OTN——全业务承载策略及应用

邢虎

【摘要】 提高网络带宽，仅仅靠FTTH是不够的，四川移动通过城域网OTN的部署，提升了现有网络的安全性和光纤资源的利用率，提高了大颗粒业务的承载能力，真正确保流量畅通，提升用户体验。

【关键词】 宽带建设；高端专线；移动承载；城域OTN

随着人们上网体验的内容从文本向音频、视频等流媒体的转移，带宽需求大增并不断冲击着城域网络，如何提升网络带宽成为城域网络新建或改造的重要课题。毕竟，规模部署FTTH仅仅是解决最后一公里的问题，而城域网是大收敛比网络。因此，FTTH仅仅是出门第一步，还必须有城域网提供端到端的大宽带，才能解决一出门就塞车的问题，确保流量畅通，提升用户体验。

一、城域端到端宽带建设的需要

要提升城域网络的QoS，BRAS/SR直接与核心路由器连接（扁平化）是很好的优化手段。但由于汇聚路由器的淡出，BRAS/SR直驱到核心路由器，距离因此拉长，带来了多方面的挑战：核心层的光缆/管道需求压力大；光纤/管道端到端协调难、光纤熔接工作量增大；网络故障定位困难；BRAS/ SR/CR等设备往往需要长距离光模块，大大增加了建网成本；核心路由器40G端口自组网能力弱，光纤直驱无法满足。

而引入OTN来辅助实现城域宽带网络扁平化后，这些问题即可迎刃而解：一根光纤拥有80×40/100G的容量，大大减少了光纤消耗，降低了光缆管道的压力；开通业务不需要协调光纤、熔接光纤，满足了业务迅速开通的需求；路由器/BRAS只需要短距光模块就可上OTN网络传送。

当然，大型城市的BRAS/SR机房数量多，需要骨干、汇聚两层OTN网络架构才能很好地完成覆盖、实现灵活调度。而中小城市由于BRAS/SR机房数量不多，少数几个汇聚环就可以完成覆盖，因此不需要骨干层网络（骨干层就简化为两个中心节点）。也有个别城市的BRAS部署位置很高，因此，BRAS/SR机房数量少，骨干层OTN网络组网变得简单了，但OLT上行组网却相对复杂些。

OLT/DSLAM到BRAS之间的网络常常采用“光纤直驱+L2”方式建设，满足小带宽时代的网络需求。但随着网速的不断提升，一个GE端口上行已经无法满足OLT/DSLAM需求，往往需要2/4×GE捆绑提供带宽，需要更多的光纤，因此，光纤/光缆压力倍增。

从流量上看，n×GE上联中的带宽比较饱和，再经L2汇聚进行收敛的必要性不大，因此L2定位逐步模糊甚至退出。从业务上看，VoIP/IPTV/VOD等业务的引入推动多边缘网关部署，OLT/DSLAM上行需要更多的光纤，进一步加大了光纤直驱建网模式对光缆的压力。因此，接入层网络需要引入OTN，实现OLT/DSLAM到BRAS/SR之间的传送，缓解持续膨胀的光缆压力，提供光层网络保护，提升网络安全性，给用户提供更高品质的网络体验。

二、大带宽高端专线的需要

家庭带宽的迅速提升，用户对流媒体的感官体验不断强化，使得个体对视频的依赖性不断增强，同时也推动企业的专线业务脱离纯文本和语音形式，逐步转向电子白板、会议电视等丰富的专线业务，这些业务既大幅削减了企业的出差成本，又为低碳环保做出了积极贡献。而企业专线业务的丰富将对企业带宽的迅速提升提出需求，促使企业专线带宽不断升级，告别原来的FE口，逐步向GE端口演进。

当前，为企业专线服务的城域网络只有SDH网络和路由器组网两种模式。路由器组网由于QoS、安全性等问题，一般不会被企业高端专线选择；而SDH网络能提供物理隔离以及绝对的QoS保证、完善的网络保护，这些都是高端专线的重要需求。因此，已有的企业高端专线大都是基于SDH网络开通。但SDH网络带宽提供能力有限，难以满足大量GE及以上大带宽专线需求，数据网络专线的QoS和网络安全性也无法保障。而OTN网络可以通过部署端到端波长、子波长业务开通专线，满足大带宽、高QoS、高网络安全、物理隔离等要求，是大带宽高端专线的最佳技术选择。

三、面向未来的移动承载的需要

我们知道，一个拥有6000个基站的城市就约需要建设750个10GE接入环，50个100GE汇聚环。而100GE分组线卡在当前需要很高端的路由器才能支持，且由于100GE路由器无法自组网，还需要建设一张100GE的OTN/WDM配套网络，这样一来，网络建设的成本和功耗都会很高。

在流媒体逐步为主导的上网体验中，固定网络的汇聚比尚且在不断降低以提高用户体验，无线传送网络当然也不会用追求汇聚比来降低建网成本，而且，采用分组设备建设100GE汇聚层，更多是起到透传的作用，不会做太多收敛，因此用100GE逐点汇聚的方式建网，成本和功耗都不理想。

而引入OTN，可以方便地把1个大型的PTN环网改造成多个PTN汇聚环网外挂接入环的方式，优化IP RAN网络架构。汇聚节点对业务进行收敛处理后，再通过OTN网络直达骨干层，实现PTN扁平化，提升带宽能力和QoS能力以及节约大量的光纤资源。

四、四川移动业务IP化、宽带化推动城域OTN部署

四川移动全业务的全面发展和推进，多种类型的业务传送需求呈爆炸式增长，传送网要适应大颗粒、IP化、多业务接口接入的要求，四川移动乡镇节点的带宽已由原有的FE逐步升级改造为GE，IP城域网的带宽也从GE逐步升级扩容为10GE，原有SDH网络带宽已无法支撑现有业务发展。为此，四川移动逐步引入波分建设，以满足GE以上的大颗粒业务承载。而伴随城域网宽带、移动制式、流媒体业务的高速发展，以及IP城域网结构的扁平化演进，城域OTN的建设需求也逐渐加大。因此，在建设省干波分网络的同时，四川移动也开始部署城域波分网络。

为了实现中心发达城区宽带用户的覆盖，更多的管道资源被分配给FTTH接入网使用，但矛盾的是，接入网的带宽提速带来核心汇聚层面IP城域网更多数据链路的扩容，从而造成了一系列问题：

路由高“逻物比”：大量逻辑路由同一个物理路由，当物理路由中断时，业务难以满足电信级50ms倒换时间；网络的扁平化，增加了BRAS与CR之间的路由长度，使光口成本增加。

保护能力弱：倒换响应时间慢；物理链路中断容易造成数据拥塞。

光缆资源占用高：大量的GE、10GE、POS光口直连消耗了大量光纤；随着FTTH部署，及移动网络、IP业务的发展，部分区域已呈现出光缆资源紧张的现象；光纤建设和维护成本不断增长。

经过对比论证，四川移动采用OTN技术构建城域IP承载网，覆盖所有重要端局节点，实现IP城域网大颗粒业务的高效承载。我们认为，OTN具备“大容量、灵活调度、可靠保护、高效管理”等特点，能够更好满足大颗粒IP业务的承载需求，实现业务层与物理层的隔离，提供更可靠的业务传送。

五、城域OTN的多重优势

5.1 降低IP端口成本

IP城域网在采用OTN承载后，路由器可将昂贵的10G POS口更换为10GE光口与OTN对接，节省了大量的光口投资。同时，采用OTN网络后，路由器不再需要长距离光口对接，均可采用短距离光口在局内直接与OTN对接，大大节省了IP城域网扩容投资。不仅如此，在后续的IP设备采购中，路由器采购短距光板，可节省投资，且实施简单。以2014年凉山移动新增各类电路为例，采用OTN后，IP城域网统一采用短距光口承载在OTN网上后，相比之前采用光纤直驱的方式可节约101万投资，如表1所示。

5.2 节约局间中继光缆资源

IP城域网业务由OTN系统进行承载后，为四川移动节约了大量中继光缆资源及其投资，表2以2014年新增各类电路规模为例，对节约中继光缆投资情况进行测算。

5.3 提高带宽资源利用率

相对于传统的WDM技术，OTN引入业务交叉功能，实现线路侧与支路侧业务板件分离，同时可实现多种子速率业务的汇聚功能，大大提升了业务调度的灵活性，及带宽的利用效率。同时，四川移动的业务主要为GE/2.5G/10GE，其中GE和2.5G业务可在10G波道中混传，采用支线路分离设计支持共用支路板（TOM板），可有效节约投资，同时大大提升波道使用效率。

5.4 提升网络安全性能

视频业务和云计算等新技术的部署对网络质量提出了更高的要求，一直以来，MSTP作为多业务的承载平台，能够提供灵活调度的2M业务、支持50ms的保护倒换，造就了一张高质量的传送网。现在，GE正逐步取代2M成为IP化传送的基本颗粒，因此，保证大量GE的灵活调度和高质量的保护，成为云南电信引入城域OTN的初衷。

另一方面，市政建设和房地产市场的繁荣，对城域光缆的破坏作用日益明显，频繁的光缆故障是需要城域OTN这样的传送网来隔离的。不仅如此，光缆故障的恢复时间一般为6到8个小时，在这期间如果再次发生故障，对于整个城域网将是灾难。OTN技术可提供多种保护方式，大大提升网络运行可靠性，四川移动在主要发达城市城域网采用OTN组网，有效避免了现网逻物比过大的缺点，提升了全网的安全性。

六、构建一张无缝覆盖的OTN网络

四川移动城域OTN网络已逐步形成一定规模，目前各地市现网还有一张覆盖县区节点的郊县OTN网络，在组网、调度、维护等方面，城域OTN与郊县OTN都不是相互独立的网络，而是存在各个区域的业务跨网调度。因此，随着本地网光缆的建设，后续将逐步形成MESH型网络，将城区以及郊县的各重要节点实现无缝连接。

具体而言，第一步将在中心城区核心局点组建一张OTN系统的MESH核心环，下挂汇聚层OTN系统，用于核心局点间的大颗粒业务调度；第二步将现有城区及郊县OTN系统优化拆环，降低单环节点数，上联到核心环；同时补充两个汇聚OTN环路，做到城区及郊县重要汇聚节点的全覆盖。

未来，我们还会进行OTN网络接入层的延伸建设，在业务热点区域逐步引入盒式OTN设备承接PTN设备，满足重要客户专线及OLT大颗粒业务承载。我们的最终目标是构建一张无缝覆盖、灵活调度、安全可靠的OTN网络，满足大颗粒业务的灵活、端到端调度。