100G OTN在本地传送网中的应用策略

曾琦良

【摘要】 本文简单介绍项目管理和成本控制的概念，传输管线工程的成本各项组成部分及在总成本中所占的比重，分析影响传输管线工程建设成本的各部分的因素；详细叙述了在工程各个阶段中对成本进行有效控制的具体措施。

【关键词】 传输 管线 成本控制

通信带宽的需求正迎来一个前所未有的时代。4G移动互联网、在线高清视频、在线游戏、电子商务、云储存云计算、物联网、以及企业专线等各种新兴业务的爆发式增长，对底层传送网提出了极大的挑战，旧有的10G/40G系统已经无以为继。同时，新一代的100G OTN系统在理论及硬件上均已成熟，标准制订、设备开发、系统调试已相继完成。在带宽需求不断增长的压力推动下，100G OTN网络正大踏步走向全面商业化的时代。

目前，100G OTN系统已在干线传送网中规模部署，毫无疑问，100G OTN系统在大型本地传送网的部署将指日可待。本文从100G OTN技术背景和本地传送网业务需求入手，将从设备选型、业务保护通路配置、混传及配电散热方面探讨100G OTN系统在本地传送网中的应用策略。

一、背景

1.1 100G OTN系统技术背景

早在2010年左右，IEEE、ITU-T、OIF等就分别对100G系统以及 OTN技术做出了相关标准的制订，并且得到了设备商的支持与推动，这为100G OTN系统的发展打下了坚实基础。

2012年，100G网络开始在部分欧美地区展开规模化商用部署；同年在国内，三大运营商也陆续开始了对100G的实验室测试。其中，中国移动在2012年4月启动了最大规模的测试，并在随后6月选取了杭州到福州的国家干线率先试点开通干线100G传送网，截至当前，100G OTN已在省内干线大规模应用。运营商之所以如此积极地推动骨干网络的升级换代，很大程度是由于日益增长的业务流量与网络带宽等的压力。而对大中型城市来讲，本地传送网同样面临流量增长带来的巨大挑战。因此，随着骨干网络部署工作的顺利推进，100G OTN在本地网络的规模化应用已可展望。

1.2 本地传送网特点

本地城域网属于大收敛比网络，然而在网络应用由简单的网页和邮件的时代逐渐转向在线视频，数据量增大的同时，流量特点也由离散变成连续，汇聚交换机和汇聚路由器的价值已大大减弱，网络趋向于扁平化。

另外，同一数据平面承载多种业务，也给核心层带来很大压力。如果仍采用WDM网光纤直驱的建设模式，将使得光纤、管道、交接箱等资源快速枯竭，同时也不能充分发掘现有设备潜力；此外，传统WDM系统中不做数据配置，各业务分配的通道/波长固定，调度困难，也难以应付多业务运营需求。

100G OTN支持波长可调谐、支线路分离的OTU，在组网和网络规划方面的灵活性大大增加，可根据需要预先部署带宽池，再根据业务端配置相应板卡，快速满足业务需求，同时业务颗粒发生变化时，也能迅速更换板卡满足要求，同时回收原有带宽资源，有利于业务更改与扩容。

二、100G OTN在本地传送网中应用的必要性和可行性

2.1 必要性

在典型的全业务城域网传送网中，其承载的主要业务带宽需求如下表：

全业务运营后，近期和远期对于汇聚和核心层的带宽需求在100G之上。

与当前主流的10G/40G OTN相比，在网络切面流量超过100G时，100G OTN系统在单位带宽成本和单位带宽功耗上占优。

2.2 可行性

在100G发展初期，ITU-T、IEEE、OIF等标准组织已就100G接口、模块、调制接收方式、OTU帧结构进行了标准化定义，促进了整个100G产业链的快速成熟。

100G 系统采用了相干PDM QPSK码型技术，其最大特点是色度色散和DGD不受限，系统设计主要受限的参数为光纤衰减，因此在新建系统中，不需要配置DCM模块，系统设计相比10/40G更简单。

在成功部署10G/40G系统的光缆网络上，部署100G OTN系统不存在限制。同时，截至目前，100G产业链也已经完全成熟，主流设备商具备了大规模供货能力。

三、引入策略与部署方案

3.1 设备选型

城域网业务发展迅速，流向复杂，业务变更调整频繁，核心节点之间调度需求大增，对工程建设周期和业务开通周期更加敏感，由此建议：

引入大容量OTN交叉设备

城域核心节点尤其是超核节点之间超大容量需求明显，建议直接在城域网核心节点引入成熟商用的大容量OTN交叉设备（至少在1T交叉容量以上），边缘节点引入中等容量OTN交叉设备（至少在300G交叉容量以上）。

设备要求

线路带宽资源规划适当存量，减少工程建设周期和业务调测开通时间，满足业务快速开通和业务的快速调整；

由于城域网核心层数据以GE、10GE、2.5G PoS、10G PoS、40G为主，因此需要设备支持ODU0/1/2/3交叉。

接口IP化

城域核心路由器直接出以太网接口，例如GE/10G WAN/10G LAN，经OTN封装传送，无需配置长距离模块，节约成本；

实现10G和2.5G以下低速客户接口的归一化化工作，降低维护难度，减少备件，尤其是全网采用10G POS/10GE业务的统一单板可加快路由器10G POS向廉价的10GE LAN接口转换。

3.2 通路组织

为提高网络生存性，同类型业务或采用负荷分担的业务尽量利用两个平面的传输网络进行承载；紧密结合业务网电路组织原则，采取安全合理的通路安排策略，保证业务网电路端到端的可靠性；WDM光通道1+1安排以主备用物理路由距离最短，节点最少为原则，但应避免组成1+1保护的两条光通道（包括进局段）出现“同路由”的问题。

在OTN局站配置ODF，既可作为光调度用，也可用来终端外线光缆，所配连接器类型为FC/PC型。作为光调度用时可用于WDM设备与业务系统设备的连接，或WDM设备间各转接波道的连接及业务系统设备光支路接口与业务信号的连接等；ODF/DDF数量按满足本期所配OTU/SDH业务卡板数量配置，型号选择与机房原有型号一致，以保证机房美观和易于维护。

3.3 业务保护

对于承载SDH的波道，由于SDH系统本身具备50ms内的保护能力，因此不需要WDM层面提供保护。

随着网络IP化的引进，大量的数据网业务将大量消耗WDM系统的波道资源。考虑到IP网并不具备SDH系统的快速保护能力，因此需根据不同运营商的组网原则，对需要保护的IP业务提供WDM系统保护。

对于组网架构已考虑电路保护且安全需求等级要求不严的业务需求专业（如CMNET），在波分系统中可不配置保护；其他专业电路需求采用基于OTN标准的光通道1+1保护；当IP网络结构简单且光缆物理路由丰富、逻辑链路与相互独立的物理路由接近1：1时，可以仅采用IP层保护技术。

3.4 混传

在当前城域网传送网WDM系统以10G/40G为主，在光缆资源紧张的情况下，可通过共用光层混传方式快速开通100G 组网。100G 与10G/40G混传时，需重点考虑一些方面：

10G 和100G 混传一般有1-4个跨段，传输代价相对较小。混传时需要规划好波道，并预留一定的系统OSNR余量。

40G与100G混合传输时，无论传输距离如何，都不存在任何OSNR传输代价，可以任意进行混合传输；但100G与其他40G编码混合传输时，光层的传输距离主要受限于40G系统，40G的编码方式对光纤的色散、DGD要求较高，但在站点部署时，由于100G的OSNR容限要比40G系统高1.5 dB左右，OTM到OTN站之间的距离要充分考虑到100G的传输能力；因此在系统设计时，DCM按照40G要求部署，OSNR按照100G要求部署，同时提前做好波道规划。

然而，由于100G系统实现的传输技术与10G、40G区别较大，为保证传输系统性能，同时节约系统综合成本，建议尽量少采用多种速率混传方案。

3.5 配电和散热

尽管100G系统单比特能耗将进一步降低，但由于集成度提升，单OTN子架功耗将会进一步上升，将对传输机房供电与散热带来巨大挑战，以华为OSN9800 U64子架为例，单子架最大典型功耗达12.7kw（典型配置：30×TNU1N402+18×TNV1T402C01+14×TNV1XCS+2×TNU1CTU+20×TNV1PIU+1×TNV1EFI+8×风机盒），若按此功耗计算，当前传输机房的配电及散热条件很难满足100G OTN部署。

在配电时，可根据设备的分区供电设计方案，设备不同分区由同一电源系统的不同配电柜供电，减轻列柜配电压力的同时分散供电风险，采用此方案在工程竣工时，需做好便于维护的详细交工资料，以便于日后维护。

对于新建传输机房，可通过增加配单容量和预留足够空调制冷量，来应对功率密度的大幅提升。对于大部分现有机房，则需通过优化机柜布局，如将少量大功耗机柜分散布放，从而充分利用周边低功耗机柜的冗余散热能力。也可通过对现有空调出风口进行精确送风改造，加装导风管以及在机柜入风侧加装密封后盖，将冷风直接导入设备机柜，充分利用空调系统存量制冷量，保证高密度OTN子架散热安全。

四、结束语

100G OTN技术已经成熟，当前已在干线传送网中规模应用，由于100G OTN在单比特成本和功耗上的优势，随着网络流量的激增，100G OTN的部署延伸至本地传送网将成必然。相对于干线网络，本地传送网将涉及更多节点，承载业务类型更丰富，对维护工作提出更高要求，同时规模部署对于机房配电和散热带来更大挑战，望通过上文分析，为100G OTN系统在本地传送网的部署提供参考。

参考文献

[1]运营商宽带城域网 100Gbit/s技术演进探讨.电信技术， 2013（12）