100GOTN技术在主干网中组网方案的设计探究

马静静 孟超 张明栋

摘要：光传输网（OTN）以其传输宽带大颗粒业务、海量的传输容量、全部透明的端到端波长/子波长传输，成为当前传输网研究和应用的热点。

关键词：100G OTN技术;主干网中组网方案

随着移动互联网、云计算等各类新业务的蓬勃发展，基于IP的数据流量呈现持续快速增长态势，预测未来十年乃至更长时间内，数据流量仍将保持30%以上的年平均增长率，而且，其业务流向、类型更加复杂多样，业务重要程度、业务价值日益重要。这就要求传送网在能够提供海量带宽的同时，还要加强安全保障，更需兼备灵活与智能，因此，100G OTN技术成为了当前传送网特别是骨干传送网的最佳选择。

一、技术现状及优势

OTN（光传送网）技术兼有传统SDH和WDM的优势，OTN在光层采用WDM技术，可以实现大颗粒的传送;OTN在电层使用异步的映射和复用，支持ODUk（k=0，1，2，3，4，f lex）的交叉连接颗粒。相对于SDH的VC-12/VC-4的调度颗粒，OTN复用、交叉和配置的颗粒明显要大很多，能够显著提升高带宽数据客户业务的适配能力和传送效率。目前，商用化OTN设备支持的最大电交叉容量已可达12.8T或14.4T，完全可满足当前干线传送网络容量要求。相对于其他传送网技术，当前100G OTN显现出如下如下优势：一是IEEE，ITU-T，OIF等标准组织几乎同步推进并发布100G相关标准，设备厂商也采用了统一的光调制解调方案，从而促进了100G OTN产业链的成熟和规模部署。二是从网络建设和后期运维的综合成本看，100G OTN解决方案显现出对于10G/40G方案明显的价格优势。

二、100G OTN技术在主干网中组网方案的设计

（一）设备配置。在设备配置方面考虑到要使系统有很高的安全性、维护便利、投资低、设备的利用率高，要将光缆各种余量及ODF连接器损耗等因素综合考虑。其中，每光放段光缆衰减富余度取3～5dB、中间光跳站取值1dB/站、ODF连接器衰耗取0.5dB/个。每光放段光缆衰减富余度的参数选取原则为：光放段长度小于或等于75公里，衰减富余度取3dB;光放段长度在75公里到125公里之间，光缆衰减富余度按光放段长度乘以0.04dB/km计取;光放段长度大于或等于125公里，衰减富余度取5dB。极化模色散（PMD）平均值G.652光纤暂按0.2ps/km考虑，10G波分色度色散系数G.652光纤按18ps/nm/km计算。新增OTN系统为80波，每端OTN设备都配置c波段梳状滤波器单元。业务波道从波道顺序配置，维护波道的配置可从波道顺序配置，TMUX波道使用靠近维护波道的区域。OTN设备的合波器、分波器容量配置均按80波，并且合波器使用先进的自动可调光衰减合波板，在安装线路放大框时要按照线路方向分机架进行。线路板的客户侧接口需成端在OTN设备侧ODF架上。为了方便OTN系统的维护和故障定位的精确性，在各光分插复用站配置波长监控单元和光监控信道单元，用于监测中心波长、信道光功率、光信噪比等各通道的光参数。每个OADM站都要求配置l块光谱分析板。配置光谱分析单元上要求：以接收方向的顺序依次进行配置，同时尽量减少单盘品种和类型，以保障全网的一致性。

（二）系统混传方式。由于当前各运营商传送网络中存在大量40G平台，为保护投资，100G OTN与40G混传模式将在未来一段时间内长期存在。混传场景主要有以下两种：第一，相干10 0G（PM-QP SK）和非相干10G/40G既有系统混传。除个别情况外，现有10G/40G系统均采用线路的DCM模块，以实现系统的色度色散补偿。实验室测试表明，DCM模块对相干的100G系统额外的OSNR上的代价很小（不高于0.5dB），影响较小。只需系统OSNR参数能同时满足100G和10G/40G的设计要求，即可实现兼容混传。然而由于10G波分均采用OOK的调制方式，对采用PM-QPSK编码调制的100G系统混传代价相对较大，10G和100G混传时需要设置一定数量的隔离波道。第二，相干100G和相干40G系统的混传。对于40G相干系统，目前业界有两种主流编码技术，一种采用2相位调制PDM-B/SK，码速率为21.5Gb/s，入纤功率和100G相干接近，是最容易平滑混传的解决方案;另一种40G相干采用4相位调制PM-QPSK，码速率为11.25Gb/s，抗非线性较弱，入纤功率较低，和100G相干混传代价较大，在此场景下混传时需慎重选择，应用时同样也需要设置一定数量的隔离波道。总之，除非现有40G系统利用率不高并且采用2相位调制相干方案，可选择混传方案组网;其他情况下，为了保证传输系统性能，同时节约系统综合成本，建议最好不采用多速率混传方案。

三、未来业务需求分析及预测

在未来，超100G OTN 研究技术将会随着互联网发展的迅速加快，依托于云服务、家用宽带和无线回傳等服务，实现爆炸式的增长，引发运营商新一轮的投资，在当前网络主流业务不断进发和发展的过程中，未来的网络发展趋势将会实现虚拟化的光网络宽带进化，在充分体现网络价值，体现运营商设计和传送基础的过程中，网络流量不再中断动态的带宽分配和配置将会更为灵活。使用超100G OTN 技术将会实现大范围内商用部署的交换，在配置和灵活端口接口的过程中，以太网的连接可以达到协议的精准对接，为万物互联的5G 网络时代提供了可能，从而有效的降低经济成本，人们希望能够在更大范围之内，通过商业部署加强对于100G 及OTN 交换方法的尝试，从而换来更高的网络连接速率。

在现阶段，传送技术正处在向新一代演进的重要阶段，随着IP业务的飞速发展，100G OTN技术展现出了极大的技术、成本优势，标准和设备也基本成熟，100G OTN技术的应用和发展已经成为满足业务需求的最佳选择。

参考文献：

[1]陈骋. 100G OTN 技术在干线传输网中的应用与研究[D]. 浙江工业大学，2018.

[2]袁夕征， 李倩， 熊臣， 刘光.100G OTN 技术分析及应用策略研究[J]. 数字通信世界，2018（10）：15-18.