［宋珍珍 王強(qiáng)］

1 引言

隨著精品專線、超清視頻、5G 等全業(yè)務(wù)的承載需求，電信網(wǎng)絡(luò)加速向大帶寬、動態(tài)化、多連接及低時延的方向演進(jìn)?；诖顺霈F(xiàn)的OTN 新技術(shù)，主要有以下3 個方向：一是單波道速率由100 G 提升至400 G 實(shí)現(xiàn)帶寬提速，二是ROADM（可重構(gòu)光分插復(fù)用）、OXC（光交叉連接）等光交叉技術(shù)助力靈活調(diào)度[1]，三是客戶側(cè)支持多種業(yè)務(wù)類型，支持OSU（光業(yè)務(wù)單元），政企專線業(yè)務(wù)端到端開通。根據(jù)實(shí)際網(wǎng)絡(luò)需求，如何在城域骨干OTN 系統(tǒng)上進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整及新技術(shù)應(yīng)用，更加高效滿足業(yè)務(wù)承載需求，具有重要意義。同時高帶寬、強(qiáng)交叉帶來的高能耗問題也是實(shí)際建設(shè)中需要考慮的重點(diǎn)問題之一，本文提出了根據(jù)不同業(yè)務(wù)需求，兼顧綠色節(jié)能，節(jié)省用電成本的方案。

2 網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀分析

目前某地市城域骨干OTN 系統(tǒng)建設(shè)有核心層、骨干匯聚層、普通匯聚層OTN 三級環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，其中核心層、骨干匯聚層為100 G OTN 系統(tǒng)，普通匯聚層為10 G OTN系統(tǒng)，均為電交叉OTN 設(shè)備。對現(xiàn)網(wǎng)承載業(yè)務(wù)情況進(jìn)行分析，目前主要業(yè)務(wù)承載需求為OLT 上聯(lián)、移動互聯(lián)網(wǎng)、CDN（內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)）、集客專線等。對不同層級的業(yè)務(wù)需求進(jìn)行分析，可以得出結(jié)論。

（1）核心層目前為環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，環(huán)路節(jié)點(diǎn)數(shù)2～4 個，承載業(yè)務(wù)的75%左右均為視頻業(yè)務(wù)流量引起的移動互聯(lián)網(wǎng)、CDN 業(yè)務(wù)需求，以100 G 帶寬為主，局向、帶寬比較固定。

（2）骨干匯聚層為環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，環(huán)路節(jié)點(diǎn)數(shù)一般為4～8 個，上面承載的業(yè)務(wù)，一部分為BRAS（寬帶接入服務(wù)器）設(shè)備上聯(lián)的需求（占比65%），一部分為PTN 承載鏈路需求（占比26%），都需要到核心層進(jìn)行流量終結(jié)或流量疏導(dǎo)。

（3）普通匯聚層業(yè)務(wù)，95%以上需求為OLT 上聯(lián)需求。此外還有少量的集客專線承載需求。

各層級業(yè)務(wù)承載流量占比分析如圖1 所示。

圖1 城域骨干OTN 系統(tǒng)業(yè)務(wù)承載流量分析

Omdia 機(jī)構(gòu)預(yù)測未來個人業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)如圖2 所示，在2018～2024 年期間，來自蜂窩網(wǎng)絡(luò)和消費(fèi)者固定寬帶網(wǎng)絡(luò)的總數(shù)據(jù)流量將以28.7%的復(fù)合年增長率增長，視頻業(yè)務(wù)帶寬流量仍然會處于主導(dǎo)地位[2]。另一方面，隨著5G +、云計算、大數(shù)據(jù)推動政企業(yè)務(wù)的迅猛發(fā)展，專線全面轉(zhuǎn)型提速，原來通過OLT/PTN 承載的部分專線業(yè)務(wù)會轉(zhuǎn)為直接通過OTN 承載，以達(dá)到大帶寬、低時延的要求，這部分業(yè)務(wù)局向隨機(jī)，帶寬顆粒不定，且需要快速開通，需要OTN 具備靈活的業(yè)務(wù)調(diào)度、端到端快速開通的能力。

圖2 個人業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流量預(yù)測

3 組網(wǎng)分析

3.1 核心層

根據(jù)以上業(yè)務(wù)分析，核心層大部分業(yè)務(wù)需求來自于核心機(jī)房之間移動互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、CDN 設(shè)備等的互聯(lián)需求。這部分業(yè)務(wù)的特點(diǎn)為帶寬大、站點(diǎn)少、局向固定，可通過定期預(yù)測性擴(kuò)容解決，期間需要動態(tài)調(diào)整的可能性小。OTN 大顆粒電交叉高能耗問題一直是制約工程建設(shè)的問題，大量現(xiàn)有機(jī)房的配套電源和機(jī)房裝機(jī)方式均無法滿足工程裝機(jī)需求[3]。本文建議采用支線路合一板卡的波分設(shè)備（WDM 設(shè)備）組網(wǎng)，以降低設(shè)備功耗。WDM 設(shè)備采用環(huán)路形式或者點(diǎn)對點(diǎn)形式組網(wǎng)，通過合分波板與OTU板的配合，以類似裸光纖直連的方式進(jìn)行業(yè)務(wù)承載，如圖3 所示。WDM 設(shè)備與OTN 設(shè)備相比，可省去交叉單元的配置，且業(yè)務(wù)單元板卡數(shù)量減少50%，單機(jī)架功耗可降低約32%，單100 G 帶寬功耗可降低約110 W。WDM 系統(tǒng)的缺點(diǎn)是會失去一部分業(yè)務(wù)配置和調(diào)度的靈活性，但考慮到大量的基本不需動態(tài)調(diào)整的業(yè)務(wù)承載，本文認(rèn)為WDM設(shè)備既可以滿足業(yè)務(wù)需要，又可以有效地降低功耗需求。

圖3 核心層400 G WDM 環(huán)路

另外一部分業(yè)務(wù)需求為政企專線及其它網(wǎng)絡(luò)引起的突發(fā)擴(kuò)容，尤其是政企專線業(yè)務(wù)，要求調(diào)度靈活、開通迅速。針對這部分業(yè)務(wù)需求，建議使用電交叉+OXC 方式組網(wǎng)。核心節(jié)點(diǎn)采用OXC全光交叉技術(shù)增強(qiáng)光層調(diào)度的靈活性，加上集群技術(shù)擴(kuò)展單節(jié)點(diǎn)無阻塞調(diào)度能力，業(yè)務(wù)上下仍然使用電交叉，做到所有連接網(wǎng)管可配置。OXC 技術(shù)適用于多維度節(jié)點(diǎn)的調(diào)度，核心層組建MESH 網(wǎng)絡(luò)，使調(diào)度更加靈活，增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)安全性。系統(tǒng)采用單波道200 G/400 G，滿足業(yè)務(wù)靈活調(diào)度、大容量快速疏導(dǎo)，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)見圖4。

3.2 匯聚層

根據(jù)以上業(yè)務(wù)分析，骨干匯聚層的業(yè)務(wù)流向91%以上均為骨干匯聚節(jié)點(diǎn)至核心節(jié)點(diǎn)的需求，而來自于普通匯聚層業(yè)務(wù)流量95%以上均至骨干匯聚節(jié)點(diǎn)終結(jié)，只有少量需要通過骨干匯聚節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)接。因此目前來看，現(xiàn)網(wǎng)的電交叉+FOADM（固定光分插復(fù)用）設(shè)備可以滿足業(yè)務(wù)需求。隨著政企業(yè)務(wù)的迅猛發(fā)展，骨干匯聚節(jié)點(diǎn)的多維度業(yè)務(wù)調(diào)度功能會越來越重要，如果波道利用率達(dá)到70%，需要新建系統(tǒng)，建議設(shè)備配置為電交叉+ROADM 設(shè)備，與核心層網(wǎng)絡(luò)一起組建統(tǒng)一的網(wǎng)管可控的光、電交叉系統(tǒng)，增強(qiáng)業(yè)務(wù)的快速開通能力。環(huán)路單波道帶寬配置為100 G/200 G。組網(wǎng)結(jié)構(gòu)上，骨干匯聚環(huán)上聯(lián)至核心層就近的兩個核心節(jié)點(diǎn)，在核心節(jié)點(diǎn)上進(jìn)行業(yè)務(wù)的終結(jié)或轉(zhuǎn)接，如圖4 所示。

圖4 城域骨干OXC+ROADM 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

普通匯聚環(huán)節(jié)點(diǎn)一般只有兩個局向，無多維度業(yè)務(wù)調(diào)度的需求，僅使用電交叉+FOADM 即可，單波道10 G/100 G。另外，支路端口需支持多種業(yè)務(wù)的承載，支持OSU，滿足政企小顆粒業(yè)務(wù)需求。

4 結(jié)束語

本文首先分層分析了現(xiàn)網(wǎng)實(shí)際業(yè)務(wù)承載情況，又分析了未來業(yè)務(wù)的發(fā)展對城域骨干OTN 系統(tǒng)的影響，提出了城域骨干OTN 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案。本文對核心層特定業(yè)務(wù)需求進(jìn)行研究，提出了核心層應(yīng)用WDM 設(shè)備組網(wǎng)，與城域骨干OXC+ROADM 網(wǎng)絡(luò)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)靈活調(diào)度與綠色節(jié)能的兼顧。