面向無線及全業務發展的傳輸網絡解決方案

中國移動通信集團新疆有限公司石河子市分公司網絡部|趙月

隨著無線技術的飛速發展，物聯網、4K/8K、AR/VR等一些新業務將逐漸應用。新的業務及應用給傳輸網帶來了大帶寬、低時延、集約化和智能化四大方面的挑戰。

為了應對上述挑戰，未來的傳輸網絡將是面向全業務接入的、以數據DC為中心的極簡承載網。分組+光將是未來傳輸網絡的主要技術，通過OTN技術提升網絡容量，通過更少的跳數、OTN的穿通降低業務時延，通過分組技術提供業務二層、三層路由能力。

下面筆者將詳述面向未來的傳輸網絡演進方案。

OTN網絡解決方案

保證高可靠性，加強線路及業務的保護

在區縣間加強OLP保護建設，OLT保護改造簡單，僅需增加OP單板，原路由不變，配置簡單，維護方便，每個跨段保護倒換時，不影響其他跨段。OLP保護解決了每次光纜中斷均需要人工切換的問題，有效縮短故障歷時。

● 區縣間加載1+1+1保護，構建第三路由，防護多點故障，設備僅需增加相應線路側單板，實現簡單、可靠性高、無需額外改造；

●區縣間加載WASON，抗多次斷纖，網絡更安全，業務調度自動化，業務快速自動建立，抗擊多點失效，業務自動恢復和保護多層次的業務服務等級SLA。

引入ROADM，實現光電混合交叉

目前OTN系統采用純電交叉應用，隨著核心城域網的拓撲越來越復雜，純電交叉的缺點日益顯現。

每個節點的維度如果算上所帶匯聚環可能達到8維甚至更多。在這種情況下，如果以純電交叉100G OTN方式組網，即使不考慮業務上下路，僅線路方向的交叉容量需求就將達到8×8T=64T。以當前技術水平，純電交叉OTN設備容量最多可以做到64T，難以滿足容量的需求。

純電交叉OTN設備容量越大、集成度越高，設備的功耗也就越大，現階段超大容量純電交叉OTN設備滿配功耗都在10kW以上，這給機房的空調和散熱帶來了很大挑戰。采用根據功耗上限拆分OTN子架的應用方式，雖然暫時解決了機房散熱問題，又對機房空間和電源產生了嚴重的消耗。

基于ROADM技術的光電混合組網可以解決以上難題?！肮怆娀旌辖徊妗狈桨钢校琑OADM技術與電交叉配合，可以實現更大的交叉容量和更靈活的調度能力，同時降低系統的成本和功耗。

在光電混合交叉網絡中，由光層交叉負責穿通的波長級大顆粒業務的調度，減少節點的電再生，從而降低節點對電交叉容量的需求，并節省節點的成本和功耗，對于必須在本節點上下的業務和需要在本節點梳理的小顆粒業務，通過光層交叉上下路后再做電層交叉，由電交叉完成子波長級小顆粒業務的調度和本地業務上下，實現小顆粒業務的靈活調度和OTN電層的OAM，光層和電層互為補充，取長補短。

在光電混合交叉應用中，光層和電層不是簡單的疊加，而是有機的協同，這就要求光交叉部分具備CDC-F功能。具體來說，就是支持以下方面：

●波長無關（Colorless）：本地任意波長都可上路到光方向，光方向的任意波長都可下到本地；

●方向無關（Directionless）：本地上路波長可以上路到任意方向，任意方向的波長都可下路到本地；

●競爭無關（Contentionless）：本地上下多方向同一波：可支持多方向的同一波長在本地上下路；

●靈活柵格（Flex Grid）：波道間隔大小可調，可滿足超100G OTN應用要求。

圖 小型化OTN承載OLT

降低配套成本，匯聚層引入簡約化OTN

在城域匯聚層網絡組網中，傳統方式光處理和電處理分離，一個簡單的組網也需要OTU板卡、合分波板卡和大量光纖。而由縣鄉匯聚層接入的大量業務需要大量的OTU板卡以及MUX/DEMUX單板。

PIC板卡集成了波長轉換功能和合分波功能，將光電處理集成，相對于傳統組網方式，減少了傳輸子架和槽位占用，節省了空間；減少了連纖數量，部署更為快捷，節省了時間；單板集成化，功耗降低了20%，節省了電能；單板成本減少了20%，節省了資金。

實現大帶寬靈活接入，加快下沉小型化OTN的步伐

適應城域內多業務接入及機房環境要求，在城域發展小型化、低功耗、緊湊型OTN，可實現OLT到BRAS一跳直達，滿足未來4K/8K等更大帶寬、更低時延業務的需求。通過在城域邊緣下沉小型OTN，可增強OLT上行組網能力；以波長/ODUk方式提供通道，節省光纖資源；每條上行鏈路都有保護通道，實現網絡級保護；靈活遷移OLT歸屬節點，網絡層次更簡潔；解決長距離傳輸問題。小型化OTN承載OLT方式如圖所示。

近期考慮100G布局，遠期考慮超100G布局，提升核心層網絡容量

網絡下層新業務量爆發式增長，核心路由器端口邁向400G，核心層OTN網絡容量80波100G已跟不上業務增長趨勢，核心層網絡200G/400G化已成為OTN網絡發展的趨勢。

加強OTN網絡建設，提升光網絡大帶寬能力

在城域OTN網絡中引入ROADM技術，解決大容量電交叉設備帶來的交叉容量限制及高功耗困境。核心層適時引入超100G技術，解決業務發展帶來的巨大流量需求。OTN進一步下沉，完成OTN全覆蓋，解決匯聚層帶寬瓶頸及縣鄉層面光纜不足的問題。應對OTN下沉匯聚層，引入200G PIC，簡化設備結構，節省空間。

PTN網絡解決方案

進一步提升速率滿足4.5G/5G帶寬需求

為應對未來4.5G/5G業務對網絡的大帶寬需求，PTN網絡將提升傳輸速率，隨著高速率以太網技術的成熟，100GE以太網技術的成本降低，PTN將形成接入10GE+匯聚環100GE +核心層N×100GE的組網能力。

信道化接口實現業務隔離，為5G差異化服務需求提供支撐

隨著以太網端口速率提升，城域網業務管道化隔離的需求越來越明顯，通過FlexE/OTU4信道化接口技術提供子速率、信道化、多路綁定能力，實現業務隔離，包括集客與無線業務的共同承載，以及前傳與回傳的共同承載。

PTN信道化技術能減少匯聚機房設備疊加，最大程度降低設備和配套成本，充分發揮匯聚點的全業務匯聚能力，緩解核心機房設備和配套的壓力。通過ODU Flex技術，信道帶寬具備了非常靈活的配置能力，帶寬在1.25G～100G靈活可調。

L3功能下沉減少4.5G eX2接口時延，為5G邊緣計算奠定基礎

在網絡架構上通過L3部署下沉到接入環，提供靈活的轉發調度，滿足低時延應用的需求；支撐任意兩點間互聯的MESH組網能力，滿足5G網絡部分核心網元功能有可能下沉至接入層的需求（如MEC邊緣計算）。L3到邊緣考慮引入動態路由協議，IP任意方向可達，實現MESH網絡連接，滿足4.5G、5G、NB-IoT的規模橫向流量。

引入SDN控制平面，支撐回傳網、專線業務高效調度和智能運維

針對5G網絡要求網絡分片、動態調度以及專線業務靈活、快速響應的要求，可引入集中化SDN控制平面實現SPTN升級，通過開放性的應用和服務，進一步增強網絡資源的智能化調度能力，拉近專線客戶與網絡資源之間的關系，提高運維管理效率。引入控制器后，網絡架構分為監控體系和控制體系；集中控制體系可實現業務的端到端資源管理、資源調度、業務自動發放和激活、路徑的計算、全網流量的均衡、基于流量的運營；網管體系實現全網端到端的業務監控、故障定位。

PON網絡解決方案

PON技術的選擇應考慮滿足業務的發展需求，重點考慮業務對帶寬和時延的要求。

大視頻業務的需求

針對大視頻業務的需求，重點考慮滿足業務對帶寬和時延的要求。比如為滿足直播業務發展，可考慮啟用網絡組播功能，組播復制點下沉至OLT、明確網絡端到端QoS方案，OLT上聯從n×GE升級改造為n×10GE，完善雙上聯保護，考慮為視頻業務提供專用的邏輯通道和物理通道，提供差異化的帶寬策略和QoS策略，以高優先級保障視頻業務質量。

針對直播業務發展需求，可采用分布式IGMP方式實現組播業務。組播業務在BRAS、SR、OLT、ONU、STB各節點全程實現。PON系統可動態對用戶的IGMP加入/離開請求報文、查詢/報告報文做相應的偵聽、代理，實現匯聚合并處理、基本的業務控制等功能，提高了業務處理效率。組播流送抵ONU側，組播業務按需向PON口和用戶端口分發和復制，極大節省了網絡帶寬占用、保障用戶體驗。同時PON系統對IGMP協議和組播流提供基本的業務控制能力，提高業務安全。

在BRAS、SR、OLT和家庭網關上，根據不同的業務采用QoS策略，VoIP、上網及OTT業務由家庭網關設置該業務所用端口或SSID與VLAN的綁定，由家庭網關對業務流執行“嚴格優先級（SP）”調度。OLT上啟用分布式的QoS，將業務映射到不同的優先級隊列進行調度。

百兆以上大帶寬接入需求

立足長遠，“高起點”建設PON網絡，保證未來網絡提速、業務協同和技術演進。針對大帶寬的接入需求，普及百兆，高端千兆，重點考慮滿足PON網絡寬帶接入能力，網絡向10G PON升級演進，現網按需引入10G PON，全面確保提速。