本地WDM 系統建設模式探析

王 輝

（安徽電信規劃設計有限責任公司，安徽 合肥 230031）

0 引 言

波分復用（Wavelength Division Multiplexing，WDM）系統自20 世紀末誕生以來經歷了多次技術迭新，目前主用的是10 Gb/s WDM 和100 Gb/s WDM 系統。它具有的高速率、長距離、高安全特性，一直備受各運營商青睞。某運營商在省內主要建設了干線WDM 系統和本地WDM 系統。干線WDM 系統主要承載跨地市業務，本地WDM 系統主要承載地市內業務。本地WDM 又根據本地網的區域，劃分為城域WDM、市縣WDM 和縣鄉WDM。基于該背景，介紹該運營商本地WDM 系統的設計思路和原則，在保證滿足業務需求承載的前提下，合理規劃本地WDM 系統建設方案，最大限度地降低工程投資。

1 本地WDM 網絡現狀

隨著互聯網協議（Internet Protocol，IP）城域網、電話交換網絡（Switched Telephone Network，STN）和光線路終端（Optical Line Terminal，OLT）等業務發展，經過多年的網絡建設，某運營商在省內16 地市本地網均已覆蓋10 Gb/s WDM 系統和100 Gb/s WDM 系統。其中，省會市區100 Gb/s WDM 系統為Mesh 化網絡，采用波長無關&方向無關（CD-ROADM）方式建設，其余WDM 系統均采用傳統環型組網方式[1]。

本地WDM 系統根據所承載跨域電路的類型，又劃分為城域WDM、市縣WDM 和縣鄉WDM。

1.1 城域WDM

城域WDM 主要覆蓋城區重要節點，承載電路類型主要為傳統網際互聯協議（Internet Protocol，IP）業務、新型城域網業務、接入網業務、STN 業務、互聯網數據中心（Internet Data Center，IDC）出口電路以及云間互聯電路。其中，傳統IP 業務包含云端現實（Cloud Reality，CR）互聯、多業務邊緣路由器（Multi-Service Edge-router，MSE）上聯CR；接入網業務包含OLT上聯MSE；STN業務包含B上聯企業路由器（Enterprise Router，ER）、A2 上聯B[2]。傳統IP 業務發展趨緩，電路速率逐漸從10GE 向100GE 轉變。新型城域網、IDC 和云業務發展迅猛，電路速率以100GE 為主，且電路數量眾多，對城域WDM 的承載需求日益旺盛。

1.2 市縣WDM

市縣WDM 主要承載區縣重要節點到市區核心節點之間的電路。相較于城域WDM，市縣WDM 承載業務類型相對簡單，多為MSE 上聯CR 和B 上聯ER電路需求。但是，市縣WDM 傳輸距離相對較遠，電路難以通過裸光纖承載，各專業需求對波分的依賴性更強。

1.3 縣鄉WDM

縣鄉WDM 主要承載鄉鎮節點到區縣重要節點之間的電路，主要承載OLT 上聯MSE 電路需求。目前，家庭寬帶市場已日趨飽和，但是該運營商在主推千兆光網覆蓋和老舊設備替換，OLT 上行電路需求仍有一定的規模，依然需通過縣鄉WDM 來滿足開通需求。

2 本地WDM 建設思路

2.1 選擇合理的承載方式

WDM 系統因其具有高速率、長距離、高安全的特點，受到了維護人員的青睞。但是，在實際工程建設中，需綜合考慮裸光纖和波分2 種承載方式的經濟性和安全性。運營商內各專業主要的業務網絡一般采用“單口字型”或者“雙口字型”上聯，業務本身已具有備份電路保護能力，傳輸專業只需做適當保護。

第一，城區內電路起始距離較短，電路速率以100GE 為主，10 km 光模塊和40 km 光模塊可以滿足大多數電路由裸光纖直接開通的條件，因此傳輸專業可安排100GE 電路優先通過裸光纖承載，少量通過城域WDM 承載，提供系統環網保護，同時10GE 電路優先通過城域WDM 承載，減少城區光纜資源占用。

第二，市到縣電路距離較長，需要通過市縣WDM 進行承載，電路速率逐漸向100GE 靠攏。為了進一步提高網絡安全性，省內從2019 年開始分地市分批建設市縣100 Gb/s WDM 二平面。截至2022 年工程后，全省已有14 個地市建成2 套市縣100 Gb/s WDM系統，具備重要電路分平面承載能力。

第三，縣鄉WDM 主要承載OLT 上聯MSE 需求。OLT需要雙物理路由上聯，且鄉鎮光纜多為環形架構，導致第二物理路由距離往往較遠。基于該背景，OLT上聯MSE 應優先考慮直接通過光纜承載，距離較遠的鄉鎮可考慮一半光纜一半波分的承載方式。距離特別遠的鄉鎮，可考慮全部波分的承載方式。

2.2 采用T-MUX 板卡

本地WDM 系統100 Gb/s 波道采用支線路分離光轉換單元（Optical Transform Unit，OTU）板卡，且OTU 板卡往往插在電子架上。本地WDM 系統10 Gb/s 波道采用支線路合一OTU 板卡，且OTU 板卡插在光層子架上。支線路分離型和合一型，分別如圖1 和圖2 所示。

圖1 分離型示意圖

圖2 合一型示意

隨著基礎網絡建設，傳統機房的電源和空間資源都較為緊張。WDM 系統中電子架的存在無疑加劇了這一現象。為了促使網絡實現綠色低碳發展，運營商自營IP類電路，全部通過子速率透明復用（Transparent Multiplex，T-MUX）板卡直接波長承載，減少了OTU板卡的數量，降低了業務傳送成本。TMUX 板卡全部擴容在光層子架上，擺脫了對電子架的依賴[3]。近年來新建的100 Gb/s WDM 二平面均未建設電子架，減輕了機房電源、空間等壓力。

2.3 MSE 上收區縣光層穿通

省內IP 城域網中個別地市的MSE 設備未在縣城部署，本地網內所有OLT 均需上聯至市區核心節點的MSE 設備，這種場景稱為MSE 上收，如圖3 所示。

圖3 MSE 上收

在MSE 上收場景下，針對各區縣鄉鎮節點的OLT設備提出了落地轉接和光層穿通2 種連接方式，如圖4 所示。落地轉接是傳統的連接方式，鄉鎮節點需要先通過縣鄉WDM 上聯至縣局節點，縣局節點通過市縣WDM 上聯至市區核心節點。這個過程中業務會在縣局節點落地，通過光分配架跳接連接2 張網絡。

圖4 2 種連接方式

為了進一步提升業務性能，降低電路傳送成本，提出了光層穿通連接方式。該方式是在落地轉接的基礎上，將縣局節點的縣鄉WDM 的合分波器與市縣WDM 的合分波器直接通過光纖連通[4,5]。鄉鎮節點的OLT 上聯電路通過TMUX 板卡直接波長穿通至市區核心節點的TMUX 板卡，最終實現鄉鎮到市區業務端到端承載，并在縣局節點減少一半TMUX板卡數量，大幅降低了業務開通成本，節省了工程建設投資。

2.4 停止10 Gb/s 等低速率系統建設

隨著10×10G TMUX 板卡的規模應用，運營商集采中1 條10×10 Gb/s 波道的綜合造價已低至約10條1×10 Gb/s 波道綜合造價的三分之一，能夠有效降低業務傳送成本，且100 Gb/s WDM 系統無須額外考慮色散補償方案，能夠減輕本地維護壓力。所以，從2021年開始，該運營商全面停止建設10G/s WDM系統，將城域/市縣100G 系統延伸覆蓋至鄉鎮節點，以滿足鄉鎮業務需求。

3 本地WDM 未來演進方向

3.1 DCI-BOX 技術

2021 年省內已試點集團自研的DCI-BOX Ⅰ型設備，2022 年工程引入DCI-BOX Ⅱ型設備，支持環網保護，網絡安全性更高。

本地引入DCI-BOX 設備，采用新型網絡架構和設備形態，完全由集團自研管控，可以實現多廠商納管和網絡可控。光層嚴格把控保障傳輸質量，電層引導開放促進競爭降本，最終降低網絡建設成本，形成有自研、能自用、會自維的網絡自主掌控力。

3.2 OXC 技術

引入光層光交叉連接（Optical Cross Connect，OXC），提升調度靈活性，降低建設/維護難度。隨著ROADM 設備在光網絡中應用規模的快速增大，采用傳統ROADM 設備進行網絡建設，設備間需要布放大量內部連纖，工程建設難度高、維護復雜，CDROADM 設備存在波長沖突的問題，同時存在機房空間占地大、功耗高的問題。

OXC 設備通過引入光纖背板實現光波長信號的引導連接。線路板同時集成光放能力，提供波長的分插、調度、復用功能。支路板提供波長上下能力，緩解了波長沖突問題。OXC 設備具有大容量光背板和高集成度OTU，能夠有效降低工程難度和機房資源需求，是未來光網絡技術的發展方向。

4 結 論

WDM 技術集大帶寬、完善的保護機制、靈活的業務匯聚與調度能力等優勢于一體。運營商本地WDM 系統整體規劃建設，能夠有效提升全省光傳輸通道容量和波分系統覆蓋范圍，為各業務系統的后續發展提供基礎保障。本地WDM 系統整體規劃建設能夠提升網絡整體業務覆蓋的安全性，節省光纖資源，避免網絡不合理建設，節約網絡建設投資成本，為運營商傳輸系統的建設提供參考。