大容量、分组化——融合型城域OTN应用发展趋势

未来的通信是“IP”一统江湖的时代，移动互联网、高清视频等业务高速发展，带宽压力越发明显，大容量、分组化已经成为城域传送网最为突出的需求。传统的DWDM、MSTP已不能适应新形势的发展要求，OTN、PTN/IP RAN正逐渐成为光传送网的主流技术。城域OTN如何与PTN/IP RAN、数据城域网配合，做到网络合理、有效利用，构建一个高效、安全的城域OTN网络，是需要进一步思考的问题。我们通过对OTN与PTN/IP RAN的混合组网模式进行分析，提出其混合组网的方案和未来网络演进的建议。

OTN与PTN/IP RAN的混合组网模式分析

    随着3G、LTE的大规模部署，PTN/IP RAN在现网已经得到广泛应用，其优势主要体现在IP化基站、大客户专线等小颗粒业务的灵活接入和汇聚，对大颗粒业务的传送能力却存在不足。OTN作为一种光电联合调度的技术，其优势在于大颗粒业务的灵活调度，对接入汇聚层小颗粒业务处理能力有限，其主要定位于网络中的核心骨干层，随着未来业务量的高速发展将会逐步下沉。因此在城域核心、汇聚层会出现OTN与PTN/IP RAN的叠加网络，如何发挥二者的优势，扬长避短，以满足网络性能和管理能力不断增长的需求，成为运营商关注的问题。

    OTN主要用于GE/10GE业务疏导，包括城域数据网业务、大颗粒大客户业务的调度，以及PTN/IP RAN over OTN方式调度等。IP化的3G和2G基站通过PTN/IP RAN网络承载；高品质大客户业务，通过MSTP、PTN/IP RAN承载；普通大客户业务及其他综合业务接入，则通过PON接入，OLT上行通过OTN网络承载。

    随着3G和LTE基站的进一步部署，PTN/IP RAN网络容量需求进一步增大，核心/汇聚层PTN/IP RAN线路速率向40GE发展，宽带业务量的增长使PON的OLT的部署位置更低，OTN将进一步向汇聚层甚至接入层下沉。

    OTN汇聚层网络中配置中小容量电交叉，组环网，对OLT上行业务进行子波长级电层保护，可为PTN/IP RAN提供透传功能，以节约光纤资源。汇聚层OTN建设时间一般会晚于PTN/IP RAN，初期采用PTN/IP RAN单独组网，后期随着OTN的部署，可采用叠加组网，PTN/IP RAN与OTN对接接口速率以10GE/40GE为主。

    核心层OTN则面临大量GE、10GE业务调度的需求，以及PTN/IP RAN、路由器的40GE端口业务的调度需求，40G/100G OTN技术将会在核心层部署。OTN核心层组Mesh网，建设大容量光电混合交叉系统。光交叉用于调度全业务波长级业务，电交叉用于调度PTN/IP RAN至RNC的业务、RNC之间的业务和宽带数据业务。

OTN与PTN/IP RAN混合组网实际部署

    传统的波分和SDH混合组网一般采用叠加方式，波分只起到距离拉远和提升传输容量的作用，网络层次不够简化，两张网络相互独立。PTN/IP RAN与OTN的混合组网，将进一步发挥OTN的光电调度优势，与PTN/IP RAN配合实现业务的统一承载，网络更加高效。

    2G/3G/LTE基站回传业务和家庭宽带业务均属汇聚型业务，调度需求较集中，2G/3G/LTE基站业务由PTN/IP RAN接入，宽带业务由PON网络接入，底层由OTN提供波长/子波长通道。大客户业务属分布型，调度需求较分散,在核心点、汇聚点、边缘节点多处均存在调度需求，可由PTN/IP RAN进行调度。

    PTN/IP RAN配置LSP保护，OTN可以配置光线路保护或者配置波长/子波长级别保护。汇聚层及以下故障，会引发PTN/IP RAN LSP的倒换，核心层如果不配置OTN保护，如有故障也会引发PTN/IP RAN LSP的倒换，如配置有保护，则首先进行物理层倒换（波长/子波长），不会对业务层面造成影响，只有LSP的两条物理路由全部中断才会引发 PTN/IP RAN LSP的倒换。
业务开通大致可分为两种策略，如图1所示。业务开通策略一，自基站PTN/IP RAN设备起，经接入环、汇聚环以及核心骨干层至核心节点PTN/IP RAN设备之间，全程建立主备各1条LSP，同时保证在途经各环路及OTN的通路上全程不同路由，PTN/IP RAN与OTN之间以双节点对接，OTN进行业务调度，不对业务进行保护。此种方式占用核心层资源少，对交叉容量需求小，但核心层OTN设备或光缆如有故障，将引发LSP倒换，业务量较多时，业务倒换无法保障，维护压力较大。


    业务开通策略二与业务开通策略一的区别在于，在核心层，OTN对主备LSP分别再做物理层保护。策略二则需视故障点而定，汇聚接入层故障，由PTN/IP RAN执行LSP层面的保护倒换；核心层故障则首先由OTN进行物理层的保护倒换，只有核心层的主用LSP两条物理路由全部故障的情况下，才会进行业务层面PTN/IP RAN LSP之间的倒换动作。此方式占用了更多的OTN核心资源，对OTN交叉容量需求较大，安全级别更高，稳定性更好。

    此外，如果需要抵御核心机房PTN/IP RAN落地设备失效， PTN/IP RAN需要配置伪线双归属保护。

OTN与PTN/IP RAN混合组网的发展趋势

    随着宽带业务的进一步发展和LTE的部署，核心、汇聚层带宽需要进一步提升，PTN/IP RAN核心、汇聚层线路速率向40GE发展、接入层线路速率向10GE发展，以满足LTE基站的带宽需求。业务发展也对OTN线路单波速率提出了更高的要求，40G、100G系统可以有效利用现有网络基础设施和已经部署的优质光纤，进一步降低设备空间占用和功耗。

    随着PTN/IP RAN和OTN在城域网的进一步部署，网络层次向扁平化发展，网络业务调度更加高效，运维更加便捷，大致可以划分为两种组网方式，叠加组网和对等组网模型，如图2所示。模型一，目前OTN和PTN/IP RAN完全独立，属于两层网络，采用PTN/IP RAN Over OTN的叠加组网模型，并不是融合型的网络，网络资源利用效率和调度效率相对较低。


    模型二，OTN和PTN/IP RAN网络功能和定位上融合，PTN/IP RAN和OTN采用对等组网模型（对接为NNI方式），而不再是PTN/IP RAN Over OTN的叠加模型（对接为UNI方式），实现PTN/IP RAN和OTN的全网端到端的运维管理。网络真正实现扁平化的目标，使得OTN和PTN/IP RAN网络可以相互协同，资源做到统一规划和调度，借助于设备网关的功能达到业务端到端配置、资源统一协调。网关设备完成PTN/IP RAN的PW与OTN的ODUk/ODUflex的业务转换，实现PTN/IP RAN与OTN的无缝融合、业务跨域互通、网管互通、端到端OAM和保护功能, 提升网络快速运维能力和电信级网络可用性。

    模型三，采用PTN/IP RAN和OTN的融合型设备进行组网，在融合的平台上同时传送TDM、Packet和波长业务，而不再采用OTN、PTN/IP RAN两款设备组网，使得网络更加精简、高效。目前业界融合型设备发展趋势分为两种：在城域OTN设备上增强分组化能力或者在PTN/IP RAN设备上增强大颗粒业务与光层业务调度能力，从而实现业务的统一承载。

    大容量、分组化已经成为城域传送网当前最为突出的两大需求，城域的分组传送网、OTN网络、城域数据网分别有着不同的功能定位，但是随着OTN在城域的进一步部署，不可避免涉及到与PTN/IP RAN传送网的网络层次重叠和功能重合的问题。OTN与PTN/IP RAN的融合型网络必将成为未来城域传送网的发展趋势。网络层次扁平化，网络调度效率的提升，将会直接降低网络投资，提升运维效率，并提升业务服务质量。