政企OTN網絡架構及應用

袁良波

（安徽電信規劃設計有限責任公司網絡院，安徽 合肥 230031）

0 引 言

政企專線主要分為互聯網專線、組網型專線。互聯網專線通過無源光纖網絡（Passive Optical Network，PON）和城域網承載，部分通過裸纖承載。組網型專線包括城域網承載的MPLS-VPN專線和通過傳輸網絡（SDH/MSTP、STN/IP RAN、政企OTN）承載的傳輸專線，本文主要對傳輸專線進行分析。隨著各行業專線業務不斷發展，對網絡要求越來越高[1]。同步數字體系（Synchronous Digital Hierarchy，SDH）網絡已無法滿足人們對網絡品質和特性的要求，需逐步替代為政企光傳送網（Optical Transport Network，OTN）。

1 政企OTN技術介紹

1.1 政企OTN技術特點

政企OTN具有光通路數據單元（Optical channel Data Unit，ODUk）交叉、分組交換、虛容器（Virtual Container，VC）交叉以及光通路（Optical Channel，OCh）交叉等處理能力，能夠實現對各類業務的靈活傳送。與傳統OTN相比，政企OTN增加了對分組交換和VC交叉功能的支持，可實現對時分復用（Testing Data Management，TDM）和分組等業務的統一傳送[2]。業務調度可以根據不同需求采用不同的處理流程：波長級別業務可以通過OCh交叉直接調度；0DUk業務直接通過ODUk交叉調度；VC業務首先將VC通道映射復用到STM-N幀，再映射復用到ODUk通道。

IP接口業務（MPLS-TP和以太網）一般有EoO、EoS兩種承載方式。EoO（Ethernet over OTN）先完成分組業務處理，包括服務質量（Quality of Service，QoS）評價、操作維護管理（Operation Administration and Maintenance，0AM）等，然后再將以太網幀/MPLSTP封裝映射到ODUk通道。板卡級EoO承載如圖1所示，網元級EoO承載如圖2所示。

EoS（Ethernet over SDH）先完成分組業務處理（QoS、0AM等），然后將以太網幀封裝映射到VC通道，可以全程通過VC通道調度。此外，也可以先將VC通道映射復用到STM-n，然后再映射復用到ODUk通道。板卡級EoS承載如圖3所示，網元級EoS承載如圖4所示。

1.2 電層部署模式

根據光電層銜接模式的不同，政企OTN可分為集成式部署和獨立式部署兩種。集成式光電層為同廠商設備，電層將業務整合成波長級后通過線路側板卡彩光直接進入光層的合分波器。獨立式光電層一般為異廠商設備，由于目前光網絡的封閉性，因此電層和光層設備難以解耦，異廠商無法互通。獨立式電層將業務交叉匯聚后，通過線路側灰光與異廠家光轉換單元（Optical Transform Unit，OTU）對接，將其調制成彩光后再進入合分波器。集成式部署與獨立式部署模式對比如圖5所示。

獨立式部署方式中，B廠家設備對于獨立OTN灰光組網相對透明，獨立OTN的組網拓撲類似于SDH的系統拓撲。

1.3 灰光線路板卡

政企OTN網絡部署線路側灰光板卡，用于異廠家網絡對接和下行政企客戶終端（Customer Premise Equipment，CPE）的接入。波分側線路單板采用彩光模塊，具有標準波長，中心頻率固定，能直接上合波器；線路側灰光板卡采用灰光（黑白光）模塊，沒有特定的標準波長，波長在某個范圍內波動。

灰光線路板與普通的支路板都是采用灰光（黑白光）模塊，不同點是普通支路板可以支持各種類型業務接入，而灰光線路板只支持OTU接入。但是灰光線路板卡具備對于政企承載十分重要的功能，即小顆粒匯聚進交叉板功能。此外，灰光模塊還可以滿足異廠家對接要求，多用于政企OTN網絡配置[3-5]。

2 政企OTN網絡架構

大型政企客戶辦公及經營需要跨國、跨省的政企專線，其對價格因素相對不敏感，對時延、專用帶寬以及安全性等的要求較高。為滿足客戶需求并提升自身競爭力，從2018年起各通信運營商就開始相繼建設政企專用精品OTN網絡。

以某省份運營商政企OTN網絡為例，整體網絡架構分為骨干層和省內層。本地網內政企業務、省內跨地（市）政企業務通過政企OTN省內層承載，出省政企專線業務通過省內層、骨干層共同承載。整體網絡架構如圖6所示。

2.1 骨干層

骨干層覆蓋全國及海外部分節點，在重點城市設置骨干節點并配置相應的OTN電交叉單元及業務板卡。在光纜途經匯聚的城市設置網絡開口節點，方便后續網絡部署。為滿足業務的高效接入及傳送，骨干網邏輯上分為匯聚層、調度層及直達層。匯聚層滿足一般城市的業務接入及匯聚，站站互聯；調度層主要用于就近收斂匯聚節點電路，通過ODU2（10 Gb/s）及以上顆粒進行調度，高效轉接；在大業務量省份或城市節點間，直達層開通直達業務通道，減少轉接，提升業務承載品質。

2.2 省內層

政企OTN省內層在邏輯上分為省內銜接層與本地城域層，而本地城域層又可以分為核心匯聚層與接入層。

2.2.1 省內銜接層

骨干層和省內層在省會及其他重要的核心節點處銜接。其他節點通過部署省級獨立OTN作為調度設備，并通過省干干線波分透傳灰光的方式完成對骨干網的連通，實現省內及省外政企專線的統一調度。此外，對接采用OTU2或OTU4接口。

2.2.2 本地核心匯聚層

本地核心匯聚層政企OTN網絡一般采用集成式部署，采用支持“三混”（ODU、分組、VC）功能的灰光線路板卡對接省級獨立OTN設備。核心設備設置在本地網的核心機樓，用于本地網內政企專線業務的統一調度和本區域政企業務匯聚。匯聚設備部署于政企客戶集中區域以及數據中心（Internet Data Center，IDC）、云資源池等重要局站，主要用于本區域業務匯聚處理調度。

各匯聚節點與核心節點間通過支持“三混”功能的彩光線路板配置100 G“三混”波道，下行配置支持“三混”功能的灰光接口板，也可以按需配置普通支路板、分組板、SDH板卡。其中，下行端口主要用于下掛接入層OTN設備或直接接入客戶端CPE設備。

核心匯聚層網絡通過配置STM-16或者STM-64接口的SDH接口板，可以完成政企OTN與SDH網絡的對接，能充分挖潛SDH接入層資源。在政企OTN網絡建設中，為了簡化本地網絡結構并節省機房空間、動力資源及投資，核心匯聚層集成式部署一般也會考慮利舊本地原有波分系統的光層，通過部署與原光層同廠家的電層設備綜合組網。集成式同步部署光層與利舊原有光層的對比如圖7所示。

2.2.3 本地接入層

政企OTN接入層采用接入型OTN設備部署。在政企OTN網絡建設中，將接入層的OTN設備與匯聚設備進行解耦，可以讓更多廠商參與建設，降低設備成本。接入型OTN上行采用支持“三混”功能的灰光接口對接異廠家匯聚設備，一般采用OTU2接口；下行一般配置支持“三混”功能的OTU1灰光接口進行政企CPE接入。此外，也可以根據使用場景部署適配EoS、EoO等業務板卡，通過端口拉遠的方式接入政企客戶。接入層OTN可以采用與核心匯聚層不同廠家的設備，通過帶內網管或帶外網管的方式滿足管理需求。帶內網管如圖8所示，帶外網管如圖9所示。

3 業務承載應用

根據傳輸政企專線的特點，可以將傳輸專線業務通過需要物理隔離和不需要物理隔離進行區分。用戶有明確物理隔離要求的，優選采用政企OTN網絡承載；用戶無明確隔離要求的，GE或以上大帶寬組網型專線可選政企OTN網絡承載，GE以下帶寬政企組網型專線可根據業務要求及網絡能力選擇適當的承載方案，如STN/IP RAN、分組傳送網（Packet Transport Network，PTN）等。結合政企OTN網絡的技術特點，建議線路承載方式及原則如下。

3.1 大帶寬（400 Mb/s以上）線路承載

大帶寬線路可以考慮通過EoO方式承載，封裝在一個ODU0通道內，便于后期平滑提速。客戶端部署專業CPE設備，通過OTU1/OTU2灰光接入政企OTN網絡，通過CPE板卡端口限速處理并將業務映射ODU0剛性管道透傳。全程政企OTN打散、交叉調度，支持帶寬調整，滿足品質專線各項指標。

3.2 較低帶寬（400 Mb/s以下）線路承載

較低帶寬線路可以考慮通過EoS方式承載，在客戶端部署專業CPE設備，通過OTU1/OTU2灰光接入政企OTN網絡，通過CPE板卡端口限速處理并將業務映射到STM-N VC顆粒。全程政企OTN進行VC業務交叉調度、匯聚收斂，支持帶寬調整，滿足品質專線各項指標。

3.3 原SDH政企業務承接

現網存量硬管道政企專線主要承載在SDH網絡上，由于網元設備在網時間長，設備老舊且維護不便，可以遷改至政企OTN網絡承載。通過對接SDH與政企OTN網絡，SDH老舊設備可以從核心層、匯聚層、接入層由上往下逐層替換退網，完成設備改造。初期保留接入層SDH/MSTP設備，維持網絡覆蓋優勢，節省接入段一次性部署成本。SDH退網后原有承載專線和增量政企專線全部遷改接入政企OTN網絡，通過OTN網絡進行管控，實現業務開通和管理以及運維的智能化、便利化。以某重點行業網絡扁平化升級改造需求進行分析，該行業用戶全省（除去省會）約900個網點，電路直接匯聚至省會中心，對剛性管道有明確需求。用戶網點帶寬需求如表1所示。

表1 用戶網點帶寬需求

由于現有省干SDH網絡資源無法滿足需求，因此采用政企OTN網絡來承載客戶的專線電路需求。目前可選的承載方案有兩種：一是全程端到端全部采用政企OTN承載，各網點新增CPE新開專線接入；二是利舊城域SDH網絡資源，通過SDH網絡與省干獨立OTN對接完成各地市VC業務傳送至省會政企OTN城域網絡，并通過省會政企OTN網絡傳送至客戶省會中心。

綜合考慮成本及工程進度等因素，方式二能更好地滿足需求且節省大量成本。各地市線路通過VC4封裝，傳送至獨立OTN設備，通過獨立OTN傳送至省會政企OTN城域網，通過省會中心部署落地設備并接入省會政企OTN城域網，完成全部線路的匯聚。組網與業務配置方案如圖10所示。

4 結 論

政企OTN網絡通過開放解耦引入接入型OTN，兼顧融合SDH/MSTP網絡，可以實現政企承載網絡平滑演進、提質增效，為高品質政企專線提供全新的解決方案，有效滿足不同企業的高品質、差異化通信需求。通過分析討論政企OTN網絡的技術特點、網絡架構及業務承載應用，總結政企OTN網絡建設及業務承載的相關內容，推動OTN網絡技術為政企專線承載提供更好的網絡服務。