OTN在农村承载网中的应用

易 慧，刘金凤

（1湖南省邮电规划设计院有限公司，湖南 长沙 410126；2湖南省水利水电职业技术学院，湖南 长沙 410126）

0 引 言

农村地区GE及以上颗粒大客户、LTE等业务上行需求不断增长。这些业务对农村承载网的带宽容量提出了更高的要求。现网MSTP网络扩展能力有限、不支持流量统计复用、业务承载能力低，不能高效承载LTE的突发流量和基站间回传业务，不能满足未来业务的承载需求。IPRAN网络的新建和OLT上行带宽的扩容升级，对农村主干光缆光纤资源的消耗较大，且多数采用单链和级联的方式连接，不能保障业务的安全。建议采用OTN解决农村地区日益增长的业务对带宽和网络安全的要求。

1 OTN简介

1.1 OTN概念

OTN（Optical Transport Network）为光传送网技术，是将SDH的运营和管理能力应用到WDM系统中，并在传统WDM系统光域的基础上增加了电域，是实现光域（数字传送）和电域（模拟传送）管理的统一标准。OTN实现了多子波长业务调度，为承载业务提供多数量、大容量的传输通道，同时为承载业务提供多重保护，并节省大量的光纤资源，是能满足多层次业务需求的网络。

1.2 OTN的特点和优势

1.2.1 OTN的特点

OTN技术作为当今使用最多的传输技术之一，其主要特点如下。

第一，多业务接入能力和透明传输。OTN具备统一的帧格式，对客户信号进行无差别封装，使之能提供多业务接口和透明传输。现有OTN设备支持接入SDH、PDH、OTN以及以太网等多种业务类型。

第二，大颗粒的带宽复用和交叉调度能力。OTN技术基于大颗粒业务传输和端至端维护的新需求，将业务信号的处理和传输分别放至电域和光域内进行。基于电层的交叉调度：OTN可实现电层的基于ODUk颗粒的交叉连接，ODUk中的k=1、2、3，对应的客户信号速率分别为2.5 Gb/s、10 Gb/s、40 Gb/s。基于光层的波长交叉调度：光层的带宽颗粒是波长，即OTN可实现基于单个波长的交叉连接。在光层上利用ROADM实现波长业务调度，OTN实现了多子波长业务调度，提高了带宽管理能力和调度效率，使波道资源得到了更加充分的利用。

第三，强大的保护恢复能力。OTN提供线性保护、子网连接保护和环网保护，为客户业务的服务质量提供了保障。

第四，强大的开销和维护管理能力。OTN定义了丰富的开销字节，大大提高了数据监视能力，可提供6层嵌套串联连接监视功能，以便实现端至端和多个分段的同时性能监视。

第五，提高了组网能力。通过引入OTN的帧结构、ODUk交叉和多粒度ROADM，大大提高了光传送网的组网能力。

1.2.2 OTN的优势

OTN相对于SDH传输网具有以下优势：充分利用光纤带宽资源，超大容量传输；对客户信号进行透明传输；异步映射；强大的管理能力。

OTN相对于传统DWDM具有以下优势[1]：有效的监视能力，运行、管理、维护、供应保障及网络生存能力；灵活的光/电层调度能力和电信级的可管理、可运营组网能力。

2 OTN在农村承载网中的应用建议

2.1 组网方案

根据农村主干光缆情况并结合业务流量流向，确定OTN组网方案。OTN组网有点至点、链形、环形以及网状四种基本拓扑，可组合成环带链、环相交等拓扑，如图1所示。根据主干光缆的情况，选择业务量较大的汇聚节点设置OADM站，组建OTN环网，单路由光缆出局的节点可设置OTM站接入至OTN环网。业务量较小的节点采用裸纤上连至就近OADM/OTM站点接入OTN环。

2.2 频率与波长选择

图1 DWDM网络拓扑结构

根据网络拓扑中的OTM节点数和单节点远期业务量，确定系统配置。OTN系统有80×100 Gb/s平台、80×10 Gb/s平台、40×10 Gb/s平台等。现网80×100 Gb/s OTN系统多用于骨干层和汇聚层。接入业务量较小的农村承载网一般采用40×10 Gb/s OTN系统，接入业务量较大的农村承载网一般采用80×10 Gb/s OTN系统。40波OTN系统通道间隔为100 GHz，80波OTN系统通道间隔为50 GHz。

2.3 波道及板卡配置

根据需开通的业务类型和数量，配置本期OTN波道及业务板卡。根据各节点预估的远期业务量预留波道。80×100 Gb/s OTN系统支持80个100 G波道，80×10 Gb/s OTN系 统 支 持80个10 G波 道，40×10 Gb/s OTN系统支持40个10 G波道。

现有OTN设备支持接入SDH、PDH、OTN以及以太网等多种业务类型。

SDH：STM-1、STM-4、STM-16以及 STM-64；

PDH：E1、T1、E3以及 T3；

OTN：OTU1、OTU2；

以太网：FE（电信号/光信号）、GE（电信号/光信号）、10G（LAN/WAN）。

农村承载网中的OTN设备目前接入业务如下。第一，政企业务：FE和GE大颗粒业务。第二，SDH业务：STM-1、STM-4较多，STM-16、STM-64较少。第三，IPRAN业务：GE和10 G。第四，PTN：GE和10 G。第五，OLT业务：GE和10 G。

2.4 网络保护

设备级保护：OTN设备自身提供完善的设备级保护，包括主控交叉时钟合一板1+1备份、电源备份、风扇冗余。主控交叉时钟合一板支持1+1主备保护，主备交叉板互为备份。主用交叉板和备用交叉板通过背板总线同时连接到业务交叉槽位对交叉业务进行保护。满足以下任意条件将发生倒换：执行人工倒换命令；时钟、电源等硬件故障；拔板或硬复位交叉单板；绑定模式下软硬复位主控板；交叉总线故障。电源备份：两块PIU/APIU单板采用热备份的方式为系统供电，当一块PIU/APIU单板故障时，系统仍能正常工作。风扇冗余：包含多个独立的风扇用于设备散热，任意1个风扇失效不会影响其他风扇。

网络级保护：线性保护、子网连接保护和环网保护。线性保护包括光线路保护、光复用保护和光通道保护，均通过光保护单板，在相邻的光放站和光复用站间利用分离路由实现对光纤或光通道的保护，区别在于保护的范围不同。子网连接保护是一种专用的点至点保护机制，主要采用基于ODUk的1+1保护。环网保护包括光层保护和电层保护，光层保护主要采用OCh共享环保护（1∶1），电层保护采用ODUk共享环保护（1∶1）。

农村承载网覆盖广、建设成本高。为节约建设成本，对于接入客户业务本身已具备保护能力的，不建议在OTN网络侧重复提供保护。如：OLT设备，上行采用了2×10 G/GE链路，且上行流量未超过50%；SDH设备，已采用环网保护。

3 结 论

随着网络技术的发展，国家对农村通信网络的政策倾向使农村通信网业务飞速发展，且呈现多样化和宽带化趋势。成熟的OTN网络技术的多业务接入能力、大容量及充分利用光纤带宽资源等突出优势，在现阶段农村通信承载网络中得到了广泛应用，为人们的生产生活提供便利同时，也为农村经济发展做出了杰出贡献。