分組增強型OTN設備對政企專線承載的應用*

于 濤

（安徽電信規劃設計有限責任公司，安徽 合肥 230031）

0 引言

隨著大客戶專線業務的快速發展，尤其是用于客戶組網型的專線電路，不僅數量和帶寬快速增長，而且對于電路的傳送品質要求進一步提升。為了面對大帶寬、低時延、高品質、端到端快速開通的承載需求，本文結合分組增強型OTN設備的技術特點，進行業務承載的應用分析，以滿足不同需求的組網型專線的承載要求。

1 政企專線的類型

政企專線主要為客戶提供互聯網訪問和組網型應用。根據功能和承載特性的不同，主要包括互聯網專線、虛擬專網、數字電路和云專線等方式。

互聯網專線：為客戶提供實時在線的互聯網訪問能力，具有穩定的接入帶寬和固定的IP地址，上下行速率對稱。

虛擬專網：通過MPLS VPN技術[1]，為客戶的專用網絡提供點到點、點到多點、多點到多點的彈性管道組網能力，結合客戶需求可同時集成互聯網訪問功能。

數字電路：通過時分復用和MSTP技術[2]，為客戶的專用網絡提供點到點或點到多點的剛性管道組網能力，通道專用、物理隔離、快速倒換，可靠性高。

云專線：為客戶提供入云的接入能力，根據需求的不同，可采用多種技術方式靈活接入。

2 主要承載方式

互聯網專線：以PON網絡或光纖接入為主，城域網進行承載。

虛擬專網：本地網內電路通過城域網承載，跨地市電路通過專用IP網絡承載，業務間邏輯隔離，帶寬統計復用。

數字電路：一般速率通過SDH/MSTP設備承載，1000 Mbps以上速率通過WDM/OTN設備承載，業務間物理隔離，帶寬獨享。

云專線：根據帶寬、隔離度、可靠性等的不同需求，可采用城域網、IP RAN/PTN、WDM/OTN等多種接入方式。

以上政企專線，除互聯網專線外均為客戶組網型電路，具有較高的承載需求，根據承載性質的不同又可分為彈性管道（分組網絡、邏輯隔離）和剛性管道（傳輸網絡、物理隔離）兩種主要承載方式。

3 分組增強型OTN設備應用的必要性

對于客戶剛性管道業務的承載，早期主要帶寬速率大都低于10 Mbps帶寬，少量155 Mb/s和622 Mb/s電路，SDH/MSTP網絡資源能夠滿足承載需求。

隨著專線速率的提升，20 Mbps、50 Mbps、100 Mbps等電路快速增多，SDH/MSTP匯聚和骨干層速率以2.5 Gb/s和10 Gb/s為主，容量有限，難以應對大規模提速和新增電路需求。OTN網絡交叉調度的最小顆粒為ODU0，無法對1000 Mbps以下的速率進行調度/復用，采用OTN設備直接透傳1000 Mbps以下速率業務會造成帶寬的浪費，不具有成本優勢。

基于以上分析可以看出，傳統傳輸設備承載剛性管道業務的難點在于100 Mbps～1000 Mbps區間的高速率專線。本文重點探討傳輸網絡對100 Mbps以上高速率剛性管道的承載方案。

4 分組增強型OTN設備的技術特點

分組增強型OTN設備相比傳統OTN，增加了對分組交換和VC交叉功能的支持，使得OTN設備能夠實現基于分組、VC、ODU和波長的多類型業務統一承載[3]。

其功能原理是在電子框內引入VC和分組的功能模塊，通過對業務信號的標準化處理輸出能夠進行交叉調度的數據流，從而實現基于VC顆粒的調度以及基于端口、VLAN和MAC地址的分組交換能力；通過VC和分組信號向ODUk的層間適配橋接功能，將信號封裝映射進標準的ODUk顆粒進行復用和傳輸。

根據行標規范，分組增強型OTN的功能實現包括有板卡式和集中交叉式兩種實現方式，二者的主要差別在于交叉模塊的實現方式和調度能力，其中板卡式的VC和分組的封裝、映射以及向ODUk的適配全部通過支路板板完成，不影響現有OTN設備的交叉板和線路板結構；集中式相比板卡式，則是將業務向VC和分組的封裝、映射放在支路板實現，VC交叉和分組交換則集中在交叉板中，VC交叉和分組交換向ODUk的適配則通過線路板實現?？梢钥闯?，集中式交叉的技術方式雖比板卡式較為復雜，但具有更好的調度靈活性和網絡擴展性，目前各主流分組增強型OTN設備廠家都以集成式交叉作為發展方向。

OTN設備的電層引入VC交叉和分組交換，能夠實現對不同速率業務的綜合接入和靈活調度；光層結合ROADM技術[4]，能夠進一步提升網絡的路由靈活性和抗風險能力。通過光、電層的協同部署，能夠對不同的SLA（服務等級協議）需求求提供差異化的承載和保護策略。

5 分組增強型OTN網絡部署策略

采用分組增強型OTN設備建設的政企OTN網絡主要包括骨干、匯聚和接入三個層級，網絡架構示意如圖1所示。

5.1 骨干層

采用分組增強型OTN設備部署省級調度設備，通過省干WDM/OTN網絡透傳支持ODU/分組/VC功能的灰光接口對接地市對接設備，實現全省業務的統一調度，對接速率結合需求可選用OTU2或OTU4接口[5]。省級調度設備不直接接入業務，業務接入均由本地設備完成。

圖1 分組增強型OTN網絡架構

對于省際專線的骨干網部署，也可將骨干節點直接延伸至高業務量地市，扁平網絡架構，減少業務轉接。

5.2 匯聚層

本地匯聚層政企OTN網絡包括對接設備和匯聚設備。

對接設備采用集成式分組增強型OTN設備部署，設置在本地網的兩個核心機樓，兼做匯聚設備使用，用于本地網內業務的統一調度。上行采用支持ODU/分組/VC功能的灰光接口對接省級調度設備。下行配置支持ODU/分組/VC功能的混合10 Gb/s 或100 Gb/s彩光線路板，用于向各匯聚節點分別開通100 Gb/s波道承載業務；配置支持ODU/分組/VC功能的灰光接口板，用于下掛接入型OTN或CPE設備；在云資源池所在的局站設置時，下行按需配置10 GE或100 GE端口與云資源池對接；有SDH網絡對接需求時，按需配置SDH板卡，對接端口需分攤在不同的板卡上，對接速率建議STM-16或STM-64。

匯聚設備采用集成式分組增強型OTN設備部署，覆蓋政企客戶集中區域以及云計算/IDC等重要局站。上行配置支持ODU/分組/VC功能的混合10 Gb/s 或100 Gb/s彩光波道開往本地對接設備。下行配置支持ODU/分組/VC功能的灰光接口板，用于下掛接入型OTN或CPE設備；在云資源池所在的局站設置時，下行按需配置10 GE或100 GE端口與云資源池對接；有SDH網絡對接需求時，按需配置SDH板卡，對接端口需分攤在不同的板卡上，對接速率建議STM-16或STM-64。

5.3 接入層

接入層采用大容量接入型OTN設備部署，覆蓋城區一般政企客戶集中區域和重要鄉鎮，上下行均采用支持ODU/分組/VC功能的灰光接口上連匯聚設備和接入客戶端CPE使用。接入型OTN設備即可用于擴大網絡覆蓋，也可用于政企業務量大的局端匯聚設備端口擴展，降低專線接入成本。

6 分組增強型OTN業務承載策略

高價值客戶的大帶寬專線具有較高的品質要求，物理隔離、高可靠性、低時延、端到端性能監測管理等，因此業務承載需要從以下方面考慮：

物理隔離方面，分組增強型OTN能夠提供基于VC和ODUk的時隙切片保障業務的可靠隔離；分組交換功能對于GE以下速率的較高帶寬電路需求相比VC的大量級聯配置，能夠提供靈活的配置和升級能力，業務獨占ODU0通道，同樣可以滿足業務物理隔離的需求。

可靠性方面，分組增強型OTN設備電層具有多種可靠保護機制，結合光層Mesh化組網+WSON控制平面的部署，能夠提供高可靠的保護和恢復能力。

低時延方面，主要從業務傳送距離、網間轉接、光電再生等方面進行優化，縮短業務傳輸距離、減少電路落地轉接、光層直達來降低業務傳送時延。

端到端管理方面，通過集中的控制平面，實現業務快速部署，網絡統一運維，資源、業務和時延可視，在提升業務發放效率的同時，還能夠提供面向客戶的電路性能展示和帶寬自助調整服務，增強客戶體驗。

6.1 網絡組織

根據組網型專線源宿端的地理位置分布，可分為省際專線、省內跨域專線和本地專線三種類型。

（1）本地專線：電路的源宿兩端均在同一本地網內；

（2）省內跨域專線：電路的源宿兩端位于同一省份的不同地市之間；

（3）省際專線：電路的源宿兩端分別位于不同省份。

6.1.1 本地專線

本地網內可采用同一廠家分組增強型OTN設備進行匯聚層建設，端到端管理、快速開通，網絡覆蓋市區和縣城；對于城域一般政企業務量區域和重點鄉鎮，可采用接入型OTN延伸，降低網絡建設投資和機房空間、電源、空調等環境壓力。網絡能夠滿足本地網內市、縣、鄉各級承載需求。

本地專線的承載方式有兩種，對于帶寬大、要求高的重要電路可采用方式一，客戶端CPE直接上聯匯聚設備，提升業務承載品質；其他電路采用方式二接入，通過接入型OTN匯聚后接入匯聚設備，降低專線接入成本。

6.1.2 省內跨域專線

省內專線的組網，與本地專線的差異主要在于增加了省干WDM/OTN透傳和省級政企OTN調度設備。由于業務的源宿端均落在本地網內，因此業務的匯聚/打散功能在本地政企OTN網絡處理即可，省干WDM/OTN僅需提供OTUk透傳通道。省級政企OTN調度設備主要用于對地市對接設備上行通道中的子速率業務進行打散、匯聚、調度，不直接進行業務接入。

6.1.3 省際專線

省際專線的組網包括兩種方式，一種是骨干網直接下沉至高業務量地市，業務節點間波道直達，端到端管理快速開通；另一種是省際政企OTN未覆蓋的地市，則通過省內政企OTN網絡進行轉接。

6.2 承載方式

相比傳統OTN設備，分組增強型OTN設備引入了VC交叉和分組交換的功能，提供對2 M～1000 M的子速率業務調度和承載能力。對于GE及以上速率的業務采用ODUk或ODUflex進行承載，匹配相應帶寬速率，達到波長級速率的業務直接采用波長傳送。

VC承載：分組增強型OTN設備支持VC12/VC3低階交叉和VC4高街交叉，能夠對各速率業務通過VC級聯的方式進行剛性管道傳送，同一ODUk通道內的各條VC電路間物理隔離，安全性高，適宜于100 Mbps以下低速率以太接口電路與STM-1電路。對于以太接口電路，客戶端CPE通過QoS進行端口限速，中間段采用VC級聯提供剛性管道透傳。業務保護客戶端CPE至局端匯聚設備采用SDH SNCP保護，局端設備間分段配置1+1 MSP保護。

分組承載：分組交換支持以太網和MPLS-TP兩種方式，以太網方式通過VLAN、MPLS-TP通過PW/LSP方式進行業務承載，QoS進行端口限速。同一ODU0內的各條分組業務間邏輯隔離，QoS設置業務優先級，帶寬使用效率高。適宜于100 Mbps～500 Mbps區間的以太接口電路。業務保護客戶端CPE至局端匯聚設備采用分組 SNCP保護，包括以太和MPLS-TP兩種方式，局端設備間分段配置分組 SNCP保護。

OTN承載：對于GE及以上速率的標準電路采用ODUk承載，非標速率通過ODUflex承載，達到波長級速率的10 GE或100 GE電路直接通過光通道承載。業務保護方面，對于OTN電子架內的子速率業務可分段配置ODUk SNCP保護，光通道業務可通過重路由恢復、波長1+1保護等多種方式提升業務安全性。

7 政企OTN網絡對SDH業務的承接

隨著剛性管道電路數量的增多和帶寬的提升，現有SDH網絡資源，尤其是匯聚層及以上網絡的通路資源日益緊張。

分組增強型OTN設備VC交叉功能，支持VC12/VC3/VC4級別的高低階交叉能，能夠通過STM-N端口對接SDH網絡，進行業務的分流和疏導，緩解SDH網絡通路資源緊張的問題，逐步替代匯聚層及以上層級SDH設備，典型應用有以下三種方式。

（1）本地專線：通過分組增強型OTN網絡對接本地SDH網絡，分流核心/匯聚層SDH網絡流量；

（2）省內跨域專線：通過分組增強型OTN網絡對接本地SDH網絡，分流省干和本地核心/匯聚層SDH網絡流量；

（3）省際專線：通過分組增強型OTN網絡對接長長中繼和本地SDH網絡，分流省干和本地核心/匯聚層SDH網絡流量。

分組增強型OTN網絡對SDH業務的承載如圖2所示。

圖2 分組增強型OTN網絡SDH業務承載示意

省干SDH通路優化：骨干層面通過省級政企OTN設備的STM-N端口對接省際SDH網絡或省內長長中繼SDH系統，本地網內匯聚層SDH設備對接本地匯聚層政企OTN設備，可將原省干SDH承載的業務分流至政企OTN網絡承載，省級政企OTN設備至本地政企OTN對接設備間僅進行高階交叉，業務的匯聚和打散由本地政企OTN設備實現，逐步替代省干SDH網絡。

本地SDH通路優化：本地網匯聚層/接入層SDH設備對接政企OTN匯聚設備，可將原本地匯聚層SDH承載的業務分流至政企OTN網絡承載，匯聚層政企OTN設備按需啟用低階交叉功能，對業務進行匯聚和打散，緩解本地網匯聚層SDH網絡資源壓力，逐步替代本地核心/匯聚層SDH網絡。

8 結語

分組增強型OTN設備具備了光層WDM技術的海量帶寬和電層OTN技術的ODU、分組和VC子速率處理能力，結合完善的OAM管理，能夠提供從2 Mbps到波長級速率業務的綜合傳送能力。作為各類網絡和業務的基礎載體，分組增強型OTN網絡具有廣泛的應用范圍，兼顧與SDH/MSTP網絡的協同演進，以實現傳輸網綜合承載、平滑演進、提質增效的目的。