邁入全光網(wǎng)2.0時(shí)代 OTN必將大有可為

  利用光進(jìn)行信息傳輸的方式可以說(shuō)歷史悠久，古時(shí)代的“烽火臺”就已經(jīng)讓人們體驗了通過(guò)光來(lái)傳輸信息的便捷性。然而，這種原始的光通信方式比較落后，受限于肉眼可見(jiàn)的傳輸距離，可靠性并不高。隨著(zhù)社會(huì )信息傳遞的發(fā)展需求，進(jìn)一步促進(jìn)了現代光通信的誕生。

  開(kāi)啟現代光通信技術(shù)

  1800年，亞歷山大·貝爾(Alexander Graham Bell)發(fā)明了“光話(huà)機”。

  1966年，英籍華人高錕提出了光纖傳輸理論，但當時(shí)光纖損耗高達1000dB/km。

  1970年，石英光纖和半導體激光器技術(shù)的研發(fā)，使得光纖損耗降低到20dB/km，且激光強度高、可靠性強。

  1976年，光纖技術(shù)的繼續發(fā)展，使得損耗已減小至0.47dB/km，這意味著(zhù)傳輸媒質(zhì)的損耗問(wèn)題已解決，推動(dòng)了光傳送技術(shù)的蓬勃發(fā)展。

回顧傳送網(wǎng)發(fā)展歷程

  傳送網(wǎng)歷經(jīng)四十余載時(shí)間，總結來(lái)看經(jīng)歷了PDH、SDH/MSTP、WDM/OTN、PeOTN的技術(shù)發(fā)展和代際革新。

  第一代提供語(yǔ)音服務(wù)的有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )，采用了PDH((Plesiochronous Digital Hierarchy，準同步數字體系)技術(shù)。

  第二代提供Web上網(wǎng)服務(wù)和TDM專(zhuān)線(xiàn)，采用了SDH(Synchronous Digital Hierarchy，同步數字體系)/ MSTP(Multi-Service Transport Platform，多業(yè)務(wù)傳送平臺)技術(shù)。

  第三代開(kāi)始支持視頻業(yè)務(wù)和數據中心互聯(lián)，采用了WDM(Wavelength Division Multiplexing，波分復用)/ OTN(Optical Transmission Network，光傳送網(wǎng))技術(shù)。

  第四代保障4K高清視頻和品質(zhì)專(zhuān)線(xiàn)體驗，采用了PeOTN(Packet enhanced OTN，分組增強型OTN)技術(shù)。

  在早期前兩代發(fā)展階段，面向語(yǔ)音服務(wù)、Web上網(wǎng)以及TDM專(zhuān)線(xiàn)業(yè)務(wù)，以SDH/MSTP同步數字體系技術(shù)為代表，支持Ethernet，ATM/IMA等多種接口接入，可以將CBR/VBR等不同業(yè)務(wù)封裝到SDH幀中，物理隔離硬管道，聚焦低速小顆粒業(yè)務(wù)承載。

  進(jìn)入第三代發(fā)展階段后，隨著(zhù)通信業(yè)務(wù)容量迅速增長(cháng)，特別是視頻、數據中心互聯(lián)業(yè)務(wù)帶動(dòng)了網(wǎng)絡(luò )帶寬的提速。以WDM技術(shù)為代表的光層技術(shù)，使一根光纖承載更多業(yè)務(wù)成為可能，特別是DWDM(密集波分復用)技術(shù)已經(jīng)在國內各大運營(yíng)傳送網(wǎng)中得到了廣泛應用，徹底解決了傳輸距離、帶寬容量的問(wèn)題?？v觀(guān)網(wǎng)絡(luò )建設規模，80 × 100G在長(cháng)距離干線(xiàn)上已經(jīng)成為主流，80 × 200G本地網(wǎng)和城域網(wǎng)中發(fā)展迅速。

  面向視頻、專(zhuān)線(xiàn)等綜合業(yè)務(wù)承載，要求底層的傳送網(wǎng)需要具備更多的靈活性和智能性，因此，OTN技術(shù)逐漸浮出水面。OTN是由ITU-T G.872、G.798、G.709 等協(xié)議定義的一種全新的光傳送技術(shù)體制，它包括光層和電層的完整體系結構，對于各層網(wǎng)絡(luò )都有相應的管理監控機制和網(wǎng)絡(luò )生存性機制。從目前國內建網(wǎng)趨勢來(lái)看，OTN已經(jīng)成為傳送網(wǎng)的標準，特別是在運營(yíng)商的本地網(wǎng)、城域網(wǎng)建設中，基本都采用了基于電層交叉的OTN技術(shù)，利用支線(xiàn)路分離的架構，實(shí)現網(wǎng)絡(luò )側和線(xiàn)路側的解耦合，大幅提升了組網(wǎng)的靈活性和業(yè)務(wù)的快速開(kāi)通和布署能力。

      面向業(yè)務(wù)承載網(wǎng)轉型

  面向社會(huì )經(jīng)濟各個(gè)領(lǐng)域的數字化轉型進(jìn)一步加速，帶來(lái)了整個(gè)ICT行業(yè)和數字經(jīng)濟的并行發(fā)展，推動(dòng)并引發(fā)了行業(yè)的深刻變革。隨著(zhù)垂直行業(yè)涌入大量的創(chuàng )新型企業(yè)，正在不斷重構傳統行業(yè)和的運營(yíng)模式和商業(yè)模式，其中包括：金融、政務(wù)、醫療、教育、工業(yè)等各領(lǐng)域。面對日與俱增的高品質(zhì)、差異化的業(yè)務(wù)連接訴求，PeOTN技術(shù)逐步開(kāi)始廣泛應用。

  從傳送管道角度看，L0、L1和L2各具特點(diǎn)：

  ·L0和L1層提供以波長(cháng)λ和子通道ODUk為代表的剛性“硬”管道，大帶寬、低時(shí)延是其主要優(yōu)勢。

  ·L2層能夠提供彈性的“軟”管道，管道帶寬與業(yè)務(wù)完全匹配且隨業(yè)務(wù)流量的變化而變化，靈活、按需是其主要優(yōu)勢。

  融合SDH/MSTP/MPLS-TP對小顆粒業(yè)務(wù)承載的優(yōu)勢，形成L0+L1+L2的傳送網(wǎng)方案，構筑了多業(yè)務(wù)傳送平臺PeOTN，打造一網(wǎng)多能的綜合承載能力。2009年，ITU-T擴展了OTN支持多樣化業(yè)務(wù)的傳送能力，正式將PeOTN納入標準。

  近幾年，全球運營(yíng)商紛紛發(fā)力政企專(zhuān)線(xiàn)市場(chǎng)，國內三大運營(yíng)商都在積極開(kāi)展OTN政企專(zhuān)網(wǎng)的建設，各省公司也大力投入，至今已有超過(guò)30個(gè)省公司運營(yíng)商開(kāi)通了OTN高品質(zhì)專(zhuān)網(wǎng)，并發(fā)布了基于PeOTN的高價(jià)值專(zhuān)線(xiàn)產(chǎn)品，推動(dòng)將光傳送網(wǎng)從“基礎資源網(wǎng)”走向“業(yè)務(wù)承載網(wǎng)”。

  成立于中國的NGOF(下一代光網(wǎng)絡(luò )論壇)聯(lián)合業(yè)界專(zhuān)家共同組建了一個(gè)專(zhuān)線(xiàn)技術(shù)項目組，致力于制定專(zhuān)線(xiàn)發(fā)展的規范，2018年和2019年，NGOF連續發(fā)布了《面向云時(shí)代的高品質(zhì)專(zhuān)線(xiàn)技術(shù)白皮書(shū)》，闡述了OTN品質(zhì)專(zhuān)線(xiàn)的五星級評價(jià)體系。

  同時(shí)，OTN網(wǎng)絡(luò )在開(kāi)放和解耦方面也在持續創(chuàng )新發(fā)展，并且取得了很好的成績(jì)。

  2018年11月，北京聯(lián)通正式發(fā)布了“Smart Link”智慧專(zhuān)線(xiàn)，基于PeOTN網(wǎng)絡(luò )的SD-OTNN智能管控平臺，貫穿打通政企專(zhuān)線(xiàn)的全流程服務(wù)。

  2019年10月，中國移動(dòng)在SOTN(SDN OTN)政企專(zhuān)網(wǎng)上，完成OTN CPE在轉發(fā)和管控的兩層解耦。在轉發(fā)解耦上，本地網(wǎng)OTN CPE與干線(xiàn)設備異廠(chǎng)商通過(guò)IrDI接口互通，并實(shí)現管控信息透傳;在管控上，OTN CPE與SDN控制器解耦，實(shí)現移動(dòng)自研或第三方控制器控制OTN CPE。

  2020年5月，上海聯(lián)通完成“SDH + PeOTN”一體化升級，通過(guò)在OSS系統加載SD-OTN，實(shí)現SDH和PeOTN跨域、跨網(wǎng)的統一管控，支持端到端業(yè)務(wù)的快速開(kāi)通、帶寬在線(xiàn)靈活調整等。 賦能全行業(yè)創(chuàng )新應用。

  中國在全光網(wǎng)的發(fā)展上一直走在世界前列，并持續引領(lǐng)著(zhù)光產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向。由此引出了全光網(wǎng)發(fā)展的兩個(gè)產(chǎn)業(yè)代際：以全光纖網(wǎng)為特征的全光網(wǎng)1.0時(shí)代，以全光自動(dòng)調度為特征的全光網(wǎng)2.0時(shí)代。伴隨國內三大運營(yíng)商相繼開(kāi)啟ROADM/OXC、200G/400G、光網(wǎng)自動(dòng)化管控系統的商用部署，中國已經(jīng)全面邁入全光網(wǎng)2.0時(shí)代，由此也為行業(yè)創(chuàng )新應用的孵化創(chuàng )造了更多可能性。

  全光網(wǎng)基于光纖介質(zhì)傳輸，具有天然硬隔離的屬性，是安全性最高的信息傳輸技術(shù)，不僅可以提供可保障的帶寬速率，配合ASON技術(shù)，支持最高可達99.999%的安全等;基于端到端的全光網(wǎng)，波長(cháng)一跳直達，可以提供確定性的低時(shí)延保障，傳輸時(shí)延可達微秒級;基于光網(wǎng)自動(dòng)化管控系統，支持分鐘級的業(yè)務(wù)開(kāi)通，實(shí)現業(yè)務(wù)的在線(xiàn)自管理。

  隨著(zhù)NG OTN(下一代OTN，第五代)技術(shù)的出現，將為全光網(wǎng)走向千行百業(yè)奠定堅實(shí)基礎。2019年12月，在中國通信標準化協(xié)會(huì )(CCSA)完成下一代OTN技術(shù)行業(yè)標準立項;2020年2月，中國移動(dòng)在山東青島完成業(yè)界首個(gè)NG OTN現網(wǎng)試點(diǎn);2020年5月，中國電信率先完成M-OTN(Multi-service OTN)樣機測試，標志著(zhù)下一代OTN技術(shù)實(shí)現了里程碑式的突破。該技術(shù)支持更多的業(yè)務(wù)連接數，更高的網(wǎng)絡(luò )資源利用率，可以靈活適配各類(lèi)新興業(yè)務(wù)的按需承載需求。 以全光網(wǎng)2.0為代表的新型基礎設施建設作為數字經(jīng)濟的基石，將推動(dòng)OTN在新時(shí)代的浪潮中發(fā)揮更重要作用，助力中國數字經(jīng)濟的持續高質(zhì)量發(fā)展。