城域波分组网技术在新疆油田通信网络中的应用

侯金泉

（新疆油田公司数据公司，克拉玛依 834000）

1 引言

通信网络向IP的融合是不可逆转的大趋势，城域网作为IP网络最贴近用户和业务的部分，网络办公、油田生产自动化、油田安全视频监控、物联网等根据业务的QoS划分为不同的业务种类，对网络的可靠性、安全性、保密性、时延、带宽提出不同的要求。在这种情况下，进行宽带城域网的建设和部署很有必要。

2 现状与业务需求分析

新疆油田克拉玛依市区传输网络主要由裸光纤＋SDH接入网设备组成，系统容量为155M/622M，承载数据业务能力不足。信息网络则采用光纤直连方式，网络结构为星型结构，需要占用和浪费大量光纤。现有城域网存在以下几个缺点：一是网络接口类型单一，业务提供能力差；二是光纤资源浪费过多；三是网络安全性差。因此，现有的城域网大大滞后多业务的发展，尤其是IP数据业务的发展。如何合理规划结构，并为不同业务提供最优传输资源，是城域网建设和规划急待解决的重要问题。

随着网络办公、油田生产自动化、油田安全视频监控、物联网等业务的拓展，用户对网络的带宽、可靠性、安全性、保密性、时延等提出了更高的要求。为满足油田生产需求，提高数据传输的可靠性和安全性，在现有网络构架上搭建高速数据承载网是通信网络规划及建设实施的重要一步。

3 城域网主流技术

城域网主流技术有：SDH为基础的多业务平台方案；基于第二层交换和第三层路由的以太网解决方案；ATM为基础的多业务平台方案；以WDM为基础的多业务平台方案。结合新疆油田通信网发展规划及新疆油田各单位的业务需求。通过对城域网主流技术的比较，为了提高光纤利用率和网络承载效率，在城域网/本地网中建设波分系统是必然的，基于波长级和子波长级颗粒调度的ODUK/ROADM是目前比较切合实际的技术。OTN是城域网建设的最佳选择。

4 OTN技术

4.1 OTN技术优势

图1

4.2 OTN关键技术

4.2.1 电交叉技术

OTN电交叉平面矩阵可提供两种电层调度方式：集中式电交叉和分布式电交叉，交叉颗粒为ODU0/1/2。即可实现GE/2.5G/10GE业务的灵活调度。OTN集中式电交叉功能：GSS集中式交叉系统包括线路单元、交叉单元和支路单元，单子架可实现400G的无阻塞交叉。

客户侧支路单元完成客户侧信号与背板信号的映射复用功能，可实现8路客户侧GE/FC/ESCON/FICON接入能力；4路STM-16接入能力；1路10GE/STM-64接入能力。接入信号通过交叉调度与背板ODUk信号的相互调度。

时钟/交叉单元1+1热备份保护，交叉单元无损切换。可完成基于ODU0/1/2的完全无阻塞交叉，交叉容量360G；时钟/交叉单元还可完成保护倒换功能从而实现基于电层的保护功能。线路侧单元将交叉调度来的背板ODUk信号复用为OTN标准信号，输出满足DWDM波长要求的光信号及逆过程。

集中式电交叉平台实现了波长/子波长业务（如10G/GE/2.5G业务等）调度和电层的波长或子波长保护功能。可实现基于ODU0/1/2颗粒的业务交叉调度；实现电层波长通道共享保护、电层子波长通道共享保护、电层波长通道1+1保护、电层子波长通道1+1保护。能在网络复杂拓扑条件下，提供网络流量汇聚、疏导，从而达到更高的波长利用率。

4.2.2 保护技术

OTN设备的组网和保护方式非常丰富，不同的设备配置，可实现的组网类型也不同，在无配置电交叉矩阵时，设备只能实现环型组网，不支持MESH组网，保护方式只能采用光线路层有OLP；OPCS保护。需配置大量的OUT接口板和OP保护板，组网成本高，只能实现波长级的业务保护无法实现子波长的交叉调度。

（1）OTN设备无电交叉矩阵的保护方式。在无配置电交叉矩阵时，设备只能实现环型组网，不支持MESH组网，保护方式只能采用光线路层有OLP，OPCS保护。

（2）OTN设备配置电交叉矩阵。

网络结构可支持链型、环形、格型、多环的拓扑结构，保护方式可实现基于电层的保护技术，包括电层波长/子波长通道1+1保护。电层波长/子波长通道共享保护，利用电交叉能力，提供子波长的通道共享电信级保护，有效的节省波长资源、保护类单板的投资。

电层波长/子波长通道1∶N保护电层子波长级通道1+1保护，可适用于GE，2.5G业务的保护。电层子波长通道1+1保护，利用电交叉能力，提供子波长的通道1+1电信级保护，节省保护单板投资，充分利用波长资源。电层子波长通道共享保护基于电层交叉矩阵，无需专门配置保护功能单板，可实现对子波长业务的电信级业务保护。相比子波长通道1+1保护，可以降低对有限的波长资源的消耗。

5 城域波分网组网应用

5.1 设备选型分析

根据现有的业务需求及下一步网络发展的要求，本期选择一款ZXMP M820产品，属于智能城域波分设备，系统容量从32/40/48波平滑升级到80/96波，支持2.5G/10G/40G系统。可实现动态的光层调度和灵活的电层调度，并具有高集成度、高可靠性和多业务等特点。提供大颗粒数据业务的透明传输、灵活的交叉调度以及对业务的管理监控功能；全面支持智能化特性、保护/恢复特性，满足运营商对大颗粒数据业务的透明传输、灵活调度以及对业务的管理监控需求。

此次城域波分组网电交叉矩阵是GSS集中式交叉矩阵，采用支线分离技术，交叉系统包括线路单元、交叉单元和支路单元，单子架可实现400G的无阻塞交叉，可为分组业务提供刚性和弹性传输管道，有效提高承载效率，可针对不同业务提供不同QoS的承载服务。立体化三层流量疏导方案，建立弹性的智能的传送网。各种保护机制能足城域网的多种需求，保护倒换时间均满足ITU-T小于50ms的要求。

本次采用电层交叉矩阵，实现波长、子波长的通道1+1电信级保护，可实现GE、2.5G、10G业务的保护，节省保护单板投资，充分利用波长资源。

5.2 克拉玛依市区承载网组网

根据新疆油田主要生产单位地理位置，光缆路由走向，确定此次克拉玛依城域网结构以克拉玛依数据公司为中心建设南北两个环，设备采用ZXMP M820和ZXONE8300（OTN）传输设备组网，其中在数据公司信息楼与数据公司通信楼两个节点使用ZXONE8300超大容量设备，其余节点采用ZXMP M820设备组网。网络结构拓扑如图2：

图2

6 结束语

此次在克拉玛依城域波分环网建设中引入电交叉平面矩阵技术，突破了传输网从“点对点”到“网络化”的技术瓶颈，解决了波长冲突问题，提高了波长资源利用率。通过电交叉矩阵的调度和保护功能，实现了大小颗粒业务的透明传输及50ms的电信级保护，提高了网络的安全性和可靠性。资源动态分配，高效利用，降低了运维成本。尤其是电交叉平面矩阵的应用，实现业务快速开通，点击实现了业务端对端的配置，实现了网络智能化，为新疆油田进入全IP高速信息时代打下坚实基础。