浅谈灰光OTN在中国移动城域网中的应用

  文章转自邮电设计技术，作者：李志强

  根据中国移动OTN网络现状，结合灰光OTN的技术标准，分析传统彩光OTN和灰光OTN的优劣，在此基础上提出灰光OTN在城域网的组网方式和组网方案，以及灰光模式下末端集团客户的接入方案。该方案实现了接入层OTN的类SDH组网，一方面节省了机房的空间与功耗，另一方面也降低了投资，同时，类SDH组网方式也更符合网络维护人员的习惯。

  引 言

  随着业务IP化进程的加速，集团客户接入的带宽越来越大，对于GE带宽以上的集团客户接入，OTN逐步成为主流。目前中国移动已部署比较完善的100G OTN核心层和汇聚层，但是整体OTN的定位还是作为10G大颗粒电路、OLT上连、PTN等的统一承载网络，用于解决纤芯紧张的问题，离末端客户较远。传统OTN接入具有容量大的优点，但是其与SDH网络有显著不同，需要增加光子架，造成汇聚机房光子架堆叠，浪费机房的空间和功耗，而灰光OTN接入能有效解决这个问题，同时，灰光OTN类似于传统的SDH接入，更符合网络维护人员的习惯。本文根据中国移动OTN网络现状，结合灰光OTN的技术标准，分析传统彩光OTN和灰光OTN的优劣，在此基础上提出灰光OTN在城域网的组网方式和组网方案，以及灰光模式下末端集团客户的接入方案等，方案理论联系实际，具有一定的推广价值。

  01 城域网OTN现状

  移动OTN现网典型架构如图1所示，分为核心层和汇聚层(部分大型城市会建设两级汇聚层：一级汇聚和二级汇聚)，对于郊区，汇聚层又进一步分为骨干汇聚层和郊区汇聚层。核心层、汇聚层以环网为主，业务量较大时，核心层也可采用mesh组网。

图1 OTN现网组网架构

  OTN核心、汇聚层目前普遍采用80×100G/200G容量，现网承载的主要为BRAS上连电路、OLT上连电路和政企客户接入业务。对于BRAS和OLT上连电路，目前以10GE颗粒为主;对于政企客户接入，GE以下颗粒一般采用PON、PTN/IP RAN接入，GE及以上采用OTN接入。根据OTN业务承载现状可以得出：

  a) BRAS和OLT安装在综合业务区内的汇聚机房，分布相对固定，数量有限，与OTN组网架构相匹配，其上连电路适合用OTN承载。

  b) 政企客户分布广泛，数量众多，且以小颗粒电路为主，GE及以上颗粒客户承载在OTN上，但由于目前OTN网络仅部署到汇聚层，离末端客户相对较远，接入不便。

  考虑到政企客户是三大运营商后期发展的重点，如何组建和优化OTN接入层是发展政企客户的关键。本文主要探讨适应政企客户接入的灰光OTN组网方式，同时该方式也具备VC功能，适合后期末端SDH的接入。

  02 彩光和灰光技术比较

  ITU-T G.709协议定义了OTN接口的信息结构，如图2所示，OTM-n.m为完整功能OTM接口，OTM-0.m和OTM-nr.m为简化功能OTM接口。这几种接口的速率和帧格式均符合ITU-T G.709建议，为标准OTN接口。目前在核心汇聚层广泛使用的OTN设备接口为OTM-n.m，又叫彩光接口。灰光接口的信息结构为OTM-0.m，即为简化功能OTM接口。

图2 OTN接口结构(G.709协议)

  彩光接口和灰光接口的比较如表1所示，彩光接口通道多、容量大，需要单独配置光子架，比如目前核心汇聚层广泛使用的80×100G OTN。灰光接口为单通道，不需要配置光子架。

表1 彩光和灰光接口比较

  在具体组网上，以中国移动某分公司某厂家OTN网络为例，灰光和彩光模式的优劣比较如表2所示，该公司核心汇聚层已部署某厂家OSN9800设备并组建80×100G环网，在接入机房部署OSN1800V设备，采用灰光模式或彩光模式上连汇聚层，在同是单通道10G速率下比较，后续章节会对单通道速率的选择进行具体分析。

表2 彩光和灰光优劣比较

  从表2对比可以看出，采用灰光模式对二级汇聚点影响最小(二级汇聚点利旧现有板卡，不用额外占用机房空间和电源功耗)，价格也最低。但后期如需扩容，需增加1对纤芯，考虑到接入层纤芯丰富，纤芯问题不是瓶颈。

  03 灰光OTN组网方式和组网方案

  灰光OTN的组网方案要考虑3个问题，一是选择灰光OTN的部署场景，二是选择灰光OTN的单通道速率，三是选择灰光OTN的组网结构。

  3.1 部署场景

  随着5G的迅猛建设，中国移动将综合业务区进一步细分为业务汇聚区，每个业务汇聚区设置一个业务汇聚机房，收敛本区域7~8个5G宏站的接入需求。中国移动建设了大量的业务汇聚机房，这些业务汇聚机房的条件好于基站，数量众多，是OTN接入层设备部署的理想位置。同时，1G及以上大颗粒专线相对来说较少，中国移动1G及以上专线占所有专线的比例不超过10%，所以灰光OTN接入层的建设应在热点区域进行，不可盲目建设。

  OTN接入层以综合业务区为单位，分场景进行OTN接入环建设，如图3所示。

  场景1：未建设汇聚点的综合业务区。综合业务区无一、二级汇聚点(未覆盖OTN的重点业务区)，选择1个条件较好的自有业务汇聚机房部署OTN接入设备，挂接在相邻综合业务区汇聚OTN上。

  场景2：已建设汇聚点的综合业务区。在明确有大量业务需求的区域，选择1个条件较好的自有业务汇聚机房(无业务汇聚也可选择一、二级汇聚)，部署OTN接入设备，挂接在汇聚OTN上。

  场景3：乡镇、农村。暂时不考虑下沉OTN接入环，零星业务就近接至汇聚层OTN机房或骨干OTN机房。

图3 OTN接入环部署场景

  3.2 单通道速率

  目前灰光OTN使用比较广泛的是单通道10G和单通道100G，性能比较如表3所示。考虑到OTN核心、汇聚层已比较完善，且带宽比较富裕(100G/200G)，同时单通道10G速率对现网影响相对较小，建议OTN接入环采用单通道10G速率，后续可按需扩容至N×10G，满足大颗粒业务的承载需求。

表3 10G和100G比较

  3.3 组网结构

  考虑到OTN承载的专线带宽都在GE及以上，所以10GE OTN接入环节点建议在2个节点以内，可选择V形或口字形组网，如图4所示。

图4 V字形和口字形组网

  在相同网络容量下，比如同为2×10G，V字形和口字形均需使用2对纤芯，纤芯消耗量一致，所以2种拓扑的优劣仅需从端口占用情况进行比较，V字形和口字形拓扑比较如表4所示。在相同带宽情况下，V字形更节省端口;而在建网初期，V字形由于容量大，占用汇聚点端口也更多。

表4 V字形和口字形拓扑比较

  总体来看，V字形拓扑组网灵活，初期容量大，业务密集区域可优先选择V字形组网，一般区域可选择口字形组网。后期随着OTN接入环规模的扩大，新增业务汇聚OTN可开环加节点、穿入原有V形拓扑。

  接入OTN需双路由上连至汇聚点(这2个汇聚点要在同1个汇聚OTN环上)，以满足双归要求，提高OTN网络安全性。具体可分为2种场景，一是只有一级OTN汇聚环的场景，这时接入OTN下挂在汇聚点下即可;对于部分具有两级汇聚OTN结构的场景，OTN上连有3种模型，详见图5。

图5 接入层OTN组网方式

  04 灰光OTN业务接入方式

  引入OTN接入层后，对不同客户根据带宽、业务等级进行接入，集客接入方式如图6所示。对于单楼宇单客户或者多楼宇单客户，适用于模型1和模型2;对于单楼宇多客户，适应于模型3。

  模型1：10GE及以上颗粒客户。对于普通级客户，一般采用单路由，无需保护，可从客户光纤直驱至汇聚OTN设备开通;对于高等级客户，要求双路由，有保护，可通过在客户端放置CPE灰光上连汇聚OTN开通。

  模型2：GE~10GE(不包括10GE)颗粒以下客户。根据客户的等级，选择光纤直驱或CPE灰光上连业务汇聚OTN(接入OTN)开通。

  模型3：单楼宇多客户。一般为中小型企业，带宽为GE~10GE(不包括10GE)，若该楼宇除了本期新增的客户需求，后期还有业务需求，且预估总带宽超过1G，可在楼内机房下沉一端OTN接入设备，双路由上连至汇聚点，该OTN设备与业务汇聚机房的接入OTN设备平级。楼宇内客户选择光纤直驱至该OTN设备接入。

图6 集客接入方式

  业务汇聚机房下沉的接入OTN设备需具备VC能力(目前主流厂家的OTN设备均已具备VC能力)，后期如需接入末端SDH设备(老SDH客户端割接入网)，仅需在接入OTN设备上增配相应板卡，即可实现SDH设备的接入能力，SDH客户端接入如图7所示。

图7 SDH客户端接入

  05 总结

  本文提出的灰光OTN组网方式和组网方案实现了接入层OTN的类SDH组网，一方面节省了机房的空间与功耗，另一方面也降低了投资，同时，类SDH组网方式也更符合网络维护人员的习惯。灰光作为标准的OTN接口，主流厂家均已支持，本文所述的组网方式、组网方案和接入方式不但适用于中国移动，对其他网络运营商的OTN网络也具有参考意义，具有一定的推广价值。

  作者简介：

  李志强，毕业于南京邮电大学，高级工程师，硕士，主要从事传输网络的咨询、规划与设计工作。