政企OTN网络架构及应用

袁良波

（安徽电信规划设计有限责任公司网络院，安徽 合肥 230031）

0 引 言

政企专线主要分为互联网专线、组网型专线。互联网专线通过无源光纤网络（Passive Optical Network，PON）和城域网承载，部分通过裸纤承载。组网型专线包括城域网承载的MPLS-VPN专线和通过传输网络（SDH/MSTP、STN/IP RAN、政企OTN）承载的传输专线，本文主要对传输专线进行分析。随着各行业专线业务不断发展，对网络要求越来越高[1]。同步数字体系（Synchronous Digital Hierarchy，SDH）网络已无法满足人们对网络品质和特性的要求，需逐步替代为政企光传送网（Optical Transport Network，OTN）。

1 政企OTN技术介绍

1.1 政企OTN技术特点

政企OTN具有光通路数据单元（Optical channel Data Unit，ODUk）交叉、分组交换、虚容器（Virtual Container，VC）交叉以及光通路（Optical Channel，OCh）交叉等处理能力，能够实现对各类业务的灵活传送。与传统OTN相比，政企OTN增加了对分组交换和VC交叉功能的支持，可实现对时分复用（Testing Data Management，TDM）和分组等业务的统一传送[2]。业务调度可以根据不同需求采用不同的处理流程：波长级别业务可以通过OCh交叉直接调度；0DUk业务直接通过ODUk交叉调度；VC业务首先将VC通道映射复用到STM-N帧，再映射复用到ODUk通道。

IP接口业务（MPLS-TP和以太网）一般有EoO、EoS两种承载方式。EoO（Ethernet over OTN）先完成分组业务处理，包括服务质量（Quality of Service，QoS）评价、操作维护管理（Operation Administration and Maintenance，0AM）等，然后再将以太网帧/MPLSTP封装映射到ODUk通道。板卡级EoO承载如图1所示，网元级EoO承载如图2所示。

EoS（Ethernet over SDH）先完成分组业务处理（QoS、0AM等），然后将以太网帧封装映射到VC通道，可以全程通过VC通道调度。此外，也可以先将VC通道映射复用到STM-n，然后再映射复用到ODUk通道。板卡级EoS承载如图3所示，网元级EoS承载如图4所示。

1.2 电层部署模式

根据光电层衔接模式的不同，政企OTN可分为集成式部署和独立式部署两种。集成式光电层为同厂商设备，电层将业务整合成波长级后通过线路侧板卡彩光直接进入光层的合分波器。独立式光电层一般为异厂商设备，由于目前光网络的封闭性，因此电层和光层设备难以解耦，异厂商无法互通。独立式电层将业务交叉汇聚后，通过线路侧灰光与异厂家光转换单元（Optical Transform Unit，OTU）对接，将其调制成彩光后再进入合分波器。集成式部署与独立式部署模式对比如图5所示。

独立式部署方式中，B厂家设备对于独立OTN灰光组网相对透明，独立OTN的组网拓扑类似于SDH的系统拓扑。

1.3 灰光线路板卡

政企OTN网络部署线路侧灰光板卡，用于异厂家网络对接和下行政企客户终端（Customer Premise Equipment，CPE）的接入。波分侧线路单板采用彩光模块，具有标准波长，中心频率固定，能直接上合波器；线路侧灰光板卡采用灰光（黑白光）模块，没有特定的标准波长，波长在某个范围内波动。

灰光线路板与普通的支路板都是采用灰光（黑白光）模块，不同点是普通支路板可以支持各种类型业务接入，而灰光线路板只支持OTU接入。但是灰光线路板卡具备对于政企承载十分重要的功能，即小颗粒汇聚进交叉板功能。此外，灰光模块还可以满足异厂家对接要求，多用于政企OTN网络配置[3-5]。

2 政企OTN网络架构

大型政企客户办公及经营需要跨国、跨省的政企专线，其对价格因素相对不敏感，对时延、专用带宽以及安全性等的要求较高。为满足客户需求并提升自身竞争力，从2018年起各通信运营商就开始相继建设政企专用精品OTN网络。

以某省份运营商政企OTN网络为例，整体网络架构分为骨干层和省内层。本地网内政企业务、省内跨地（市）政企业务通过政企OTN省内层承载，出省政企专线业务通过省内层、骨干层共同承载。整体网络架构如图6所示。

2.1 骨干层

骨干层覆盖全国及海外部分节点，在重点城市设置骨干节点并配置相应的OTN电交叉单元及业务板卡。在光缆途经汇聚的城市设置网络开口节点，方便后续网络部署。为满足业务的高效接入及传送，骨干网逻辑上分为汇聚层、调度层及直达层。汇聚层满足一般城市的业务接入及汇聚，站站互联；调度层主要用于就近收敛汇聚节点电路，通过ODU2（10 Gb/s）及以上颗粒进行调度，高效转接；在大业务量省份或城市节点间，直达层开通直达业务通道，减少转接，提升业务承载品质。

2.2 省内层

政企OTN省内层在逻辑上分为省内衔接层与本地城域层，而本地城域层又可以分为核心汇聚层与接入层。

2.2.1 省内衔接层

骨干层和省内层在省会及其他重要的核心节点处衔接。其他节点通过部署省级独立OTN作为调度设备，并通过省干干线波分透传灰光的方式完成对骨干网的连通，实现省内及省外政企专线的统一调度。此外，对接采用OTU2或OTU4接口。

2.2.2 本地核心汇聚层

本地核心汇聚层政企OTN网络一般采用集成式部署，采用支持“三混”（ODU、分组、VC）功能的灰光线路板卡对接省级独立OTN设备。核心设备设置在本地网的核心机楼，用于本地网内政企专线业务的统一调度和本区域政企业务汇聚。汇聚设备部署于政企客户集中区域以及数据中心（Internet Data Center，IDC）、云资源池等重要局站，主要用于本区域业务汇聚处理调度。

各汇聚节点与核心节点间通过支持“三混”功能的彩光线路板配置100 G“三混”波道，下行配置支持“三混”功能的灰光接口板，也可以按需配置普通支路板、分组板、SDH板卡。其中，下行端口主要用于下挂接入层OTN设备或直接接入客户端CPE设备。

核心汇聚层网络通过配置STM-16或者STM-64接口的SDH接口板，可以完成政企OTN与SDH网络的对接，能充分挖潜SDH接入层资源。在政企OTN网络建设中，为了简化本地网络结构并节省机房空间、动力资源及投资，核心汇聚层集成式部署一般也会考虑利旧本地原有波分系统的光层，通过部署与原光层同厂家的电层设备综合组网。集成式同步部署光层与利旧原有光层的对比如图7所示。

2.2.3 本地接入层

政企OTN接入层采用接入型OTN设备部署。在政企OTN网络建设中，将接入层的OTN设备与汇聚设备进行解耦，可以让更多厂商参与建设，降低设备成本。接入型OTN上行采用支持“三混”功能的灰光接口对接异厂家汇聚设备，一般采用OTU2接口；下行一般配置支持“三混”功能的OTU1灰光接口进行政企CPE接入。此外，也可以根据使用场景部署适配EoS、EoO等业务板卡，通过端口拉远的方式接入政企客户。接入层OTN可以采用与核心汇聚层不同厂家的设备，通过带内网管或带外网管的方式满足管理需求。带内网管如图8所示，带外网管如图9所示。

3 业务承载应用

根据传输政企专线的特点，可以将传输专线业务通过需要物理隔离和不需要物理隔离进行区分。用户有明确物理隔离要求的，优选采用政企OTN网络承载；用户无明确隔离要求的，GE或以上大带宽组网型专线可选政企OTN网络承载，GE以下带宽政企组网型专线可根据业务要求及网络能力选择适当的承载方案，如STN/IP RAN、分组传送网（Packet Transport Network，PTN）等。结合政企OTN网络的技术特点，建议线路承载方式及原则如下。

3.1 大带宽（400 Mb/s以上）线路承载

大带宽线路可以考虑通过EoO方式承载，封装在一个ODU0通道内，便于后期平滑提速。客户端部署专业CPE设备，通过OTU1/OTU2灰光接入政企OTN网络，通过CPE板卡端口限速处理并将业务映射ODU0刚性管道透传。全程政企OTN打散、交叉调度，支持带宽调整，满足品质专线各项指标。

3.2 较低带宽（400 Mb/s以下）线路承载

较低带宽线路可以考虑通过EoS方式承载，在客户端部署专业CPE设备，通过OTU1/OTU2灰光接入政企OTN网络，通过CPE板卡端口限速处理并将业务映射到STM-N VC颗粒。全程政企OTN进行VC业务交叉调度、汇聚收敛，支持带宽调整，满足品质专线各项指标。

3.3 原SDH政企业务承接

现网存量硬管道政企专线主要承载在SDH网络上，由于网元设备在网时间长，设备老旧且维护不便，可以迁改至政企OTN网络承载。通过对接SDH与政企OTN网络，SDH老旧设备可以从核心层、汇聚层、接入层由上往下逐层替换退网，完成设备改造。初期保留接入层SDH/MSTP设备，维持网络覆盖优势，节省接入段一次性部署成本。SDH退网后原有承载专线和增量政企专线全部迁改接入政企OTN网络，通过OTN网络进行管控，实现业务开通和管理以及运维的智能化、便利化。以某重点行业网络扁平化升级改造需求进行分析，该行业用户全省（除去省会）约900个网点，电路直接汇聚至省会中心，对刚性管道有明确需求。用户网点带宽需求如表1所示。

表1 用户网点带宽需求

由于现有省干SDH网络资源无法满足需求，因此采用政企OTN网络来承载客户的专线电路需求。目前可选的承载方案有两种：一是全程端到端全部采用政企OTN承载，各网点新增CPE新开专线接入；二是利旧城域SDH网络资源，通过SDH网络与省干独立OTN对接完成各地市VC业务传送至省会政企OTN城域网络，并通过省会政企OTN网络传送至客户省会中心。

综合考虑成本及工程进度等因素，方式二能更好地满足需求且节省大量成本。各地市线路通过VC4封装，传送至独立OTN设备，通过独立OTN传送至省会政企OTN城域网，通过省会中心部署落地设备并接入省会政企OTN城域网，完成全部线路的汇聚。组网与业务配置方案如图10所示。

4 结 论

政企OTN网络通过开放解耦引入接入型OTN，兼顾融合SDH/MSTP网络，可以实现政企承载网络平滑演进、提质增效，为高品质政企专线提供全新的解决方案，有效满足不同企业的高品质、差异化通信需求。通过分析讨论政企OTN网络的技术特点、网络架构及业务承载应用，总结政企OTN网络建设及业务承载的相关内容，推动OTN网络技术为政企专线承载提供更好的网络服务。