城域OTN通道配置策略及落地方案研究

侯 揚，廖慶凱，沈 威

（中國移動通信集團設計院有限公司湖南分公司，湖南 長沙 410000）

1 背 景

隨著5G核心網、業務支撐網、承載網以及政企專線等業務流量高速增長，對傳輸承載能力提出了大顆粒、低時延及高可靠的需求[1]。OTN作為滿足上述需求的理想承載網絡，扮演了越來越重要的角色，進而對城域OTN提出更高需求。

各運營商每年對城域OTN進行大量投資，但也存在擴容難度大和成本高的問題。為落實降本增效的管理要求，需要合理進行波道資源的配置，以滿足業務需求，降低成本。如何提高OTN投資能效是本文研究的重點[2]。

2 城域OTN現狀分析

2.1 現狀及承載業務分析

城域OTN依照網絡層級劃分，主要分為核心層、骨干匯聚層（市-縣）、城域匯聚層以及郊外匯聚層，各省份OTN網絡架構類似，但組網方式略有不同[3]。OTN核心及骨干匯聚層多采用80×100G系統，城域及郊外匯聚層多采用80×10G系統。

承載的業務有核心網、承載網、業務支撐網、4G/5G上行、BRAS及OLT上行等，帶寬主要為100 GHz和10 GHz。通過流量流向分析，骨干匯聚層縣至市是OTN網絡的主要方向，縣與縣之間對OTN承載需求并不大，僅政企業務存在縣與縣間波道需求，但10G以上大顆粒業務很少，現網基本可以滿足[4]。

2.2 存在主要問題

城域OTN核心層及城域匯聚層承載大量業務的局間互連電路，但早期系統承載能力低，且存在大量低速率子波道，系統利用率較低。骨干匯聚層面臨大量業務上行需求，擴容和投資壓力大[5]。

3 建設策略

面對傳統各類業務需求的增長及5G新業務的發展，城域OTN應深入分析現網資源配置情況，進一步挖掘現網潛力，合理進行波道資源配置，以達到滿足業務需求同時降低成本，提高OTN投資能效的目標，進而降本增效。

3.1 核心及城域匯聚層

對業務級別進行分類，安全性要求較低的業務采取裸光纖承載，做好波道資源使用規劃，提升波道利用率[6]。

3.2 骨干匯聚層

優化100G波道配置，采用獨享性100G波道對現網波道進行優化，降低投資并提高承載能力。針對100G業務，根據需求的業務局向配置100G波道。針對10G業務，應深入分析現有波道配置情況以及業務需求模型，采用獨享性波道方案對現有100G波道配置進行優化，同時市縣一、二機樓之間采用裸光纖承載，節省的線路100G板卡可用于后期波道擴容[7]。新擴容波道采用獨享性波道擴容方案，可有效減少投資。

4 建設方案

4.1 核心層及城域匯聚層波道整合方案

目前，OTN系統存在大量早期的低速率子波道，因各類工程的不斷疊加和原有業務的割接調整，造成多個整波資源中僅有少數的子波道被占用，剩余資源長時間空載運行，造成傳輸資源浪費[8]。故核心及城域匯聚層應做好波道資源使用規劃，提升波道利用率，同時應提升業務需求與波道資源的匹配度，適度考慮冗余。具體整合過程如圖1所示。

圖1 城域OTN波道整合圖

面向未來，OTN系統主要為100G和超100G需求，應充分考慮波道配置的影響，統籌存量并按需擴容，在滿足業務需求的前提下優化傳輸資源。

4.2 骨干匯聚層100G波道配置方案

4.2.1 主要問題分析

目前各省城域骨干層OTN系統早期受投資限制，100G波道擴容主要采用共享型方式。共享性方式是多個縣節點采用共享1波100G波道的方式。100G波道擴容，通過新增線路板連接至合/分波板，每新增1波，有業務上下的站點東西向各需線路板1塊，即每站點每波需配置線路板兩塊，隨著波道數量增加，線路板數量成倍增長，投資成本大大提高[9]。

以某縣OTN南網2020年OTN平面波道擴容投資進行分析，線路板投資2.5×106元，總投資3.62×106元，線路板投資占比69%，可得到如下結論。OTN線路板單價貴，需求多，是OTN擴容成本高的主要原因。

4.2.2 思路及策略

打破傳統各區縣共享波道部署方式，分析業務實際承載需求，考慮到目前業務需求主要流向為縣區至市核心機房的南北流向，且目前各縣需求基本都超過100G，采用獨享性波道的方式對現有波道進行整改，挖掘并釋放出前期投資的線路單板，并用于新波道擴容，節省了擴容投資成本的同時為現網獲得更多波道資源，提升傳輸網承載能力，進而降本增效。

4.2.3 獨享性波道與共享性波道擴容比較分析

獨享性波道是1個縣獨享1波100G，該縣一、二機樓和市一、二機樓4個OTM站點上下業務，其余站點穿通的方式。下面分兩種場景，分別采用共享型擴容方案與獨享型擴容方案深入對比需要的100G線路板數量。

（1）場景1：市1和市2為地市核心機樓，下帶兩縣的一、二機樓，組成兩縣6站點模型。在共享型波道模式下，每波道在各站點6站點均需具備業務上下能力，則：

式中，n為線路板數；6為站點數；2表示每站點每波需配置線路板2塊；λn表示波道數。

在獨享型波道模式下，每縣一、二機樓及地市一、二機樓4站點具備業務上下能力，則：

式中，m為線路板數；4為站點數；2表示每站點每波需配置線路板2塊；λm表示波道數。

如甲、乙縣各需求帶寬10 GHz，則共享型波道兩縣共享1個100G波道可滿足帶寬需求，而獨享型波道兩縣各需1各100G波道可滿足帶寬需求，即兩個100G。具體分析如表1所示。

表1 兩縣各種帶寬需求下兩種不同波道線路單板需求數量

在甲、乙兩縣需求帶寬均小于等于50 GHz時，共享型波道方案需求單板少于獨享型波道方案,在甲、乙兩縣需求帶寬均大于50 GHz時，共享型波道方案需求單板多于獨享型波道方案。

（2）場景2：市1和市2為地市核心機樓，下帶三縣的一、二機樓，組成三縣8站點模型。在共享型波道模式下，每波道在各8站點均需具備業務上下能力，則：

式中，n為線路板數；2表示每站點每波需配置線路板2塊；λn表示波道數。

在獨享型波道模式下，每縣一、二機樓及地市1和市2機樓4站點具備業務上下能力，計算公式即式（2）。具體分析如表2所示。

表2 三縣各種帶寬需求下兩種不同波道線路單板需求數量

在甲、乙以及丙三縣需求帶寬均小于等于30 GHz時，共享型波道方案需求單板少于獨享型波道方案，在甲、乙以及丙三縣需求帶寬均大于30 GHz時，共享型波道方案需求單板多于獨享型波道方案。

從節省費用角度，選擇何種波道擴容方式與環網站點多少及各站點帶寬有關。總得來說，業務大、站點多適合獨享型波道，反之適合共享型波道。根據常見的組網方式，目前單縣接入業務基本已大于50G，應采用獨享型波道方式，可有效降低投資。

4.2.4 具體解決方案

對原共享性波道進行整合，改為某縣區獨享100G，其他站點穿通，完成波道整合后，在不影響原業務承載的情況下，釋放出線路板資源。

以兩縣6站點為例，在共享性模型下，λ1和λ2波由于均需在甲1、甲2、乙1、乙2、市1以及市2具備業務上下能力，均需配置兩塊線路板，共需24塊100G線路單板。在獨享性模型下，在保證甲、乙兩縣波道帶寬不變的情況下，共需100G線路單板16塊。按照上述的波道調整方式擴容，相對于傳統共享型擴容方式能節約8塊線路板。

利舊節約的線路板進行新波道擴容。在共享性模型下，擴容波道λ3均需在甲1、甲2、乙1、乙2、市1以及市2配置兩塊線路板，擴容該波道OTN環網共計需要12塊單板。考慮利舊線路板8塊，故需新投資線路板4塊，甲縣獲得50G、乙縣獲得50G能力。在獨享性模型下，在保證甲、乙兩縣擴容波道帶寬不變的情況下，λ3波甲縣獨占，λ4波乙縣獨占，共需配置16塊線路板。考慮利舊線路板8塊，故需新投資線路板8塊，甲縣獲得100G、乙縣獲得100G能力。

4.2.5 前后對比

OTN波道擴容方案，采用波道整合和單板利舊方案對兩縣6站點模型進行波道調整后，可利舊線路板8塊。新擴容100G時，只需考慮新增加線路板8塊，業務板4塊，則可由1波100G擴容為兩波200G能力。按運營商目前集采價核算，每100G成本由2.38×106元降低為9.91×105元，成本下降58.4%，同時總投資下降16.8%。隨著環網大小的擴大，每增加一縣兩節點，節省的費用會更多。

4.3 結 論

采用獨享性波道的方式及一、二機樓之間采用裸纖承載的方案對現有波道進行整改，挖掘并釋放出前期投資的線路單板，并用于新波道擴容，節省了擴容投資成本的同時為現網獲得更多波道資源，提升了傳輸網承載能力，符合深度挖掘現網潛力，更大促進提質增效，有效確保企業高質量發展[10]。