OTN在干线网中的规划思路及优势

龙 泉

烽火通信科技股份有限公司

当前通信网业务的主体已经由传统的TDM业务转为IP业务，为了更好地承载IP数据业务，光传送技术一直在发展各种IP承载技术，如PTN、IPRAN等。在干线传输网层面，传统的DWDM在组网能力和波长业务调度方面均比较固定，灵活性远不能真正高效地承载IP业务，OTN（光传送网）技术则可以较好地解决大颗粒IP业务的灵活承载问题。

OTN技术是DWDM的发展与面向全光网技术的过渡技术，在产品形态上以DWDM为基础平台，增加了OTH交换模块和G.709接口。在工程应用中，早期的OTN设备主要应用于本地网、城域网。近一年来，随着OTN设备在电交叉能力上的提升，在一些省级干线中也开始使用具备电交叉能力的OTN设备。据有关方面的数据显示，经过多年的发展，OTN设备已经基本取代了传统的DWDM设备。即使是在国家一级干线中，也基本上采有了简化版的OTN设备，即不支持电交叉功能、具备G.709接口功能的OTN设备。

1 OTN应用于干线传输网的规划思路

干线传输网的主要作用就是完成各业务节点的业务在长途网络中的传送，为了实现OTN在干线传输网的合理规划，主要考虑的因素包括中继段设计、网络容量选择、设备选用、保护方式选择和波长分配，各因素的规划思路简要阐述如下。

1.1 OTN中继段的设计

OTN源于DWDM的技术体制，在光域上与DWDM基本没有差异，所以OTN在中继段的设计完全可以照搬DWDM成熟的经验，重点需要考虑的是线路的衰减、色散、系统的非线性效应、OSNR预算以及不同波长速率的系统容限等，同时也要结合实际的线路条件和各节点的机房条件。当然，由于OTH电交叉单元的加入，OTN中大量的业务在OTN节点上完成了天然的电再生过程，所以OTN干线的中继段设计往往比传统的DWDM更简单。

1.2 网络容量选择

网络容量的选择一方面要确定波长数，另一方面要确定单波长的速率。用一句话来概括，“网络容量的选择，要结合现有业务的速率、网络中最大复用段的波长数量以及面向未来的可扩展能力进行多方面考虑”。

1.3 各节点OTN设备选用

OTN设备的选用需要分别从光层和电层能力上进行考虑。光层能力主要依据网络容量来确定，如40×10 Gbit/s的网络容量，就必定要求选择支持至少40个波长和单波10 Gbit/s速率的OTN设备。而对电层能力的考虑有两个思路：一个是直接按满容量来预算电交叉容量的需求，如40×10 Gbit/s的环网节点，满容量的交叉能力需求就是2×40×10 Gbit/s=800 Gbit/s；另一个是按各节点需要完成的现有业务电层交叉所需要的容量来预算，同时考虑给予一定扩容空间。最好的办法是两者相结合，先看最大可能需要的电交叉容量，然后再对现有业务的容量进行分析，综合分析两种容量需求后，最终确定在各节点上需要采用什么能力的OTN设备。

1.4 保护方式选择

OTN的保护方式非常丰富，在工程应用中，最主要的保护方式有基于业务层的保护，基于光层的OCh（1+1）、OMSP和OLP（1:1、1+1）保护以及基于电层的ODU k SNC（1+1）和ODU k SPRing保护。不同的保护方式特点不同，在选择OTN的保护方式时，一定要分析业务对于保护的需求是什么。一般的规律是：SDH业务 （如10 Gbit/s、2.5 Gbit/s环网业务）采用基于业务层的保护，集中式专线业务 （如GE、10GE、2.5 Gbit/s专线业务）采用电层ODU k SNC（1+1）保护，分布式专线业务采用电层ODU k SPRing保护。当然，考虑到电交叉单元容量的问题，也可以适当地选用光层的OCh和OMSP保护。

1.5 波长规划思路

OTN的波长规划思路与DWDM类似，但有所不同，总的来说，OTN波长规划综合了DWDM波长规划和SDH时隙规划两者的特点。笔者通过多个工程设计的实践，总结了一套较为容易掌握的规划思路。

OTN波长规划可以从速率的级别、保护方式和是否跨环业务3个维度来逐级规划各类业务在OTN中的分布，基本规律如下。

·速率的级别：按由高到低的顺序，即既有10 Gbit/s又有2.5 Gbit/s的时候，先规划10 Gbit/s业务波道。

·保护方式：按业务层保护、复用段环保护（如ODU k SPRing）和子网连接保护（如ODU k SNC（1+1））的顺序进行规划。

·是否跨环业务：按先环内业务再跨环业务的顺序进行规划。

通过以上思路进行的波道规划，不论是在设计环节还是在工程应用环节均较为清晰，不易出现波长混乱的问题。同时由于一个工程往往是分多期建设，在实际工程设计中可以考虑给不同的业务类型按波长编号进行预留式规划，如1~10号波长规划为10 Gbit/s SDH业务，11~15号波长规划为10GE业务，16~20号波长规划为2.5 Gbit/s波长租用业务，其余波道规划为GE业务。

2 OTN应用于干线传输网的优势

OTN在传送能力、保护能力以及业务承载能力方面相对于DWDM均有明显的优势，主要表现在以下3方面。

（1）传送距离更远，组网能力更强，且线路设计更简单

传统的DWDM没有定义G.709接口，其传输距离的提升主要依靠光放大器实现，但光放大器的叠加，会迅速累积噪声，造成OSNR的下降，所以其传输距离有限，一般在网络规划时每600 km就要考虑电再生以延长传输距离。而OTN一方面具备了G.709接口，在OSNR容限上要优于DWDM；另一方面，由于引入了OTH电交叉模块，在每个节点上所有波长均经过了天然的光-电-光的过程，所以在传输距离和组网能力上均优于传统的DWDM网络。在干线传输网的规划设计中，OTN对于OSNR的预算的复杂性要比DWDM少得多，从而大大简化了干线传输网的设计工作。

（2）保护能力更完善

OTN支持基于电层的ODU k SNC（1+1）和SNRing保护方式，电层的保护在判决条件方面非常丰富，包括ODU k层面的各类告警信号，如RS-LOF、RD-SD、OTN-LOF、ODU k-AIS、PM-BIP8-SD等，而DWDM只支持基于光层的保护，倒换主要依赖于光功率的判决，所以采用OTN，可以给干线传输网更全面的保护。尤其在有多个环网（环切环、环套环）的情况下，对于单个跨环业务信号，DWDM无法做到完善的端到端保护，而OTN采用电层的ODU k保护则可轻松实现。

（3）业务承载能力更强，业务调整规划更简单

在干线网络中，往往存在波长速率大于业务速率的问题，如采用10 Gbit/s的波长速率来承载GE或2.5 Gbit/s接口。在传统的DWDM系统中，由于所有的波长业务均为点对点开通，所以GE和2.5 Gbit/s业务在DWDM网络中的承载只有两种方案，一种是直接调制，此方案简单易实现，但单个波长的速率与业务速率相同，对于网络容量是一个极大的浪费；另一种是多个业务接口采用T-MUX的方式复用为一个完整的波长速率，此方式解决了容量浪费的问题，但灵活性极差，尤其是在多个节点之间均有少量的GE或2.5 Gbit/s业务时，每个节点经过复用和解复用后才能充分利用波长速率，且保护极难于规划。而OTN采用了基于ODU k的电交叉模块，所有的业务接口只需要接入OTN设备的支路接口单元，就能够通过ODU k交叉单元复用到线路单元进行传送，一方面业务的规划简化了，另一方面业务保护也易于实现，且大量地减少了建网成本。

3 烽火通信OTN产品在干线传输网中的优势

作为全球领先的光通信设备供应商，烽火通信科技股份有限公司（以下简称烽火通信）在新一代IP业务承载技术方面做了很多有效的工作，全系列OTN产品更是在多次运营商测试中成为行业的标杆。目前烽火通信已经形成全系列的产品，包括干线传输网的FONST 5000和FONST 4000、面向汇聚层的FONST 3000产品以及面向接入层的FONST 1000产品。在干线网络中应用烽火通信OTN产品的优势包括以下几个方面。

（1）完善的保护机制

烽火通信OTN系统支持基于光层的复用段、光通道的1＋1和1∶N保护，支持基于电层的ODU k SNCP和SPRing保护。

设备对于关键单元同样支持1+1保护，如核心交叉时钟盘、网管盘、电源盘等。

（2）超长距离的传输功能

烽火通信具有丰富成熟的超常规长距离DWDM系统工程应用实例和经验，也承担了国家“863”项目“ULH超长距离无电传输项目”研发课题，在实验中利用拉曼光纤放大器、超强FEC技术及功率色散管理实现无电传输大于3 000 km，并成功通过“863”项目专家组和中国电信集团公司的验收。

烽火通信全系列OTN设备支持G.709封装，采用FEC和SFEC技术，可提高系统编码增益，使其达到3 dB和9 dB，提高系统的信噪比容忍能力，保证系统容量，以支持高速率长距离传输。

（3）完善的OTN开销配置

烽火通信OTN产品引入了丰富的开销，具备完善的故障监测机制。通过对SM字节（OTU k层的段监测字节）各开销位的配置，可以对电再生段进行性能和故障监测；通过对PM字节（ODU k层的通道监测字节）各开销位的配置，可以对端到端的波长通道进行性能和故障监测。

（4）独特的功率控制技术

系统采用智能光功率控制、VOA（自动光功率调节）等技术，保障网络的长期稳定，提高了网络维护效率，降低了网络维护成本。

（5）易维护的光网络

系统集成了智能的光功率及色散调整技术，可保证系统接收端各通道OSNR、BER的一致性，方便业务的快速开通及维护。线路接口速率为40 Gbit/s时，支持自动色散补偿。

系统可提供内置的光谱分析单元，可在线对多个方向光信号的波长、功率、OSNR进行监测并给出图形化结果；提供内置OTDR功能的板卡，实现对链路光纤的老化预警、光纤故障初步定位等；可提供集成维护系统，方便系统故障的定位和维护。

（6）强大的网络规划工具OTNPlanner

烽火通信经过多年的研究和开发，研究实现了一批关键技术，推出了OTNPlanner智能波分网规划系统，让用户轻松完成OTN以及OTN与配套传输网（MSTP、PTN等）的网络规划设计；通过OTNPlanner与网管数据的实时交互，在第一时间内提出网络潜在风险以及改进建议。