(wǎng)支持，OTN 技術正好在這一方面集聚優(yōu)勢，能夠?qū)崿F(xiàn)對大顆粒的有效調(diào)度、匯聚以及保護，從而滿足城域網(wǎng)實際需要。OTN 技術在城域網(wǎng)核心層以及匯聚層的引入，能夠在一定程度上解決光路資源不足的問題，并且能夠更好地適應跨地區(qū)業(yè)務的發(fā)展需求，推動城域網(wǎng)的進一步成熟。另外OTN 技術在城域網(wǎng)端口匹配、網(wǎng)絡保護等方面也占有一定優(yōu)勢，能夠為節(jié)點間提供有效保護，更好地支持網(wǎng)絡建設。

三、OTN技術在城域網(wǎng)建設中的應用策略

（一）應用ROADM 技術

ROADM（重構廣分插復用器）能夠?qū)崿F(xiàn)于多個光通道中對信號進行下路處理且不影響其他波長通道的傳輸，而且能夠消除對高成本終端光電轉(zhuǎn)換設備的依賴，故而在城域網(wǎng)建設中受到了廣泛青睞。ROADM 技術的優(yōu)勢包括遠程可重構、支持波長重用、動態(tài)增益均衡等，對城域網(wǎng)傳輸性能、容量、成本、網(wǎng)絡智能化管理等具有一定的積極作用，故而在基于OTN 技術的城域網(wǎng)建設中依舊有著巨大的應用空間。目前常見的ROADM 設備基于實現(xiàn)原理可分為PLC型、WB 型以及WSS 型等，其中PLC 型技術成熟且節(jié)點內(nèi)部插入損耗較小，不過模塊化程度低且建網(wǎng)初期成本偏高；WB 型結構簡單、模塊化程度高且支持廣播類業(yè)務，不過通常不適用于上、下路波長較多的組網(wǎng)；WSS 型端口類型多、波長及波長方向的擴展性能良好，不過成本較高且下路類型并不支持廣播類業(yè)務。在基于OTN 技術的城域網(wǎng)建設中，需要根據(jù)實際情況合理選用ROADM 設備，從而借助ROADM 技術達到靈活調(diào)整組網(wǎng)、節(jié)省網(wǎng)絡資源、增強擴展能力的目的。

（二）組網(wǎng)拓撲結構

城域網(wǎng)建設通常需要考慮綜合業(yè)務接入?yún)^(qū)建設需求以及縣、鄉(xiāng)邊緣層業(yè)務需求，針對城市主要區(qū)域和邊緣區(qū)域采取不同方式進行建設。在基于OTN 技術進行城域網(wǎng)建設時，通常可以選擇直接對電路進行擴容或者新建傳輸網(wǎng)兩種方案。第一種方案建設難度較低，成本相對更低，不過后期維護難度更高，要想在之后繼續(xù)擴容難度會更大，基本上只能滿足近幾年的城域網(wǎng)建設發(fā)展需求。而第二種方案建設難度較高，成本相對更高，不過后期維護難度更低且擴容難度也更低，能夠滿足目前以及短期內(nèi)的網(wǎng)絡需求。而在運用第二種方案進行城域網(wǎng)建設時，往往需要在城域網(wǎng)核心層設置多個環(huán)狀網(wǎng)，設置相應的ROADM 站點實現(xiàn)業(yè)務上下級業(yè)務轉(zhuǎn)接。

（三）設備與光纜選型

對OTN 技術的應用而言，需要選擇合適的設備來協(xié)調(diào)成本與網(wǎng)絡性能。目前較為常見的OTN 設備的傳輸單波速率分別為10Gbit/s、40Gbit/s 以及100Gbit/s，具體選擇應當充分考慮建網(wǎng)成本、業(yè)務需求、光纜衰耗、光纜色散等因素。同一段網(wǎng)絡內(nèi)應當盡量選擇同一廠家所生產(chǎn)的設備，如果需要采取不同廠家的設備也應當保障設備接口的兼容性。光纜選擇則通常選用單模光纖，以保障傳輸帶寬足夠大、損耗足夠少、成本足夠低、系統(tǒng)升級足夠簡單，目前常見的單模光纖選型通常包括G652、G653 以及G655三類，具體可根據(jù)實際需求進行選擇。

（四）網(wǎng)管系統(tǒng)規(guī)劃

對色散模塊進行合理配置，保障光信噪比符合組網(wǎng)要求，適當選擇信道間隔以減少非線性效應對傳輸系統(tǒng)的影響，并在此基礎上進行網(wǎng)管系統(tǒng)規(guī)劃，是OTN 技術支持下的城域網(wǎng)建設要點所在。網(wǎng)管系統(tǒng)通常包含兩級架構，即城域核心層與各縣鄉(xiāng)接入層，并實現(xiàn)網(wǎng)元檢測與控制、網(wǎng)絡故障管理、網(wǎng)絡配置管理等基礎功能。

四、結束語

綜上可知，城域網(wǎng)建設是現(xiàn)代網(wǎng)絡建設發(fā)展的重要部分，直接關系到社會大眾用網(wǎng)需求以及網(wǎng)絡通訊事業(yè)發(fā)展。在建設城域網(wǎng)的過程中一定要積極應用先進技術，根據(jù)城域網(wǎng)原本的實際情況合理制定科學的建設方案，盡量協(xié)調(diào)建設成本、維護成本、擴容提速效果、業(yè)務需求等，為城市互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的良好發(fā)展提供支持。