OTN技术在城域网建设中的应用分析

韩璐 孙晓艳 上海邮电设计咨询研究院有限公司

随着互联网的快速发展，城域网建设要求逐步提高，需要持续推动相应的网络升级改造与新建工作，满足社会的网络需求。而在城域网建设中，OTN 技术是近年来被广泛应用的关键技术，其相较于传统组网模式而言具有不少优点，能够充分满足现代网络发展需要，值得对其进行全面研究、深入探索。

一、OTN技术概述

OTN（optical transport network）指光传送网，即于光域内实现业务信号的传输与处理的传送网络。OTN 的特点在于可实现子网范围内的全光形式传输，并以光—电-光的形式完成边界信号与数据的转换，并构建起相应的传送网结构。OTN 主要由电路层、光通道层、光复用层、光传输段层、物理媒质层等所组成，并依靠波长完成光信号传输。其中光通道层包含净荷单元、数据单元以及传送单元，能够实现对光信号的高效传输。OTN 技术有着极强的综合性与系统性，不但可以对业务信号以及定时信息等进行透明传输，还能对各种信号加以封装，实现针对大颗粒调度的保护及恢复，而且还具备良好的故障监测性能与前向纠错性能，具有多方面的优势，故而在现代网络体系中得到了广泛应用，并且被认为是传输网发展的重要方向。从技术层面进行分析，OTN 技术的兼容性良好，可以摆脱全网同步的限制并优化整个传送网系统，灵活性强且波长带宽的利用高，对光通道OSNR 的容量限制要求较低，网络管理及生存能力良好，实践应用价值高。

二、OTN技术在城域网建设中应用的可行性

对城域网建设而言，宽带提速与扩容是最为基础也最核心的两点。近年来互联网快速发展，网络用户明显增多，同时网络设备种类与数量、网络应用形式等的增加也不容忽视，再加上云计算、大数据等先进技术的逐渐成熟与广泛应用，都对城域网带宽提出了更高要求，需要积极做好相应的建设规划，持续、稳定、高效地推动提速扩容工作落实。而传统城域网扩容方法是核心层更换大容量设备来扩容出口带宽，接入层推广应用光纤，汇聚层增加物理链路、更换板卡及模块。传统城域网建设中的扩容提速方式存在一定缺陷和漏洞，适应性较弱，可持续性不强，同时效果也难以达到预期，并不能满足实际建设需要。而OTN 技术本身在多个方面具有一定的技术优势，包括透明传输多种客户信号、消除全网同步的系统限制、组网能力强、光通道OSNR 容限要求较低、分段监控业务传送质量高、业务保护功能灵活等，能够从技术层面取代传统组网技术。同时OTN 技术在城域网建设中也有着良好的适用性，这使得其应用可行性进一步提高。IP 城域网大颗粒业务的开展需要相应的传送组网支持，OTN 技术正好在这一方面集聚优势，能够实现对大颗粒的有效调度、汇聚以及保护，从而满足城域网实际需要。OTN 技术在城域网核心层以及汇聚层的引入，能够在一定程度上解决光路资源不足的问题，并且能够更好地适应跨地区业务的发展需求，推动城域网的进一步成熟。另外OTN 技术在城域网端口匹配、网络保护等方面也占有一定优势，能够为节点间提供有效保护，更好地支持网络建设。

三、OTN技术在城域网建设中的应用策略

（一）应用ROADM 技术

ROADM（重构广分插复用器）能够实现于多个光通道中对信号进行下路处理且不影响其他波长通道的传输，而且能够消除对高成本终端光电转换设备的依赖，故而在城域网建设中受到了广泛青睐。ROADM 技术的优势包括远程可重构、支持波长重用、动态增益均衡等，对城域网传输性能、容量、成本、网络智能化管理等具有一定的积极作用，故而在基于OTN 技术的城域网建设中依旧有着巨大的应用空间。目前常见的ROADM 设备基于实现原理可分为PLC型、WB 型以及WSS 型等，其中PLC 型技术成熟且节点内部插入损耗较小，不过模块化程度低且建网初期成本偏高；WB 型结构简单、模块化程度高且支持广播类业务，不过通常不适用于上、下路波长较多的组网；WSS 型端口类型多、波长及波长方向的扩展性能良好，不过成本较高且下路类型并不支持广播类业务。在基于OTN 技术的城域网建设中，需要根据实际情况合理选用ROADM 设备，从而借助ROADM 技术达到灵活调整组网、节省网络资源、增强扩展能力的目的。

（二）组网拓扑结构

城域网建设通常需要考虑综合业务接入区建设需求以及县、乡边缘层业务需求，针对城市主要区域和边缘区域采取不同方式进行建设。在基于OTN 技术进行城域网建设时，通常可以选择直接对电路进行扩容或者新建传输网两种方案。第一种方案建设难度较低，成本相对更低，不过后期维护难度更高，要想在之后继续扩容难度会更大，基本上只能满足近几年的城域网建设发展需求。而第二种方案建设难度较高，成本相对更高，不过后期维护难度更低且扩容难度也更低，能够满足目前以及短期内的网络需求。而在运用第二种方案进行城域网建设时，往往需要在城域网核心层设置多个环状网，设置相应的ROADM 站点实现业务上下级业务转接。

（三）设备与光缆选型

对OTN 技术的应用而言，需要选择合适的设备来协调成本与网络性能。目前较为常见的OTN 设备的传输单波速率分别为10Gbit/s、40Gbit/s 以及100Gbit/s，具体选择应当充分考虑建网成本、业务需求、光缆衰耗、光缆色散等因素。同一段网络内应当尽量选择同一厂家所生产的设备，如果需要采取不同厂家的设备也应当保障设备接口的兼容性。光缆选择则通常选用单模光纤，以保障传输带宽足够大、损耗足够少、成本足够低、系统升级足够简单，目前常见的单模光纤选型通常包括G652、G653 以及G655三类，具体可根据实际需求进行选择。

（四）网管系统规划

对色散模块进行合理配置，保障光信噪比符合组网要求，适当选择信道间隔以减少非线性效应对传输系统的影响，并在此基础上进行网管系统规划，是OTN 技术支持下的城域网建设要点所在。网管系统通常包含两级架构，即城域核心层与各县乡接入层，并实现网元检测与控制、网络故障管理、网络配置管理等基础功能。

四、结束语

综上可知，城域网建设是现代网络建设发展的重要部分，直接关系到社会大众用网需求以及网络通讯事业发展。在建设城域网的过程中一定要积极应用先进技术，根据城域网原本的实际情况合理制定科学的建设方案，尽量协调建设成本、维护成本、扩容提速效果、业务需求等，为城市互联网系统的良好发展提供支持。