100 G OTN傳輸技術應用淺析

覃開基++方壯鴻

摘 要：介紹了100 G OTN傳輸技術的現狀和優勢，針對其部署方案進行了分析和研究，分別從技術特點、配置方法、保護方式和混傳方式等方面闡述了優化方案，并從技術上解決了城域傳輸網帶寬擴容壓力問題，以供相關單位參考和借鑒。

關鍵詞：OTN技術；部署方案；混傳方式；交叉連接

中圖分類號：TN929.1 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.22.129

隨著城市光網計劃的實施，互聯網用戶的數量、寬帶需求和應用種類呈快速增長態勢。由目前業務容量爆炸式的發展趨勢可預見，未來的數據業務承載已不能僅依靠現有的40 G OTN配置運行了。因此，100 G OTN超高速傳輸技術已成為當前網絡傳輸應用的最佳選擇。100 G OTN系統在理論和硬件方面均已成熟，在設備開發、系統調試等方面比較完善。在帶寬需求不斷增大的背景下，100 G OTN網絡將會發揮更大的作用，滿足人們對網絡寬帶的需求。

1 100 G OTN技術的特點

1.1 OTN設備的形態

OTN設備可從3方面界定：具備OTN物理接口（G.709）、ODUk級別的交叉連接能力（OTH（O/E/O））、OCh級別的交叉連接能力（ROADM）。因此，OTN的設備形態大致可分為具有OTN接口的WDM設備（DWDM+G.709）、具有OTN光交叉的設備（DWDM+G.709+ROADM）、具有OTN電交叉的設備（OTH）和具有OTN光電混合交叉的設備（DWDM+G.709+ROADM+OTH）。其中，前兩類屬于OTN在光層的應用形態，第三類屬于OTN在電層的應用形態，第四類屬于光電聯合設備應用形態。

具體而言，第一類設備，即OTN終端復用設備的架構與DWDM基本相同，區別在于接口標準有差異，國內外主流運營商在近年來采用DWDM設備建設的骨干網中已經引入了G.709接口標準，并在建網思路、技術需求等方面明確提出了投標設備必須采用OTN技術的要求。圖1為同時具備電交叉和光交叉的第四類OTN設備，而第二類設備不具備ODUk交叉模塊，第三類設備不具備OCh交叉部分。

圖1 OTN光電混合交叉設備系統功能參考模型

目前，國內運營商和國內設備市場主要以接口化的OTN設備和電交叉OTH設備為主，ROADM設備為輔。

1.2 OTN的保護方式

目前，商用OTN設備能提供較為完善的設備級和網絡級保護。設備級保護主要包括主控板1+1保護、交叉板1+1保護和電源的1+1保護；網絡級保護除了支持傳統的光通道保護（OSNCP）、光復用段保護（OMSP）和光線路保護（OLP）外，還支持基于ODUk的1+1和1∶N保護、基于ODUk的環網保護和光波長共享保護（基于光通道的環網保護），其中，基于ODUk的環網保護與光波長共享保護主要應用于環形拓撲結構，其他保護方式的應用不受拓撲結構的限制。

2 100 G OTN技術的應用策略

根據業務的發展情況，100 G OTN技術可應用于核心路由器間的接口互聯，大型數據中心間的數據交互，干線大容量、長距離傳輸等方面。

2.1 100 G OTN的部署方案

以國內運營商為例，中國移動于2013年大規模應用100 G OTN系統；中國聯通和中國電信結合現網需求（比如客戶側低速率的業務較少），OTN網絡的部署規模不大，而支持G.709接口的100 G WDM系統（即接口化的OTN）成為了干線主體。然而，考慮到100 G OTN的后續演進，對于現階段新建的100 G WDM系統而言，建議在原則上支持向100 G OTN系統的升級，以應對未來的業務需求。

2.2 100 G OTN系統的配置方法

對于新建的100 G OTN網絡，由于其對色散、PMD無限制，系統設計比40 G網絡更簡單。值得注意的有衰耗和非線性指標，可根據仿真計算的OSNR和Q值估算新建系統是否滿足傳輸要求。100 G OTN系統的配置應遵循以下4項原則：①由于100 G網絡具有非線性抑制的特點，當傳輸距離較長時，為了避免入纖功率過高而造成的非線性影響，建議適當控制入纖功率，并在有條件的情況下優先選擇低損G.652光纖。②為了滿足100 G OTN系統中的OSNR指標，網絡跨段≤12時，如果采用硬判決，則最小的OSNR應>18.5 dB，如果采用軟判決，則最小的OSNR應>16.5 dB；網絡跨段>12時，如果采用硬判決，則最小的OSNR應>19 dB，如果采用軟判決，則最小的OSNR應>17 dB。③目前，主流設備廠家的無電中繼傳輸距離基本可達到1 000～1 500 km，但站間距離以80 km為宜，超過100 km時則會大大縮短無電中繼傳輸距離，進而會增加建設和維護難度。④通常在100 G OTU客戶側采用100 G BASE-LR4/OTL4.4型光接口與100 G路由器互聯的方式，其采用1 310 nm的窗口，并不適合承載在G.655光纖上。

2.3 100 G OTN保護方式的選擇

由于受限于衰減效應，為了延長無電中繼的傳輸距離，需要部署OLP段落。建議采用基于復用段的OMSP保護方式，避免采用多個光放段級聯部署OLP的方式。

在通道層面，對于帶電層交叉的100 G設備，應用最廣泛的保護技術為SNCP保護。通過電層交叉可實現主、備用路由的切換。當不帶電層交叉或主、備用路由采用不同廠家的設備組網時，光通道可采用客戶側1+1的保護方式。

3 100 G與10 G/40 G系統的混傳方式

由于當前各運營商傳送網絡中存在大量的40 G平臺，為了保護投資，100 G OTN與40 G的混傳模式將在未來一段時間內長期存在。混傳場景主要有以下2種。

3.1 相干100 G與非相干10 G/40 G系統混傳

除個別情況外，現有10 G/40 G系統均采用DCM模塊，以實現系統的色度、色散補償。實驗室測試表明，DCM模塊對相干的100 G系統額外的OSNR影響較小。因此，只需系統OSNR參數可同時滿足100 G和10 G/40 G的設計要求，即可實現兼容混傳。然而，由于10 G波分均采用OOK的調制方式，對采用PM-QPSK編碼調制的100 G系統混傳影響較大，因此，在10 G與100 G混傳時需要設置一定數量的隔離波道。

3.2 相干100 G與相干40 G系統的混傳

對于40 G相干系統，目前業界有2種主流編碼技術：①2相位調制PDM-B/SK，碼速率為21.5 Gb/s，入纖功率與100 G相干接近，是最易實現平滑混傳的解決方案；②4相位調制PM-QPSK，碼速率為11.25 Gb/s，抗非線性較弱、入纖功率較低，與100 G相干混傳的損失較大，需慎重選擇，且在應用時也需要設置一定數量的隔離波道。

總而言之，如果現有40 G系統利用率不高，且采用了2相位調制相干方案，則可選擇混傳方案組網；其他情況下，為了保證傳輸系統的性能，并降低系統的綜合成本，不建議采用多速率混傳方案。

4 結束語

綜上所述，從新型光傳送體系定義中所涉及的客戶業務發展方向看，100 G OTN設備只要將其擁有的技術優勢、成本優勢和應用優勢發揮出來，并沿著大容量、長距離和智能化的方向不斷發展，今后一定會成為網絡傳輸業務的主流。

參考文獻

[1]周健.100 G OTN大容量傳輸技術解析[J].郵電設計技術，2013（04）.

[2]陶源.100 G WDM/OTN系統關鍵技術及部署策略探討[J].中國新通信，2013（22）.

〔編輯：張思楠〕