分组增强型OTN设备对政企专线承载的应用*

于 涛

（安徽电信规划设计有限责任公司，安徽 合肥 230031）

0 引言

随着大客户专线业务的快速发展，尤其是用于客户组网型的专线电路，不仅数量和带宽快速增长，而且对于电路的传送品质要求进一步提升。为了面对大带宽、低时延、高品质、端到端快速开通的承载需求，本文结合分组增强型OTN设备的技术特点，进行业务承载的应用分析，以满足不同需求的组网型专线的承载要求。

1 政企专线的类型

政企专线主要为客户提供互联网访问和组网型应用。根据功能和承载特性的不同，主要包括互联网专线、虚拟专网、数字电路和云专线等方式。

互联网专线：为客户提供实时在线的互联网访问能力，具有稳定的接入带宽和固定的IP地址，上下行速率对称。

虚拟专网：通过MPLS VPN技术[1]，为客户的专用网络提供点到点、点到多点、多点到多点的弹性管道组网能力，结合客户需求可同时集成互联网访问功能。

数字电路：通过时分复用和MSTP技术[2]，为客户的专用网络提供点到点或点到多点的刚性管道组网能力，通道专用、物理隔离、快速倒换，可靠性高。

云专线：为客户提供入云的接入能力，根据需求的不同，可采用多种技术方式灵活接入。

2 主要承载方式

互联网专线：以PON网络或光纤接入为主，城域网进行承载。

虚拟专网：本地网内电路通过城域网承载，跨地市电路通过专用IP网络承载，业务间逻辑隔离，带宽统计复用。

数字电路：一般速率通过SDH/MSTP设备承载，1000 Mbps以上速率通过WDM/OTN设备承载，业务间物理隔离，带宽独享。

云专线：根据带宽、隔离度、可靠性等的不同需求，可采用城域网、IP RAN/PTN、WDM/OTN等多种接入方式。

以上政企专线，除互联网专线外均为客户组网型电路，具有较高的承载需求，根据承载性质的不同又可分为弹性管道（分组网络、逻辑隔离）和刚性管道（传输网络、物理隔离）两种主要承载方式。

3 分组增强型OTN设备应用的必要性

对于客户刚性管道业务的承载，早期主要带宽速率大都低于10 Mbps带宽，少量155 Mb/s和622 Mb/s电路，SDH/MSTP网络资源能够满足承载需求。

随着专线速率的提升，20 Mbps、50 Mbps、100 Mbps等电路快速增多，SDH/MSTP汇聚和骨干层速率以2.5 Gb/s和10 Gb/s为主，容量有限，难以应对大规模提速和新增电路需求。OTN网络交叉调度的最小颗粒为ODU0，无法对1000 Mbps以下的速率进行调度/复用，采用OTN设备直接透传1000 Mbps以下速率业务会造成带宽的浪费，不具有成本优势。

基于以上分析可以看出，传统传输设备承载刚性管道业务的难点在于100 Mbps～1000 Mbps区间的高速率专线。本文重点探讨传输网络对100 Mbps以上高速率刚性管道的承载方案。

4 分组增强型OTN设备的技术特点

分组增强型OTN设备相比传统OTN，增加了对分组交换和VC交叉功能的支持，使得OTN设备能够实现基于分组、VC、ODU和波长的多类型业务统一承载[3]。

其功能原理是在电子框内引入VC和分组的功能模块，通过对业务信号的标准化处理输出能够进行交叉调度的数据流，从而实现基于VC颗粒的调度以及基于端口、VLAN和MAC地址的分组交换能力；通过VC和分组信号向ODUk的层间适配桥接功能，将信号封装映射进标准的ODUk颗粒进行复用和传输。

根据行标规范，分组增强型OTN的功能实现包括有板卡式和集中交叉式两种实现方式，二者的主要差别在于交叉模块的实现方式和调度能力，其中板卡式的VC和分组的封装、映射以及向ODUk的适配全部通过支路板板完成，不影响现有OTN设备的交叉板和线路板结构；集中式相比板卡式，则是将业务向VC和分组的封装、映射放在支路板实现，VC交叉和分组交换则集中在交叉板中，VC交叉和分组交换向ODUk的适配则通过线路板实现。可以看出，集中式交叉的技术方式虽比板卡式较为复杂，但具有更好的调度灵活性和网络扩展性，目前各主流分组增强型OTN设备厂家都以集成式交叉作为发展方向。

OTN设备的电层引入VC交叉和分组交换，能够实现对不同速率业务的综合接入和灵活调度；光层结合ROADM技术[4]，能够进一步提升网络的路由灵活性和抗风险能力。通过光、电层的协同部署，能够对不同的SLA（服务等级协议）需求求提供差异化的承载和保护策略。

5 分组增强型OTN网络部署策略

采用分组增强型OTN设备建设的政企OTN网络主要包括骨干、汇聚和接入三个层级，网络架构示意如图1所示。

5.1 骨干层

采用分组增强型OTN设备部署省级调度设备，通过省干WDM/OTN网络透传支持ODU/分组/VC功能的灰光接口对接地市对接设备，实现全省业务的统一调度，对接速率结合需求可选用OTU2或OTU4接口[5]。省级调度设备不直接接入业务，业务接入均由本地设备完成。

图1 分组增强型OTN网络架构

对于省际专线的骨干网部署，也可将骨干节点直接延伸至高业务量地市，扁平网络架构，减少业务转接。

5.2 汇聚层

本地汇聚层政企OTN网络包括对接设备和汇聚设备。

对接设备采用集成式分组增强型OTN设备部署，设置在本地网的两个核心机楼，兼做汇聚设备使用，用于本地网内业务的统一调度。上行采用支持ODU/分组/VC功能的灰光接口对接省级调度设备。下行配置支持ODU/分组/VC功能的混合10 Gb/s 或100 Gb/s彩光线路板，用于向各汇聚节点分别开通100 Gb/s波道承载业务；配置支持ODU/分组/VC功能的灰光接口板，用于下挂接入型OTN或CPE设备；在云资源池所在的局站设置时，下行按需配置10 GE或100 GE端口与云资源池对接；有SDH网络对接需求时，按需配置SDH板卡，对接端口需分摊在不同的板卡上，对接速率建议STM-16或STM-64。

汇聚设备采用集成式分组增强型OTN设备部署，覆盖政企客户集中区域以及云计算/IDC等重要局站。上行配置支持ODU/分组/VC功能的混合10 Gb/s 或100 Gb/s彩光波道开往本地对接设备。下行配置支持ODU/分组/VC功能的灰光接口板，用于下挂接入型OTN或CPE设备；在云资源池所在的局站设置时，下行按需配置10 GE或100 GE端口与云资源池对接；有SDH网络对接需求时，按需配置SDH板卡，对接端口需分摊在不同的板卡上，对接速率建议STM-16或STM-64。

5.3 接入层

接入层采用大容量接入型OTN设备部署，覆盖城区一般政企客户集中区域和重要乡镇，上下行均采用支持ODU/分组/VC功能的灰光接口上连汇聚设备和接入客户端CPE使用。接入型OTN设备即可用于扩大网络覆盖，也可用于政企业务量大的局端汇聚设备端口扩展，降低专线接入成本。

6 分组增强型OTN业务承载策略

高价值客户的大带宽专线具有较高的品质要求，物理隔离、高可靠性、低时延、端到端性能监测管理等，因此业务承载需要从以下方面考虑：

物理隔离方面，分组增强型OTN能够提供基于VC和ODUk的时隙切片保障业务的可靠隔离；分组交换功能对于GE以下速率的较高带宽电路需求相比VC的大量级联配置，能够提供灵活的配置和升级能力，业务独占ODU0通道，同样可以满足业务物理隔离的需求。

可靠性方面，分组增强型OTN设备电层具有多种可靠保护机制，结合光层Mesh化组网+WSON控制平面的部署，能够提供高可靠的保护和恢复能力。

低时延方面，主要从业务传送距离、网间转接、光电再生等方面进行优化，缩短业务传输距离、减少电路落地转接、光层直达来降低业务传送时延。

端到端管理方面，通过集中的控制平面，实现业务快速部署，网络统一运维，资源、业务和时延可视，在提升业务发放效率的同时，还能够提供面向客户的电路性能展示和带宽自助调整服务，增强客户体验。

6.1 网络组织

根据组网型专线源宿端的地理位置分布，可分为省际专线、省内跨域专线和本地专线三种类型。

（1）本地专线：电路的源宿两端均在同一本地网内；

（2）省内跨域专线：电路的源宿两端位于同一省份的不同地市之间；

（3）省际专线：电路的源宿两端分别位于不同省份。

6.1.1 本地专线

本地网内可采用同一厂家分组增强型OTN设备进行汇聚层建设，端到端管理、快速开通，网络覆盖市区和县城；对于城域一般政企业务量区域和重点乡镇，可采用接入型OTN延伸，降低网络建设投资和机房空间、电源、空调等环境压力。网络能够满足本地网内市、县、乡各级承载需求。

本地专线的承载方式有两种，对于带宽大、要求高的重要电路可采用方式一，客户端CPE直接上联汇聚设备，提升业务承载品质；其他电路采用方式二接入，通过接入型OTN汇聚后接入汇聚设备，降低专线接入成本。

6.1.2 省内跨域专线

省内专线的组网，与本地专线的差异主要在于增加了省干WDM/OTN透传和省级政企OTN调度设备。由于业务的源宿端均落在本地网内，因此业务的汇聚/打散功能在本地政企OTN网络处理即可，省干WDM/OTN仅需提供OTUk透传通道。省级政企OTN调度设备主要用于对地市对接设备上行通道中的子速率业务进行打散、汇聚、调度，不直接进行业务接入。

6.1.3 省际专线

省际专线的组网包括两种方式，一种是骨干网直接下沉至高业务量地市，业务节点间波道直达，端到端管理快速开通；另一种是省际政企OTN未覆盖的地市，则通过省内政企OTN网络进行转接。

6.2 承载方式

相比传统OTN设备，分组增强型OTN设备引入了VC交叉和分组交换的功能，提供对2 M～1000 M的子速率业务调度和承载能力。对于GE及以上速率的业务采用ODUk或ODUflex进行承载，匹配相应带宽速率，达到波长级速率的业务直接采用波长传送。

VC承载：分组增强型OTN设备支持VC12/VC3低阶交叉和VC4高街交叉，能够对各速率业务通过VC级联的方式进行刚性管道传送，同一ODUk通道内的各条VC电路间物理隔离，安全性高，适宜于100 Mbps以下低速率以太接口电路与STM-1电路。对于以太接口电路，客户端CPE通过QoS进行端口限速，中间段采用VC级联提供刚性管道透传。业务保护客户端CPE至局端汇聚设备采用SDH SNCP保护，局端设备间分段配置1+1 MSP保护。

分组承载：分组交换支持以太网和MPLS-TP两种方式，以太网方式通过VLAN、MPLS-TP通过PW/LSP方式进行业务承载，QoS进行端口限速。同一ODU0内的各条分组业务间逻辑隔离，QoS设置业务优先级，带宽使用效率高。适宜于100 Mbps～500 Mbps区间的以太接口电路。业务保护客户端CPE至局端汇聚设备采用分组 SNCP保护，包括以太和MPLS-TP两种方式，局端设备间分段配置分组 SNCP保护。

OTN承载：对于GE及以上速率的标准电路采用ODUk承载，非标速率通过ODUflex承载，达到波长级速率的10 GE或100 GE电路直接通过光通道承载。业务保护方面，对于OTN电子架内的子速率业务可分段配置ODUk SNCP保护，光通道业务可通过重路由恢复、波长1+1保护等多种方式提升业务安全性。

7 政企OTN网络对SDH业务的承接

随着刚性管道电路数量的增多和带宽的提升，现有SDH网络资源，尤其是汇聚层及以上网络的通路资源日益紧张。

分组增强型OTN设备VC交叉功能，支持VC12/VC3/VC4级别的高低阶交叉能，能够通过STM-N端口对接SDH网络，进行业务的分流和疏导，缓解SDH网络通路资源紧张的问题，逐步替代汇聚层及以上层级SDH设备，典型应用有以下三种方式。

（1）本地专线：通过分组增强型OTN网络对接本地SDH网络，分流核心/汇聚层SDH网络流量；

（2）省内跨域专线：通过分组增强型OTN网络对接本地SDH网络，分流省干和本地核心/汇聚层SDH网络流量；

（3）省际专线：通过分组增强型OTN网络对接长长中继和本地SDH网络，分流省干和本地核心/汇聚层SDH网络流量。

分组增强型OTN网络对SDH业务的承载如图2所示。

图2 分组增强型OTN网络SDH业务承载示意

省干SDH通路优化：骨干层面通过省级政企OTN设备的STM-N端口对接省际SDH网络或省内长长中继SDH系统，本地网内汇聚层SDH设备对接本地汇聚层政企OTN设备，可将原省干SDH承载的业务分流至政企OTN网络承载，省级政企OTN设备至本地政企OTN对接设备间仅进行高阶交叉，业务的汇聚和打散由本地政企OTN设备实现，逐步替代省干SDH网络。

本地SDH通路优化：本地网汇聚层/接入层SDH设备对接政企OTN汇聚设备，可将原本地汇聚层SDH承载的业务分流至政企OTN网络承载，汇聚层政企OTN设备按需启用低阶交叉功能，对业务进行汇聚和打散，缓解本地网汇聚层SDH网络资源压力，逐步替代本地核心/汇聚层SDH网络。

8 结语

分组增强型OTN设备具备了光层WDM技术的海量带宽和电层OTN技术的ODU、分组和VC子速率处理能力，结合完善的OAM管理，能够提供从2 Mbps到波长级速率业务的综合传送能力。作为各类网络和业务的基础载体，分组增强型OTN网络具有广泛的应用范围，兼顾与SDH/MSTP网络的协同演进，以实现传输网综合承载、平滑演进、提质增效的目的。