张成良：省际光网络发展的若干问题

        【讯石光通讯咨询网】在2013年6月5-6日于北京举行的第十三届中国光网络研讨会上，来自中国电信北京研究院副总工程师张成良发表了题为《省际光网络发展的几个问题》的演讲。重点阐述了RODAM在省际骨干网中的应用、OTN在省际骨干网中的应用、低损/超低损光纤的发展和应用，以及对超100G WDM技术的发展探讨。

RODAM在省际骨干网中的应用

        张成良介绍道，光域组网具有低成本、高效率的优势，其缺点就是颗粒度较粗、灵活性不够。通常情况下，光交换与电交换相结合，组成多粒度交换节点结构，其中光交换属波长级高速型，电交换属子波长级调度、OEO再生型。

        据悉，基于波长颗粒的OADM设备是光交换网络主要设备形态，其中FOADM是固定OADM，ROADM是可重构OADM。

        WSON是基于ROADN的组网，具备控制平面的功能。基于波长的调度，多维ROADM已具备一定OXC设备功能，商用设备多数采用采用WSS（波长选择开关）技术，常见设备为9维，最大可达20维以上。

        据介绍，ROADM的优势主要在于，它是环网、Mesh等多种拓扑结构，并且是基于ROADM的WSON，还是国际标准化热点。据OVUM统计数据，目前ROADM设备在北美和欧洲地区得到广泛应用，其销售额持续12个季度保持增长模式，2012第一季度已占到全球城域WDM设备总销售额的34%。

        当然，ROADM设备也存在特有的局限性。ROADM设备的波长连续性受限制，并且传输距离也有一定限制。

多维ROADM的应用场景

        张成良还介绍了多维RODAM的应用场景。其中场景一为WDM网络大容量、多方向转接节点，有单点、多点、子网的区别。其优势在于，灵活/可重构的波道调度能力，并减少大量ODF架和尾纤，还可节约机房面积、改善网络结构、降低热点线路压力。多维RODAM所受的限制也较明显，转接业务大、本地业务少；各方向距离适中，转接波长满足传输距离限制；个别方向对距离超限可采用先下再上方式完成再生。

        若存在个别方向距离长，可通过OTM设备转接影响，也即组网模式从点到点系统变成ROADM子网，并且必须采用相同厂商设备定位，将该方案应与点到点WDM系统方案相结合，共同构建WDM骨干网。

        多维ROADM应用的场景二为分区域集成OTN方案，有ROADM和FOADM两种方式。其中，FOADM必须规划好所有穿通和落地波道，若有调整必须手动操作，并且风险大，更改合分波器之间光纤连接，存在影响干线业务的风险；而ROADM灵活性强，穿通或落地状态可软件配置，至多需要手动调整OTU与合分波/WSS之间的光纤连接，风险相对较小，最多影响落地业务。

        据介绍，二维ROADM设备形态有普通ROADM，其设备形态1属于上路基于WSS，下路基于耦合器/分光器，成本较低；上下路波长均波长受限、方向受限；设备形态2是上、下路均基于WSS型，WSS多余端口可提供波长灵活的上下路能力，具备一定可扩展性；但是成本较高。

        ROADM的优势在于节约成本，尤其是OTU/ODF可以节约成本，并方便网管系统的管理，减少占地、降低功耗，属于绿色节能型。

        与ODF相比，ROADM的风险主要在于，光交叉（WSS）板卡无主用备份，板卡故障影响某个方向网管的配置功能要求较高，杜绝误操作和安全漏洞。上下路模块方面，ROADM属于波长受限型，而ODF属于波长无关型，波长受限主要适用于波道连接关系固定场景，而波长无关则适用于波道连接关系灵活的场景。再生模块方面，ROADM采用电交叉形式，ODF采用 REG板卡阵列。

        相对而言，电交叉方式优势更明显，通过交叉阵列可实现方向和波长的灵活性，降低光层成本从OTN与WDM的关系角度，可分为独立OTN设备和OTN/WDM集成设备两种。独立OTN设备类似于大容量的SDH ASON设备，采用OTUk白光接口与WDM系统互联，主要当作大容量的交叉设备来使用。OTN/WDM集成设备由于不需要OTN与WDM之间的互联接口，具有成本低的优势。

        从多业务支持的角度，可分为传统OTN设备和分组增强型OTN设备两种，传统OTN设备支持ODUk交叉，支持点到点的SDH、以太网业务；而分组增强型OTN设备具有ODUk交叉、分组交换（以太网/MPLS-TP）、VC交叉处理能力，可实现对TDM和分组业务统一传送，支持EVPL、VPLS和E-Tree等以太网业务。

        据悉，分组增强型OTN（P-OTN）设备是指具有ODUk交叉、分组交换、VC交叉和光交叉处理能力，可实现对TDM和分组业务统一传送的设备。由于引入了MPLS-TP功能，集中式分组增强型OTN设备具有更强的分组处理能力。

        而集中型设备可同时支持以太网和MPLS-TP，其交换容量大，不受板卡背板接口数限制，只受背板容量限制，采用MPLS-TP的LSP和PW区分业务，在汇聚场景下可减少VLAN配置量，目前只有华为设备支持，需要更换交叉板卡。集中型设备最大优势是交换容量大，组网能力强。

        据介绍，板卡型设备目前只支持以太网，不支持MPLS-TP。受板卡背板接口限制，交换容量不能做到很大，目前板卡的最大背板接口数为16个，在汇聚场景下，需要根据业务VLAN进行端口VLAN配置。

OTN在骨干网中的主要用途

        首先，引入OTN 可以改变目前骨干WDM系统不成网的现状，使骨干光传送网真正成网，实现业务的端到端快速调度，并通过实施多种保护恢复机制提高网络的可靠性。其次，OTN可以用于提供GE～100GE的大带宽传输专线业务，满足ICP、银行等政企客户不断增长的专线业务需求。第三，随着100G的来临和IP网络扁平化的发展趋势，OTN可以用于IP Offloading，匹配业务接口与传输系统速率的不一致，提高波长使用效率，降低建网成本。IP Offloading可以实现路由器接口速率与WDM传输速率的相互独立，提高组网灵活性，充分利用已有WDM资源。

OTN在骨干网中应用方式

        第一种方式为大带宽专线承载，其特点是业务量较小，对端到端业务的快速调度能力和可靠性要求高，适合于采用独立OTN设备+WDM的组网方案。OTN与WDM系统独立规划建设，可以利用已有的WDM系统资源。

        第二种方式为WDM联网和IP承载，其具有带宽需求大、注重投资效益的特点，适合采用OTN/WDM集成的设备形态，以降低网络建设成本。

        为了实现多厂商设备组网，可采用分区域OTN集成WDM的组网方案，每个区域内采用同一厂家的OTN/WDM集成设备，同时便于ROADM的引入。在区域内采用光/电混合调度（ROADM/OTN），区域间采用OTN电层调度。

        利用OTN所具有的低速业务汇聚能力，在业务量达到一定门限的路由器之间建立ODUk通道，从而降低对核心路由器的容量要求和网络建设成本.

降低传输损耗成为单模光纤技术发展主趋势

        低损耗(LL: Low Loss)光纤通常采用常规G.652光纤工艺，通过改善预制棒纯度和拉丝工艺，减少非本征衰耗，达到降低损耗的目的；衰耗系数接近0.18dB/km。

        超低损耗(ULL: Ultra Low Loss)光纤：借鉴海缆纯硅芯光纤工艺，芯区纯二氧化硅，包层掺氟，最大限度降低本征衰耗；衰耗系数低于0.17dB/km，为G.652光纤。

超低损光纤产业发展情况

        目前只有康宁公司推出商用的与G652兼容的ULL光纤（SMF-28 ULL光纤），光纤衰耗平均值达0.168dB/Km;成缆后衰耗平均值达0.171dB/Km。住友推出PureAdvance®纯硅纤芯单模光纤。长飞公司已经研制出实验室超低损耗光纤样品，正进一步优化光纤生产工艺，但尚需一定时间才能进行批量供应。由于生产工艺、成本和环保等因素，国内其他厂家对超低损光纤处于观望和评估状态。

低损/超低损光纤在省际骨干网应用的考虑

        考虑到产业的成熟度和光缆与系统的综合造价，近期骨干光缆建设宜全面采用兼容G.652D标准的低损耗光缆。业界需要积极推动ULL光纤技术和产业的发展，结合骨干网光缆建设的需求，适时引入ULL光缆，以满足未来更高速率系统的长距离传输。

        考虑到供应链风险等因素，目前超低损光纤可在局部的大跨段光缆中试用，以取得工程建设、维护经验。在不使用拉曼放大器的情况下，大跨段光缆对系统建设影响很大；新建光缆须合理规划站点布局，尽量避免100Km以上的大跨段。如果难于避免，建议大跨距的光缆段落优选使用超低损光缆。