OTN设备组网技术

高岩

摘要

OTN是目前光纤通信中的主流，在网络结构中是骨干，OTN设备组网是一项系统工程，需要考虑很多因素，本文着重探讨了其比较关键的几个点，希望有一定参考价值。

【关键词】OTN 光纤 组网 关键

OTN，Optical Transport Network即光传送网，这是一种在WDM（即波分复用）基础上发展的起来的第三代数字传送网，目前是网络结构当中的骨干传送网。5G时代即将来临，这给OTN的发展带来了机遇，同时也有挑战，随着超高速光通信网络需求增加，打造优质的OTN网络非常关键。

1 背景分析

目前是互联网+时代，对于网络传输具有非常高的要求。随着以太网专线以及家庭宽带业务的迅猛发展，运营商面临着带宽消耗与资源紧缺矛盾激化的问题。特别是目前5G时代越来越近，从最新的消息看，5G第一阶段全功能标准化工作已经完成，商用即将到来。5G相比4G更注重更快的速度、更多的用户容纳量，更低的网络延时。

OTN在目前作为网络中的骨干传送网，它是一种刚性带宽通道，网络接口固定速率，但是其可扩展性非常理想，可提供大宽带，而且其本身网络延时就比较低，在5G时代基本可以满足要求，尤其是随着OTN网络的SDH（软件定义光网络）化后，兼具SDH和WDM的技术优势，可提供海量带宽，快速灵活的业务调度和完善的OAM，现在OTN己经开启40OG速率的时代，并向400GAT等传输技术领域迈进。

2 OTN设备组网

2.1 OTN设备

国内有很多OTN设备厂家，比如中兴、华为等。其中中兴是全球第三大波分产品供应商。本节则列举中兴ZXONE 9700系列产品来分析目前主流的OTN设备。

ZXONE 9700系列有多款不同体积、不同交叉容量的子产品，涵盖从边缘汇聚层到核心骨干层全部场景的应用。其中ZXONE 9700S6非常典型，具备72个业务槽位，每个槽位背板带宽高达400G，能够非常平滑的实现100G过渡到400G。电交叉容量高达28.8T，可使核心站点具备从容应对大数据时代大流量疏导和调度的任务，并运用先进的通用信源交换方式，实现ODUK/PKT/VC的统一交叉调度，满足多业务统一承载要求。

2.2 OTN组网

2.2.1 组网基础

（1）网元及结构。OTN网络的定位是网络结构当中的骨干传送网，其网元包含光终端复用站（OTM），光线路放大站（OLA），光分插复用站（OADM其中包括两种模式FOADM和ROADM）以及电中继站REG.在其网络结构当中，一般可以归类为如下几种形式，包括链形、环形、点到点、相交环、网状等拓扑结构。当然不管是何种网络结构，关键是要具体问题具体分析，选择最为合适的并且利于优化扩展的网络结构。

（2）传送平面。OTN组网中一般有三个层面，传送平面是其中之一，一般是按照交叉能力来划分光层、电层和光电混合三个交叉类别。其中光层交叉一般以Wss为主，也有一些会用到PLC等器件，主要作用于波长，实现灵活调整波长。电层交叉比光层交叉要有优势得多，在波长调整上优势很大，但容量比较小，若容量持续提高，在业务调度和管理方面更加具备优势。光电混合交叉方面则一般是将光层和电层两个方面的交叉进行补充。

（3）管理平面。管理平面作为OTN组网中的另一个层面，主要负责端到端业务调度、网络资源管理、性能管理、网络配置支持、光电混合调度、分层管理等，现在普遍使用的管理平面基本都是WDM升级而来。

（4）控制平面。控制平面作为另一个比较关键的层面，主要作用在于实现自动资源发现、通道管理和管路资源，然后基于业务参数进行配置，并提供保护功能，提高生存能力，同时它为智能光网络打下基础。

2.2.2 网络规划

重点则是针对网络建设方案进行规划调整，最终确定建设方案。

2.3 组网关键点

OTN组网考虑上述基础内容是不够的，它本身是一个较为复杂的系统工程，在组网之前还必须要考虑好OTN组网的几个关键点，包括光功率、色散、光信噪比和非线性效应。

2.3.1 光功率

CITN设备组网必须要考虑光功率。在组网中一般可按照如下几个方式来进行光功率的预算。

（1）当已知光纤线路计算模型，包括光衰计算要求和余量考虑原则，那么一般可按当前公式计算：线路衰耗一光纤线路计算模型+FIU插损（该项取值0.9dB）。

（2）当已知线路实际测试损耗，无其他已知因素，则按衰耗一光纤实际衰减十3dB余量计算。注意若存有MB以上余量，不考虑FIU插损。

（3）当只已知光纤终了参数值，并该值作为插损，则按衰耗=终了参考值+FIU插损。

（4）若已知线路实际距离和光衰系数，则按衰耗=距离+光衰系数+FIU插損来计算。

（5）若已知光纤距离和光纤类型，则按衰耗=光纤长度×0.22dB/km（默认光衰系数）+3dB+跳转站点衰耗来计算。

比方说某两个站点之间光纤长度90km，其光衰系数为默认的0.22dB/km，那么则可计算出线路衰耗为22.8dB。

2.3.2 色散

色散作为OTN组网当中的另一个关键点，一般根据公式色散受限距离一色散容限/色散系数来计算，其中距离以km记，容限以ps/nm记，系数以ps/nm.km记。例如10GOTU其色散容限值800ps/nm，若不适用DCM，按照G.652下的20ps/nm.km来算，其所能传送的光复用段距离只有40km，而按照G.655下的6ps/mn.km算则有133km。在OTN设备中，每一个板卡的色散容限有一定的区别，如果色散容限值为80ops/nm，那么在40km内，不需要进行色散补偿，但一些板卡的容限值要高很多。

2.3.3 光信噪比

在OTN网络中光信噪比是另外一个限制光传输距离的关键因素，在光纤通信系统设计指南中，光信噪比是总的光信号功率与信号光谱放大器自发辐射噪声功率谱密度的比值，称OSNR值，该值的大小决定了网络最终信号的质量好坏。比方说，对于一般的10GOTU，通常要求在接收端OSNR要达到25dB。

不过由于OSNR的计算比较复杂，在不同系统有着不同的计算方式。为此，笔者建议参考孙严智等人的研究《基于长距离光传送网的光信噪比计算》一文提出的公式。

2.3.4 非线性效应

非线性效应会影响光纤通信的传输容量和距离，影响整个网络系统的性能。非线性效应一般有非弹性过程和弹性过程两个类别，前者一般由受激布里渊散射和受激拉曼散射影响，而后者一般受非线性折射率（kerr效应）影响，包括SPM、XPM和四波混频。其中kerr效应影响最大，会在网络系统中产生串扰和功率代价。为此也必须要考虑非线性效应的抑制问题。

3 结束语

OTN作为目前宽带网络当中的骨干网，地位很高，尤其是当5G来临时，OTN可能迎来更广阔的发展前景。为此，探究其组网技术有着非常显著的现实意义。当然本文所探讨的内容可能存在不足，但希望能与业内人士共同探讨。

参考文献

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