全光承载：实现光速互联

王晓东

中兴通讯E-OTN端到端整体解决方案

大视频和5G的发展，将使网络中带宽的需求增长数百倍乃至上千倍，家庭接入2M带宽时代已成为过去，百兆乃至千兆接入将成为大视频和5G时代的“标配”。以4K视频为例，单一4K终端需要的接入带宽在50Mbps以上，即使在大视频部署初期，按15%左右的4K用户普及率计算，OLT上行带宽都将达到2×10Gbps的水平。随着大视频业务的发展，这一带宽的需求将增长5—20倍，OLT上行带宽将达到100Gbps水平。同时，视频体验还需要保持较低的丢包率和较低的时延，这一近乎苛刻的要求已不是传统的“光纤直驱”和分组传送网能够满足的。人们需要一种全新的承载方案实现大视频时代的高效承载。

同样在5G领域，相比于4G时代，5G基站密度、频谱利用率和频谱宽度都大幅度提升，使得5G网络带宽需求增长数十倍甚至上百倍。同时为满足车联网、远程医疗等场景的应用，从基站到核心网的传送网端到端时延不能超过200?s，这种苛刻的时延要求将迫使网络架构发生变化。大带宽、低时延、高可靠，是新业务发展提出的核心需求，解决之道就是构建端到端的全光传送网，实现所有业务的全光承载。

E-OTN引领OTN发展新时代

早期的OTN网络用于提供大容量管道，通常应用于城域核心层或长途干线层。但由于新业务发展带来了大带宽、低时延和高可靠性的要求，OTN网络必然逐步下沉，从核心干线层延伸到接入汇聚层，实现视频、无线、政企专线等多种业务端到端的统一承载。

同时，随着ICT技术的融合，虚拟化将成为未来通信网的演进方向，随着CO重构，OTN需要下沉到CO点，从而实现各级vDC的互联。但专用化的OTN和虚拟化的DC需要统一的管理以实现网络的协同与资源利用率的提升，因此，OTN网络在大容量刚性管道的基础上需要实现弹性化的小颗粒业务承载，同时支持SDN网络架构，实现和vDC的统一管理，使得网络架构更富有弹性。综合上述需求，中兴通讯提出了E-OTN端到端整体解决方案，以适应新业务发展需求和未来网络演进方向，助力运营商构建端到端全光传送网，实现多业务统一承载。天线技术Massive MIMO、自包含帧结构、基于OFDM的可扩展波形技术、基于低时延的时隙结构以及先进的编码与调制方案等新技术和新设计，完美应对5G挑战。

End to end OTN

OTN端到端部署是未来网络发展的必然趋势。中兴通讯E-OTN产品包括超大容量分组OTN设备ZXONE 9700 & ZXONE 8700以及定位于接入汇聚层的小型化OTN设备ZXMP M721。两种设备涵盖了从接入汇聚层到核心干线层全部的应用场景，构建了端到端的全光极速管道。

考虑到OTN端到端部署增加了运营商网络规划和运维管理的难度，中兴通讯E-OTN提供全网规划工具Top510，以实现E-OTN端到端业务快速规划。统一网管系统U31可以实现业务视图功能，实现E-OTN端到端业务快速开通、故障快速定位、设备统一管理。可以说，中兴通讯E-OTN不仅提供了适应不同层次的OTN设备，更提供了端到端统一规划、管理和运维的手段。

Elastic OTN

首先，从设备层面来看，要想实现网络资源利用率提升，OTN原有的ODU0粒度显得太大了，并且刚性管道对小颗粒业务缺少高效调度的手段。因此，OTN设备必须在刚性管道的基础上实现对小粒度业务的弹性化承载。可以说，Elastic OTN是未来OTN演进的必然方向之一。中兴通讯E-OTN设备采用通用信元交换技术，实现ODUK/PKT/VC的统一交叉，实现了对业务“刚柔并济、高效承载”。

其次，从网络架构层面来看，未来网络需要将vDC和OTN统一管理，解决之道就是SDN技术。因此，OTN必须支持SDN技术，基于统一的编排层控制器实现功能的快速重构，使得网络架构更具弹性，适应SDN/NFV技术的浪潮。端到端OTN网络实现多业务承载，并具备SDN网络架构。

中兴通讯E-OTN在SDON（基于软件定义的光网络）方面一直走在行业前列，不仅研发起步较早，更完成了现网多次试商用。截止到2016年，中兴通讯E-OTN在SDON方面与国内外众多运营商实现了深入合作，包括中国移动、中国电信、中国联通、沃达丰等，并已开启了现网试商用进程。

Enhanced OTN

中兴通讯E-OTN解决方案不仅顺应网络发展趋势，更加关注运营商的切实利益。面对运营商的功耗压力、机房压力、运维压力，中兴通讯E-OTN提出了多种新技术，增强OTN设备实际部署能力，解决运营商现网中的实际难题。随着OTN电交叉容量的提升，设备功耗也快速上升，已严重制约了OTN的实际部署，全光传送网的实现，离不开OTN设备降功耗的举措。因此，中兴通讯E-OTN在多个维度提出了绿色降功耗解决方案。光模块方面：E-OTN大量采用硅光集成技术，将原有光模块相关的器件全部通过硅光工艺集成在同一硅基上，不仅实现了光模块体积的减少更实现了功耗的大幅降低。核心芯片方面：得益于中兴通讯在微电子技术方面的投入，E-OTN已开始大量采用自研的高性能芯片，新一代的E-OTN产品采用中兴通讯微电子研究院最新的16nm芯片技术，芯片功能更强，功耗更低。整体散热方面：E-OTN优化了设备散热风道设计，实现了机柜内部散热风道的精确切割，避免了冷热风道的混合，从而提升散热效率，降低风扇转速，减少设备长期运行功耗。光电混合交叉的应用：光交叉技術的应用可以大幅度降低整网功耗，与电交叉相结合可以取长补短，既实现业务的灵活调度，实现了整网功耗的降低，又有利于网络长期的演进。

如前文所述，光交叉技术是未来解决大容量业务调度和降低整网功耗的关键举措。另外，为更好地满足新业务对超低时延的要求，端到端的OTN网络中应尽可能减少电层处理的次数，尽量做到光层串通，一跳直达。因此，光交叉技术成为全光网络中调度节点的首选方案。目前光交叉的主要方案是ROADM（可重构的光分插复用模块）。ROADM技术自问世以来一直受到连纤复杂、不易维护的困扰，尤其是随着ROADM维数的提升以及CDC ROADM技术大规模应用，如何解决ROADM不易运维的难题成为光交叉技术商用部署的关键。中兴通讯E-OTN开发了新型的“光背板”技术，将ROADM内部的尾纤连接集成在光背板上，这样运营商的运维人员不必再进行复杂的光纤连接工作，从而解决ROADM连纤过多、不易维护的通病，为光电混合交叉技术大范围应用扫清了障碍。

小结

在新业务不断涌现的年代，E-OTN的推出把握住未来网络的演进方向。端到端的OTN可以提供大容量、低时延的管道是运营商实现5G和大视频部署的必然选择；弹性的OTN平台可以实现小粒度业务弹性承载，提高网络中带宽的利用率；性能增强的OTN设备实现了节能降功耗的飞跃，极大的降低运营商OPEX的支出。总之，E-OTN方案的推出既顺应网络变革的趋势，又解决运营商当前难题，代表了OTN的发展方向。