淺談灰光OTN在中國移動(dòng)城域網(wǎng)中的應用

  文章轉自郵電設計技術(shù)，作者：李志強

  根據中國移動(dòng)OTN網(wǎng)絡(luò )現狀，結合灰光OTN的技術(shù)標準，分析傳統彩光OTN和灰光OTN的優(yōu)劣，在此基礎上提出灰光OTN在城域網(wǎng)的組網(wǎng)方式和組網(wǎng)方案，以及灰光模式下末端集團客戶(hù)的接入方案。該方案實(shí)現了接入層OTN的類(lèi)SDH組網(wǎng)，一方面節省了機房的空間與功耗，另一方面也降低了投資，同時(shí)，類(lèi)SDH組網(wǎng)方式也更符合網(wǎng)絡(luò )維護人員的習慣。

  引 言

  隨著(zhù)業(yè)務(wù)IP化進(jìn)程的加速，集團客戶(hù)接入的帶寬越來(lái)越大，對于GE帶寬以上的集團客戶(hù)接入，OTN逐步成為主流。目前中國移動(dòng)已部署比較完善的100G OTN核心層和匯聚層，但是整體OTN的定位還是作為10G大顆粒電路、OLT上連、PTN等的統一承載網(wǎng)絡(luò )，用于解決纖芯緊張的問(wèn)題，離末端客戶(hù)較遠。傳統OTN接入具有容量大的優(yōu)點(diǎn)，但是其與SDH網(wǎng)絡(luò )有顯著(zhù)不同，需要增加光子架，造成匯聚機房光子架堆疊，浪費機房的空間和功耗，而灰光OTN接入能有效解決這個(gè)問(wèn)題，同時(shí)，灰光OTN類(lèi)似于傳統的SDH接入，更符合網(wǎng)絡(luò )維護人員的習慣。本文根據中國移動(dòng)OTN網(wǎng)絡(luò )現狀，結合灰光OTN的技術(shù)標準，分析傳統彩光OTN和灰光OTN的優(yōu)劣，在此基礎上提出灰光OTN在城域網(wǎng)的組網(wǎng)方式和組網(wǎng)方案，以及灰光模式下末端集團客戶(hù)的接入方案等，方案理論聯(lián)系實(shí)際，具有一定的推廣價(jià)值。

  01 城域網(wǎng)OTN現狀

  移動(dòng)OTN現網(wǎng)典型架構如圖1所示，分為核心層和匯聚層(部分大型城市會(huì )建設兩級匯聚層：一級匯聚和二級匯聚)，對于郊區，匯聚層又進(jìn)一步分為骨干匯聚層和郊區匯聚層。核心層、匯聚層以環(huán)網(wǎng)為主，業(yè)務(wù)量較大時(shí)，核心層也可采用mesh組網(wǎng)。

圖1 OTN現網(wǎng)組網(wǎng)架構

  OTN核心、匯聚層目前普遍采用80×100G/200G容量，現網(wǎng)承載的主要為BRAS上連電路、OLT上連電路和政企客戶(hù)接入業(yè)務(wù)。對于BRAS和OLT上連電路，目前以10GE顆粒為主;對于政企客戶(hù)接入，GE以下顆粒一般采用PON、PTN/IP RAN接入，GE及以上采用OTN接入。根據OTN業(yè)務(wù)承載現狀可以得出：

  a) BRAS和OLT安裝在綜合業(yè)務(wù)區內的匯聚機房，分布相對固定，數量有限，與OTN組網(wǎng)架構相匹配，其上連電路適合用OTN承載。

  b) 政企客戶(hù)分布廣泛，數量眾多，且以小顆粒電路為主，GE及以上顆?？蛻?hù)承載在OTN上，但由于目前OTN網(wǎng)絡(luò )僅部署到匯聚層，離末端客戶(hù)相對較遠，接入不便。

  考慮到政企客戶(hù)是三大運營(yíng)商后期發(fā)展的重點(diǎn)，如何組建和優(yōu)化OTN接入層是發(fā)展政企客戶(hù)的關(guān)鍵。本文主要探討適應政企客戶(hù)接入的灰光OTN組網(wǎng)方式，同時(shí)該方式也具備VC功能，適合后期末端SDH的接入。

  02 彩光和灰光技術(shù)比較

  ITU-T G.709協(xié)議定義了OTN接口的信息結構，如圖2所示，OTM-n.m為完整功能OTM接口，OTM-0.m和OTM-nr.m為簡(jiǎn)化功能OTM接口。這幾種接口的速率和幀格式均符合ITU-T G.709建議，為標準OTN接口。目前在核心匯聚層廣泛使用的OTN設備接口為OTM-n.m，又叫彩光接口。灰光接口的信息結構為OTM-0.m，即為簡(jiǎn)化功能OTM接口。

圖2 OTN接口結構(G.709協(xié)議)

  彩光接口和灰光接口的比較如表1所示，彩光接口通道多、容量大，需要單獨配置光子架，比如目前核心匯聚層廣泛使用的80×100G OTN。灰光接口為單通道，不需要配置光子架。

表1 彩光和灰光接口比較

  在具體組網(wǎng)上，以中國移動(dòng)某分公司某廠(chǎng)家OTN網(wǎng)絡(luò )為例，灰光和彩光模式的優(yōu)劣比較如表2所示，該公司核心匯聚層已部署某廠(chǎng)家OSN9800設備并組建80×100G環(huán)網(wǎng)，在接入機房部署OSN1800V設備，采用灰光模式或彩光模式上連匯聚層，在同是單通道10G速率下比較，后續章節會(huì )對單通道速率的選擇進(jìn)行具體分析。

表2 彩光和灰光優(yōu)劣比較

  從表2對比可以看出，采用灰光模式對二級匯聚點(diǎn)影響最小(二級匯聚點(diǎn)利舊現有板卡，不用額外占用機房空間和電源功耗)，價(jià)格也最低。但后期如需擴容，需增加1對纖芯，考慮到接入層纖芯豐富，纖芯問(wèn)題不是瓶頸。

  03 灰光OTN組網(wǎng)方式和組網(wǎng)方案

  灰光OTN的組網(wǎng)方案要考慮3個(gè)問(wèn)題，一是選擇灰光OTN的部署場(chǎng)景，二是選擇灰光OTN的單通道速率，三是選擇灰光OTN的組網(wǎng)結構。

  3.1 部署場(chǎng)景

  隨著(zhù)5G的迅猛建設，中國移動(dòng)將綜合業(yè)務(wù)區進(jìn)一步細分為業(yè)務(wù)匯聚區，每個(gè)業(yè)務(wù)匯聚區設置一個(gè)業(yè)務(wù)匯聚機房，收斂本區域7~8個(gè)5G宏站的接入需求。中國移動(dòng)建設了大量的業(yè)務(wù)匯聚機房，這些業(yè)務(wù)匯聚機房的條件好于基站，數量眾多，是OTN接入層設備部署的理想位置。同時(shí)，1G及以上大顆粒專(zhuān)線(xiàn)相對來(lái)說(shuō)較少，中國移動(dòng)1G及以上專(zhuān)線(xiàn)占所有專(zhuān)線(xiàn)的比例不超過(guò)10%，所以灰光OTN接入層的建設應在熱點(diǎn)區域進(jìn)行，不可盲目建設。

  OTN接入層以綜合業(yè)務(wù)區為單位，分場(chǎng)景進(jìn)行OTN接入環(huán)建設，如圖3所示。

  場(chǎng)景1：未建設匯聚點(diǎn)的綜合業(yè)務(wù)區。綜合業(yè)務(wù)區無(wú)一、二級匯聚點(diǎn)(未覆蓋OTN的重點(diǎn)業(yè)務(wù)區)，選擇1個(gè)條件較好的自有業(yè)務(wù)匯聚機房部署OTN接入設備，掛接在相鄰綜合業(yè)務(wù)區匯聚OTN上。

  場(chǎng)景2：已建設匯聚點(diǎn)的綜合業(yè)務(wù)區。在明確有大量業(yè)務(wù)需求的區域，選擇1個(gè)條件較好的自有業(yè)務(wù)匯聚機房(無(wú)業(yè)務(wù)匯聚也可選擇一、二級匯聚)，部署OTN接入設備，掛接在匯聚OTN上。

  場(chǎng)景3：鄉鎮、農村。暫時(shí)不考慮下沉OTN接入環(huán)，零星業(yè)務(wù)就近接至匯聚層OTN機房或骨干OTN機房。

圖3 OTN接入環(huán)部署場(chǎng)景

  3.2 單通道速率

  目前灰光OTN使用比較廣泛的是單通道10G和單通道100G，性能比較如表3所示?？紤]到OTN核心、匯聚層已比較完善，且帶寬比較富裕(100G/200G)，同時(shí)單通道10G速率對現網(wǎng)影響相對較小，建議OTN接入環(huán)采用單通道10G速率，后續可按需擴容至N×10G，滿(mǎn)足大顆粒業(yè)務(wù)的承載需求。

表3 10G和100G比較

  3.3 組網(wǎng)結構

  考慮到OTN承載的專(zhuān)線(xiàn)帶寬都在GE及以上，所以10GE OTN接入環(huán)節點(diǎn)建議在2個(gè)節點(diǎn)以?xún)?，可選擇V形或口字形組網(wǎng)，如圖4所示。

圖4 V字形和口字形組網(wǎng)

  在相同網(wǎng)絡(luò )容量下，比如同為2×10G，V字形和口字形均需使用2對纖芯，纖芯消耗量一致，所以2種拓撲的優(yōu)劣僅需從端口占用情況進(jìn)行比較，V字形和口字形拓撲比較如表4所示。在相同帶寬情況下，V字形更節省端口;而在建網(wǎng)初期，V字形由于容量大，占用匯聚點(diǎn)端口也更多。

表4 V字形和口字形拓撲比較

  總體來(lái)看，V字形拓撲組網(wǎng)靈活，初期容量大，業(yè)務(wù)密集區域可優(yōu)先選擇V字形組網(wǎng)，一般區域可選擇口字形組網(wǎng)。后期隨著(zhù)OTN接入環(huán)規模的擴大，新增業(yè)務(wù)匯聚OTN可開(kāi)環(huán)加節點(diǎn)、穿入原有V形拓撲。

  接入OTN需雙路由上連至匯聚點(diǎn)(這2個(gè)匯聚點(diǎn)要在同1個(gè)匯聚OTN環(huán)上)，以滿(mǎn)足雙歸要求，提高OTN網(wǎng)絡(luò )安全性。具體可分為2種場(chǎng)景，一是只有一級OTN匯聚環(huán)的場(chǎng)景，這時(shí)接入OTN下掛在匯聚點(diǎn)下即可;對于部分具有兩級匯聚OTN結構的場(chǎng)景，OTN上連有3種模型，詳見(jiàn)圖5。

圖5 接入層OTN組網(wǎng)方式

  04 灰光OTN業(yè)務(wù)接入方式

  引入OTN接入層后，對不同客戶(hù)根據帶寬、業(yè)務(wù)等級進(jìn)行接入，集客接入方式如圖6所示。對于單樓宇單客戶(hù)或者多樓宇單客戶(hù)，適用于模型1和模型2;對于單樓宇多客戶(hù)，適應于模型3。

  模型1：10GE及以上顆?？蛻?hù)。對于普通級客戶(hù)，一般采用單路由，無(wú)需保護，可從客戶(hù)光纖直驅至匯聚OTN設備開(kāi)通;對于高等級客戶(hù)，要求雙路由，有保護，可通過(guò)在客戶(hù)端放置CPE灰光上連匯聚OTN開(kāi)通。

  模型2：GE~10GE(不包括10GE)顆粒以下客戶(hù)。根據客戶(hù)的等級，選擇光纖直驅或CPE灰光上連業(yè)務(wù)匯聚OTN(接入OTN)開(kāi)通。

  模型3：?jiǎn)螛怯疃嗫蛻?hù)。一般為中小型企業(yè)，帶寬為GE~10GE(不包括10GE)，若該樓宇除了本期新增的客戶(hù)需求，后期還有業(yè)務(wù)需求，且預估總帶寬超過(guò)1G，可在樓內機房下沉一端OTN接入設備，雙路由上連至匯聚點(diǎn)，該OTN設備與業(yè)務(wù)匯聚機房的接入OTN設備平級。樓宇內客戶(hù)選擇光纖直驅至該OTN設備接入。

圖6 集客接入方式

  業(yè)務(wù)匯聚機房下沉的接入OTN設備需具備VC能力(目前主流廠(chǎng)家的OTN設備均已具備VC能力)，后期如需接入末端SDH設備(老SDH客戶(hù)端割接入網(wǎng))，僅需在接入OTN設備上增配相應板卡，即可實(shí)現SDH設備的接入能力，SDH客戶(hù)端接入如圖7所示。

圖7 SDH客戶(hù)端接入

  05 總結

  本文提出的灰光OTN組網(wǎng)方式和組網(wǎng)方案實(shí)現了接入層OTN的類(lèi)SDH組網(wǎng)，一方面節省了機房的空間與功耗，另一方面也降低了投資，同時(shí)，類(lèi)SDH組網(wǎng)方式也更符合網(wǎng)絡(luò )維護人員的習慣。灰光作為標準的OTN接口，主流廠(chǎng)家均已支持，本文所述的組網(wǎng)方式、組網(wǎng)方案和接入方式不但適用于中國移動(dòng)，對其他網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)商的OTN網(wǎng)絡(luò )也具有參考意義，具有一定的推廣價(jià)值。

  作者簡(jiǎn)介：

  李志強，畢業(yè)于南京郵電大學(xué)，高級工程師，碩士，主要從事傳輸網(wǎng)絡(luò )的咨詢(xún)、規劃與設計工作。