光传送网(OTN)技术应用分析

OTN技术应用分析

OTN技术主要的系列标准其实在2003年左右已基本完善，但当时由于受多方面因素的影响，导致OTN技术处在一种标准成熟而无实际设备和应用的尴尬处境。最近几年随着高带宽数据业务的持续增长，大带宽调度和传送的需求日益明显，主流传送设备商对于OTN设备也加大了研发投入，目前除了支持G.709接口的OTN设备（传统WDM节点）之外，基于光(波长)交叉的OTN设备（ROADM）和基于电（ODUk）交叉或者基于光电混合交叉的OTN设备均已成熟研制并得到局部（试）商用。但在实际组网中究竟如何合理地应用和选择OTN技术及设备，业界目前的看法并不统一，比较典型的争论就是采用电交叉的OTN设备合理，还是采用光交叉的OTN设备合理等。本文主要从OTN技术的应用定位、OTN设备的类型选择、OTN与IP层网络的关系以及OTN与现有以及未来网络的关系等方面分析OTN技术应用的相关关键问题。

1．OTN技术的应用定位

作为承载2.5Gbit/s颗粒以上的传送网技术，考虑到现有的传送网络分层关系和传送业务颗粒分布特征，OTN应主要应用于城域核心层及干线传送网络，但这并不意味着所有城域汇聚层和接入层都不适用OTN技术组网，而是取决于实际网络的传送业务颗粒大小及其它组网需求（如保护和维护管理等）。作为目前城域汇聚和接入层最主要的客户业务GE，当前OTN并没有标准化归一的容器或方式映射，待ODU0的容器标准化以后或者基于ODU1颗粒的调度需求明显时，OTN技术应用的范围可根据需求适当拓展到城域汇聚和接入层面，构建真正意义上端到端监视的传送网络。

2．OTN设备的类型选择

作为OTN技术的基本特征，除了强大的维护管理功能之外，就是基于不同类型的OTN设备支持多种的组网方式和保护功能。基于光（波长）交叉的ROADM设备的主要优势是基于波长调度，子网内部全光操作，省去了O-E-O功能单元。目前最大的容量可达到8到9个维度，单维度支持80波长，有效地实现在增加组网灵活性的同时降低光电变换的组网成本，但组网半径和物理参数（如色度色散（CD）、偏振模色散(PMD)、非线性效应、光信噪比（OSNR）等）限制等因素在一定程度上妨碍了ROADM在大范围和传输线路复杂环境下的组网应用。基于电（ODUk）交叉的OTN设备正好回避了ROADM设备的这些缺陷，同时支持波长和子波长粒度的调度，但有限的调度容量限制了其在大容量节点组网中的应用。同时支持光电混合调度的OTN设备可以在一定程度上解决上述这些缺陷，但实际组网应用，尤其是省际干线组网应用时采用单一厂家组网的可能性不大。因此，采用同时支持光电混合调度的OTN设备也并不是任何场景都适用。另外，对于仅需固定提供大容量传送带宽的应用场景，基于点到点的OTN传送设备依然是最佳选择。

简言之，基于OTN的四种设备类型中并没有哪种设备具有绝对的应用优势，而是应根据其应用的网络层面、业务传送需求和实际组网成本等多方因素综合选择，同时可采用分域的方式解决组网的一些限制因素。

3．OTN与IP层网络关系

随着IP层网络和传送层网络技术的各自发展，IP层网络和传送层网络的关系变得更为相关和紧密，传统IP层和传送层独立部署的局面将会有所变化。但对于IP层和传送层如何分担一些组网功能，业界依然存在一些争论，如IP路由器是否可以直接出彩光，IP层是否可以承担所有保证业务生存性的功能等。按照目前技术的发展趋势，IPoverOTN将是今后组网的发展趋势，但IP和部分OTN功能是否集成到路由器（出彩光）上，OTN是否仅提供传送带宽而不提供组网和保护等，是值得商榷的问题。路由器直接出彩光将导致网络维护管理界面模糊，故障定位复杂并难以实施。而节省掉的黑白光接口的成本所占总体成本比例较小，因此采用这种组网方式的优势并不明显，同时还会带来严重的缺陷，在较大范围组网时不建议采用，而在局部城域小范围网络路由器互联时可适当考虑。另外，随着IP技术的不断改进和完善，基于IP协议的网络生存性技术更为丰富，如基于快速的内部网关协议（IGP）收敛、快速重路由（FRR）等。基于此，有人认为IP层可保证业务的生存性要求，而传送（OTN）层仅需要为路由器提供固定带宽即可。但实际情况并非如此，基于OTN的子波长或者波长的保护无论从业务受损时间、保护效率，还是从保护可靠性等方面来看，均明显优于基于逻辑层处理的IP网络，虽然基于OTN的传送层不能保护路由器自身相关的故障，但对于线路侧故障的响应，OTN保护恢复技术是第一的选择。

4．OTN与现有网络及未来网络的关系

随着宽带数据业务的大力驱动和OTN技术的日益成熟，采用OTN技术构建更为高效和可靠的传送网是OTN技术必然的发展结果。现有城域核心层及干线的SDH网络适合传送的主要为TDM业务，而目前迅猛增加的主要为具备统计特性的数据业务，因此在这些网络层面后续的网络建设不可能大规模新建SDH网络，但WDM网络的规模建设和扩容不可避免，可IP业务通过POS或者以太网接口直接上载到现有WDM网络将面临组网、保护和维护管理等方面的缺陷。鉴于此，基于现有WDM系统的已有网络，条件具备时可根据需求逐步升级为支持G.709开销的维护管理功能，而对于现有WDM系统新建或扩容的传送网络，在省去SDH网络层面以后，至少应支持基于G.709开销的维护管理功能和基于光层的保护倒换功能，也就是说，OTN网络替代了SDH网络相应的功能。WDM网络则应逐渐升级过渡到OTN网络，而基于OTN技术的组网则应逐渐占据传送网主导地位。

另外，为了更好地适应客户数据业务的传送，业界目前也正在热烈讨论一些基于功能改进和升级的NG-OTN技术。NG-OTN的这些特征讨论主要是基于已有OTN技术的基础上进行的。因此，未来的NG-OTN技术必须兼容现有OTN已有特征，NG-OTN技术的进一步讨论与规范并不阻碍现有OTN的实际组网应用。

总结

OTN技术作为全新的光传送网技术，继承并拓展了已有传送网络的众多优势特征，是目前面向宽带客户数据业务驱动的最佳传送技术之一，而OTN技术应用定位、OTN设备类型组网选择、IP层与OTN层关系以及OTN网络与其它网络关系则是OTN技术应用的一些关键问题所在。从OTN技术应用定位上来看，OTN技术及设备目前已基本成熟，主要可应用于城域核心及干线传送层面；而对于OTN设备组网选择来说，则应根据业务传送颗粒、调度需求、组网规模和成本等因素综合选择。基于IPoverOTN是未来组网主要形式，而OTN层提供的组网和保护功能将是保证高层业务QoS的关键措施之一。另外，现有SDH网络的逐渐淡出并不意味着SDH网络原有功能的消失，OTN网络将更为完善地支持这些功能，同时NG-OTN的进一步讨论也不会阻碍现有OTN技术的应用。