超100G OTN规模化部署对城域传输网工程建设的影响

冒星星

（中通服咨询设计研究院有限公司，江苏 南京 210019）

0 引 言

随着新基建的不断发展，各类业务网络对传输网的带宽需求空前激增。本文以运营商中代表性最强的中国移动光网建设作为主要研究对象，探讨其在光网建设中超100G OTN规模化部署对城域光传输网工程建设的影响，以此作为其他运营商光网络建设的重要参考依据。

1 超100G OTN建设策略分析

超100G OTN网络建设的主要思路简单概括为部署总体建设、网络业务需求分析以及超100G OTN组网演进方向分析以及全面保障网络安全性。

1.1 部署总体建设思路

以精确对标为导向，确立超100G OTN目标网演进架构，深度分析现网传输系统。采用关键因素分析法描述目标网络在不同时期对各因素的满足情况，与业务的5个需求带宽、时延、安全、智能以及快捷相对应，网络的能力构成同样可分解为容量、时延、结构、智能以及快捷5个因素。

1.2 网络业务需求分析

当前OTN承载的网络包括IP承载网、PTN组网以及数据网等GE、10GE、40GE、100GE甚至超100GE速率业务。OTN网络属于架构承载，OTN承载网的稳定是网络面向未来平滑演进的前提，是网络运维安全的基础，也是业务持续优品质感知的充要条件。而所有网络的业务核心主要包括无线、家客以及集客3大类，对这3类业务的需求分析可以正确指导OTN网络的合理化建设。

OTN对网络的需求分析可以从带宽、时延、安全、智能以及快捷等5个维度去评估。对于带宽需求分析需考虑后期业务均为大宽带的发展趋势，对于时延需求分析需考虑4.5G、5G无线业务以及特定场景下集客类业务对时延比较敏感，不重要业务相对不太敏感的问题，同时智能及快捷的业务需求是未来网络开通和维护的同等诉求。

1.3 超100G OTN组网演进方向分析

超100G OTN目标架构演进中，以满足设备组网、数据城域网发展、OLT上联承载以及集客业务承载为主。核心层组建400G OTN环路，并能平滑升级至1T，汇聚层建设100G/400G OTN环路。

1.3.1 系统结构

中远期加强在业务配置层面的部署，发挥网络最大安全能力，重要业务的主备业务和主备用波道不共径，具备多平面条件时使用不同平面分摊承载。OTN系统波道预先规划，无线、家客以及集客业务分别规划波道，确保各业务波道隔离，确保关键业务的安全性。

远期使用MESH组网ROADM技术，配置光交叉，增强波道调度准确性。同时在后期SDN部署后启用动态路由功能，对不同业务实行分级别保护，按需配置永久1+1、1+1+重路由、1+1以及重路由。

1.3.2 系统容量

中期将汇聚层OTN系统替换为超100G系统，并且使用400G设备平台，预留后期平滑升级空间。

远期建设400G核心骨干层OTN系统，且OTN系统下沉至汇聚层，使用ROADM技术与核心骨干层OTN系统组网以降低系统时延和设备功耗。

2 部署难点分析及建议

超100G OTN网络的规模化部署建设受限于不同地域的建设环境条件、各类场景的基础配套设施完善程度、运营维护的各项指标要求以及各个专业间的有效配合等相关因素的互相影响，在一定程度上存在着建设效率不达标及承载效果不合格等问题。因此，为提高规模化部署超100G OTN的建设效率，同时降低运营和维护成本，本文针对性分析了超100G OTN在城域传输网建设中机房节点选取、设备的功耗、机房散热以及机房承重等方面的问题，并给出合理化建议，为后续超100G OTN系统的建设提供参考。

2.1 机房节点选取问题分析及建议

因前期规划不合理，多数旧机房作为核心节点机房问题较多。对于OTN的网络规划，由于未从全局全网的考虑更未统筹仔细后期的发展规模，导致较多现有核心局机房节点选址不规范，部分核心局址与综合业务接入机房同址，网络基础架构混乱。

对于核心局址的选取需适应超100G OTN网络系统的承载业务特点，特别是县局级核心局址容易和综合业务区局址混用，影响传输机房的升级改造。对于此种场景需提前做好前期调研工作，结合区域业务特点，合理布局综合业务区局址，避免OTN核心局址混址。

2.2 设备功耗问题及建议

分析超100G OTN设备功耗的问题，一方面是由于现阶段工艺水平有限，满配设备功耗仍然较大，另一方面是因为现有机房特别是旧核心局址存在电源端子不足或小电流电源端子过多。此外，各运营商的规划发展中，较多旧核心局址的市电引入已经接近临界点，蓄电池容量已达预警值，基本不能满足新增超100G OTN设备引电需求。

在成本满足建设需求的情况下，尽量选取设备稳定且功耗较少的厂家设备，但不能因设备价格低而忽略设备占地大功耗大的缺点，避免因小失大。电源端子不足时可以提前调整小电流端子改造为大电流的电源端子或新增专属列头柜。同时，在建设超100G OTN系统前需提前调研外市电引入是否满足要求，不满足要求的提前整改。

2.3 散热问题及建议

对于超100G OTN设备散热的问题分析，除当前工艺水平不足集成度仍未匹配好散热外，规划前期部分地市亦存在旧核心局址的机房制冷系统不达标，不能满足后期超100G OTN设备的建设。

对于超100G OTN设备的机架摆放可在两侧预留导风柜体，利于阻绝冷热气流的同时也可作为储纤柜使用。同时，针对机房空调制冷系统需做好前期的调研工作，严格执行网络建设配套先行的原则，做到安全第一，减少不必要的安全事故。

2.4 机房承重问题及建议

部分地市前期传输网核心节点机房建设时未考虑到后期系统的扩容升级，机房选取未将机房承重放在重要因素考虑。超100G OTN系统受限于当前技术原因，相较于原先OTN系统重量增加了20%左右，对部门旧核心局址机房的承重提出了更高的要求。综合考虑承重和业务需求的影响，对老旧核心局址，特别是租借局址重点调研，调换不能满足要求的局址，自建机房可考虑整改措施以满足新建超OTN系统的承载需求。

3 传输网目标网络建设

以中国移动传输网为例，探讨了超100G OTN网络规模化部署后的传输网目标网络建设。

3.1 核心层目标网络建设

3.1.1 OTN目标网络建设

核心层OTN网络以满足设备组网、数据城域网发展、OLT上联承载以及集客业务承载为主。在部署超100G OTN网络前期引入ROADM技术组大网，以便降低时延和功耗。部署中后期启用SDN技术，提升网络可靠性。核心层组建400G OTN环路并能平滑升级至1T。汇聚层建设100G/400G OTN环路，并进一步整合现网OTN资源，做好新老设备的交替工作。

3.1.2 PTN目标网络建设

为适应未来业务流量Mesh化的特点，调整网络结构。在骨干节点直接将L3 VPN下沉至边缘，实现流量的灵活调度。网络容量进一步提高,核心层由100GE速率升级为400GE，并具备向更高速率平滑升级的能力。市区和近郊接入子环容量升级为100GE，郊县接入子环，根据带宽利用率逐步升级为100GE。

3.1.3 SPN目标网络建设

核心节点部署位置考虑与核心网UPF对接、CE对接以及机房条件等多种因素的影响，为保证网络的扩展性、灵活性以及安全性，可在与其他类型专业对接点配置相应的落地设备，且落地设备需成对部署。对于仅有一对对接的节点需优先异地部署，而部署两对对接的节点设备时，优先选择不同机房各自部署一对落地设备。

3.2 汇聚层目标网络建设

3.2.1 OTN目标网络建设

根据业务发展，将OTN优先下沉至流量压力较大的汇聚区，并从中选取两个机房条件较好的OTN站点作为波分骨干汇聚节点，骨干汇聚节点向上与核心节点组网，向下与普通汇聚节点组环，以可以满足远期L2/3设备下沉后对OTN网络的要求。部署后期，加速OTN下沉，覆盖面几乎包含所有的汇聚节点，OTN将作为大容量传送通道使用。

3.2.2 PTN目标网络建设

超100G的规模化部署，一方面加速推进了PTN与无线网络的演进，另一方面为进一步降低时延而促进L3层面的全面下沉。业务的大带宽需求引入100G/200G/400G的线路端口，由于5G频谱提高带来的站点数成倍增长需要L2/L3网关的裂点优化。综合考虑L3域的扩大和新业务形态的接入，适时引入SDN和网络分片技术，为PTN网络运营提供更有效的支撑。

3.2.3 SPN目标网络建设

按需在部分区域或全网新建SPN可具备端到端独立组网能力。根据业务量采用合适的组网方案，初期可采用环网或口字型的结构组建100GE系统、同时根据密集区域配置200GE。后期业务量的新增，可考虑优化网络结构，同时亦可以扩增Nx100GE系统，建议新建组网使用FLexE板卡。

3.3 接入层目标网络建设

3.3.1 OTN目标网络建设

随着超100G OTN部署，骨干和汇聚层的网络架构演进，随之推动接入环网的平滑演进，接入环全面升级至10GE，同时严格管控节点的数量，在部分业务密集的区域可根据实际流量升级到40GE环网。远期接入环按需升级至100GE，多个C-RAN站点单独组环，考虑到OTN覆盖率较高，可直接接入至OTN/PIC环网。

3.3.2 PTN目标网络建设

随着超100G OTN部署部署，接入层PTN随业务发展全部升级为10GE/100GE，发达地区目前已基本完成10GE环网升级，同时根据业务需求在特定场景中升级了100GE环网，不发达地区可按照密集城区、一般城区以及乡镇的顺序，将10GE接入环网比例提升至80%以上，后期逐步提升至100%。同时，加快推动了与无线专业的工作协同。

3.3.3 接入层SPN网络建设

综合集中部署以便减少建设成本，以组建50GE或100GE网络为主，其中以50GE和100GE组建系统时应采用FLexE板卡。对于在分域点同时也有基站接入需求的站点，需避免核心域内的复杂路由路线，基站接入可通过同节点机房一套接入设备接入分域点设备。

4 结 论

传输光网络发展的洪流势不可挡，超100G OTN和SDON的时代已经到来。文章提出适配运营商规划先行、自由组网的理念，解决超100G OTN网络规划和部署难题，为智能光网络发展提供一定的理论依据。