本地WDM 系统建设模式探析

王 辉

（安徽电信规划设计有限责任公司，安徽 合肥 230031）

0 引 言

波分复用（Wavelength Division Multiplexing，WDM）系统自20 世纪末诞生以来经历了多次技术迭新，目前主用的是10 Gb/s WDM 和100 Gb/s WDM 系统。它具有的高速率、长距离、高安全特性，一直备受各运营商青睐。某运营商在省内主要建设了干线WDM 系统和本地WDM 系统。干线WDM 系统主要承载跨地市业务，本地WDM 系统主要承载地市内业务。本地WDM 又根据本地网的区域，划分为城域WDM、市县WDM 和县乡WDM。基于该背景，介绍该运营商本地WDM 系统的设计思路和原则，在保证满足业务需求承载的前提下，合理规划本地WDM 系统建设方案，最大限度地降低工程投资。

1 本地WDM 网络现状

随着互联网协议（Internet Protocol，IP）城域网、电话交换网络（Switched Telephone Network，STN）和光线路终端（Optical Line Terminal，OLT）等业务发展，经过多年的网络建设，某运营商在省内16 地市本地网均已覆盖10 Gb/s WDM 系统和100 Gb/s WDM 系统。其中，省会市区100 Gb/s WDM 系统为Mesh 化网络，采用波长无关&方向无关（CD-ROADM）方式建设，其余WDM 系统均采用传统环型组网方式[1]。

本地WDM 系统根据所承载跨域电路的类型，又划分为城域WDM、市县WDM 和县乡WDM。

1.1 城域WDM

城域WDM 主要覆盖城区重要节点，承载电路类型主要为传统网际互联协议（Internet Protocol，IP）业务、新型城域网业务、接入网业务、STN 业务、互联网数据中心（Internet Data Center，IDC）出口电路以及云间互联电路。其中，传统IP 业务包含云端现实（Cloud Reality，CR）互联、多业务边缘路由器（Multi-Service Edge-router，MSE）上联CR；接入网业务包含OLT上联MSE；STN业务包含B上联企业路由器（Enterprise Router，ER）、A2 上联B[2]。传统IP 业务发展趋缓，电路速率逐渐从10GE 向100GE 转变。新型城域网、IDC 和云业务发展迅猛，电路速率以100GE 为主，且电路数量众多，对城域WDM 的承载需求日益旺盛。

1.2 市县WDM

市县WDM 主要承载区县重要节点到市区核心节点之间的电路。相较于城域WDM，市县WDM 承载业务类型相对简单，多为MSE 上联CR 和B 上联ER电路需求。但是，市县WDM 传输距离相对较远，电路难以通过裸光纤承载，各专业需求对波分的依赖性更强。

1.3 县乡WDM

县乡WDM 主要承载乡镇节点到区县重要节点之间的电路，主要承载OLT 上联MSE 电路需求。目前，家庭宽带市场已日趋饱和，但是该运营商在主推千兆光网覆盖和老旧设备替换，OLT 上行电路需求仍有一定的规模，依然需通过县乡WDM 来满足开通需求。

2 本地WDM 建设思路

2.1 选择合理的承载方式

WDM 系统因其具有高速率、长距离、高安全的特点，受到了维护人员的青睐。但是，在实际工程建设中，需综合考虑裸光纤和波分2 种承载方式的经济性和安全性。运营商内各专业主要的业务网络一般采用“单口字型”或者“双口字型”上联，业务本身已具有备份电路保护能力，传输专业只需做适当保护。

第一，城区内电路起始距离较短，电路速率以100GE 为主，10 km 光模块和40 km 光模块可以满足大多数电路由裸光纤直接开通的条件，因此传输专业可安排100GE 电路优先通过裸光纤承载，少量通过城域WDM 承载，提供系统环网保护，同时10GE 电路优先通过城域WDM 承载，减少城区光缆资源占用。

第二，市到县电路距离较长，需要通过市县WDM 进行承载，电路速率逐渐向100GE 靠拢。为了进一步提高网络安全性，省内从2019 年开始分地市分批建设市县100 Gb/s WDM 二平面。截至2022 年工程后，全省已有14 个地市建成2 套市县100 Gb/s WDM系统，具备重要电路分平面承载能力。

第三，县乡WDM 主要承载OLT 上联MSE 需求。OLT需要双物理路由上联，且乡镇光缆多为环形架构，导致第二物理路由距离往往较远。基于该背景，OLT上联MSE 应优先考虑直接通过光缆承载，距离较远的乡镇可考虑一半光缆一半波分的承载方式。距离特别远的乡镇，可考虑全部波分的承载方式。

2.2 采用T-MUX 板卡

本地WDM 系统100 Gb/s 波道采用支线路分离光转换单元（Optical Transform Unit，OTU）板卡，且OTU 板卡往往插在电子架上。本地WDM 系统10 Gb/s 波道采用支线路合一OTU 板卡，且OTU 板卡插在光层子架上。支线路分离型和合一型，分别如图1 和图2 所示。

图1 分离型示意图

图2 合一型示意

随着基础网络建设，传统机房的电源和空间资源都较为紧张。WDM 系统中电子架的存在无疑加剧了这一现象。为了促使网络实现绿色低碳发展，运营商自营IP类电路，全部通过子速率透明复用（Transparent Multiplex，T-MUX）板卡直接波长承载，减少了OTU板卡的数量，降低了业务传送成本。TMUX 板卡全部扩容在光层子架上，摆脱了对电子架的依赖[3]。近年来新建的100 Gb/s WDM 二平面均未建设电子架，减轻了机房电源、空间等压力。

2.3 MSE 上收区县光层穿通

省内IP 城域网中个别地市的MSE 设备未在县城部署，本地网内所有OLT 均需上联至市区核心节点的MSE 设备，这种场景称为MSE 上收，如图3 所示。

图3 MSE 上收

在MSE 上收场景下，针对各区县乡镇节点的OLT设备提出了落地转接和光层穿通2 种连接方式，如图4 所示。落地转接是传统的连接方式，乡镇节点需要先通过县乡WDM 上联至县局节点，县局节点通过市县WDM 上联至市区核心节点。这个过程中业务会在县局节点落地，通过光分配架跳接连接2 张网络。

图4 2 种连接方式

为了进一步提升业务性能，降低电路传送成本，提出了光层穿通连接方式。该方式是在落地转接的基础上，将县局节点的县乡WDM 的合分波器与市县WDM 的合分波器直接通过光纤连通[4,5]。乡镇节点的OLT 上联电路通过TMUX 板卡直接波长穿通至市区核心节点的TMUX 板卡，最终实现乡镇到市区业务端到端承载，并在县局节点减少一半TMUX板卡数量，大幅降低了业务开通成本，节省了工程建设投资。

2.4 停止10 Gb/s 等低速率系统建设

随着10×10G TMUX 板卡的规模应用，运营商集采中1 条10×10 Gb/s 波道的综合造价已低至约10条1×10 Gb/s 波道综合造价的三分之一，能够有效降低业务传送成本，且100 Gb/s WDM 系统无须额外考虑色散补偿方案，能够减轻本地维护压力。所以，从2021年开始，该运营商全面停止建设10G/s WDM系统，将城域/市县100G 系统延伸覆盖至乡镇节点，以满足乡镇业务需求。

3 本地WDM 未来演进方向

3.1 DCI-BOX 技术

2021 年省内已试点集团自研的DCI-BOX Ⅰ型设备，2022 年工程引入DCI-BOX Ⅱ型设备，支持环网保护，网络安全性更高。

本地引入DCI-BOX 设备，采用新型网络架构和设备形态，完全由集团自研管控，可以实现多厂商纳管和网络可控。光层严格把控保障传输质量，电层引导开放促进竞争降本，最终降低网络建设成本，形成有自研、能自用、会自维的网络自主掌控力。

3.2 OXC 技术

引入光层光交叉连接（Optical Cross Connect，OXC），提升调度灵活性，降低建设/维护难度。随着ROADM 设备在光网络中应用规模的快速增大，采用传统ROADM 设备进行网络建设，设备间需要布放大量内部连纤，工程建设难度高、维护复杂，CDROADM 设备存在波长冲突的问题，同时存在机房空间占地大、功耗高的问题。

OXC 设备通过引入光纤背板实现光波长信号的引导连接。线路板同时集成光放能力，提供波长的分插、调度、复用功能。支路板提供波长上下能力，缓解了波长冲突问题。OXC 设备具有大容量光背板和高集成度OTU，能够有效降低工程难度和机房资源需求，是未来光网络技术的发展方向。

4 结 论

WDM 技术集大带宽、完善的保护机制、灵活的业务汇聚与调度能力等优势于一体。运营商本地WDM 系统整体规划建设，能够有效提升全省光传输通道容量和波分系统覆盖范围，为各业务系统的后续发展提供基础保障。本地WDM 系统整体规划建设能够提升网络整体业务覆盖的安全性，节省光纤资源，避免网络不合理建设，节约网络建设投资成本，为运营商传输系统的建设提供参考。