OTN技術在城域網建設中的應用分析

韓璐 孫曉艷 上海郵電設計咨詢研究院有限公司

隨著互聯網的快速發展，城域網建設要求逐步提高，需要持續推動相應的網絡升級改造與新建工作，滿足社會的網絡需求。而在城域網建設中，OTN 技術是近年來被廣泛應用的關鍵技術，其相較于傳統組網模式而言具有不少優點，能夠充分滿足現代網絡發展需要，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，即于光域內實現業務信號的傳輸與處理的傳送網絡。OTN 的特點在于可實現子網范圍內的全光形式傳輸，并以光—電-光的形式完成邊界信號與數據的轉換，并構建起相應的傳送網結構。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、數據單元以及傳送單元，能夠實現對光信號的高效傳輸。OTN 技術有著極強的綜合性與系統性，不但可以對業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，實現針對大顆粒調度的保護及恢復，而且還具備良好的故障監測性能與前向糾錯性能，具有多方面的優勢，故而在現代網絡體系中得到了廣泛應用，并且被認為是傳輸網發展的重要方向。從技術層面進行分析，OTN 技術的兼容性良好，可以擺脫全網同步的限制并優化整個傳送網系統，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技術在城域網建設中應用的可行性

對城域網建設而言，寬帶提速與擴容是最為基礎也最核心的兩點。近年來互聯網快速發展，網絡用戶明顯增多，同時網絡設備種類與數量、網絡應用形式等的增加也不容忽視，再加上云計算、大數據等先進技術的逐漸成熟與廣泛應用，都對城域網帶寬提出了更高要求，需要積極做好相應的建設規劃，持續、穩定、高效地推動提速擴容工作落實。而傳統城域網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。傳統城域網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勢，包括透明傳輸多種客戶信號、消除全網同步的系統限制、組網能力強、光通道OSNR 容限要求較低、分段監控業務傳送質量高、業務保護功能靈活等，能夠從技術層面取代傳統組網技術。同時OTN 技術在城域網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 城域網大顆粒業務的開展需要相應的傳送組網支持，OTN 技術正好在這一方面集聚優勢，能夠實現對大顆粒的有效調度、匯聚以及保護，從而滿足城域網實際需要。OTN 技術在城域網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業務的發展需求，推動城域網的進一步成熟。另外OTN 技術在城域網端口匹配、網絡保護等方面也占有一定優勢，能夠為節點間提供有效保護，更好地支持網絡建設。

三、OTN技術在城域網建設中的應用策略

（一）應用ROADM 技術

ROADM（重構廣分插復用器）能夠實現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換設備的依賴，故而在城域網建設中受到了廣泛青睞。ROADM 技術的優勢包括遠程可重構、支持波長重用、動態增益均衡等，對城域網傳輸性能、容量、成本、網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 設備基于實現原理可分為PLC型、WB 型以及WSS 型等，其中PLC 型技術成熟且節點內部插入損耗較小，不過模塊化程度低且建網初期成本偏高；WB 型結構簡單、模塊化程度高且支持廣播類業務，不過通常不適用于上、下路波長較多的組網；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務。在基于OTN 技術的城域網建設中，需要根據實際情況合理選用ROADM 設備，從而借助ROADM 技術達到靈活調整組網、節省網絡資源、增強擴展能力的目的。

（二）組網拓撲結構

城域網建設通常需要考慮綜合業務接入區建設需求以及縣、鄉邊緣層業務需求，針對城市主要區域和邊緣區域采取不同方式進行建設。在基于OTN 技術進行城域網建設時，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，要想在之后繼續擴容難度會更大，基本上只能滿足近幾年的城域網建設發展需求。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的網絡需求。而在運用第二種方案進行城域網建設時，往往需要在城域網核心層設置多個環狀網，設置相應的ROADM 站點實現業務上下級業務轉接。

（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調成本與網絡性能。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成本、業務需求、光纜衰耗、光纜色散等因素。同一段網絡內應當盡量選擇同一廠家所生產的設備，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，具體可根據實際需求進行選擇。

（四）網管系統規劃

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

四、結束語

綜上可知，城域網建設是現代網絡建設發展的重要部分，直接關系到社會大眾用網需求以及網絡通訊事業發展。在建設城域網的過程中一定要積極應用先進技術，根據城域網原本的實際情況合理制定科學的建設方案，盡量協調建設成本、維護成本、擴容提速效果、業務需求等，為城市互聯網系統的良好發展提供支持。