PeOTN技術應用場景及部署方案研究

摘要：PeOTN是一種靈活的端到端傳送技術，具備豐富的業(yè)務調度能力，支持不同的傳輸路徑，適用于未來不同業(yè)務場景，可有效提升網(wǎng)絡的靈活性和可擴展性。為滿足新型業(yè)務承載需求，可將PeOTN技術引入城域網(wǎng)。

關鍵詞：新時代；PeOTN技術；應用場景；部署方案

一、PeOTN技術概述

PeOTN（Packet enhanced Optical Transport Network，即光傳送網(wǎng)）是一種靈活的端到端傳送技術，可提供端到端的靈活調度，支持各種類型的業(yè)務傳輸。在網(wǎng)絡架構上，PeOTN采用了OTN（Optical Transport Network）技術，通過引入點到多點、多點到多點的傳送技術，在實現(xiàn)靈活組網(wǎng)、靈活調度的同時，還能夠實現(xiàn)業(yè)務和網(wǎng)絡資源的統(tǒng)一管理[1]。

二、PeOTN技術的發(fā)展歷程及其在新時代的重要性

PeOTN技術由美國Federal Communications公司于2018年首創(chuàng)，2019年被正式納入ITU-TG.709協(xié)議，2020年3月，ITU-TG.709協(xié)議通過了一項關于PeOTN技術的建議。

基于此項建議，中國電信于2020年8月正式啟動了PeOTN試點工作，目前已完成了第一階段的試點工作，主要針對兩種場景進行業(yè)務測試。

PeOTN技術適用于業(yè)務多樣、用戶分布廣泛的城域網(wǎng)場景，能夠有效滿足新時代傳送網(wǎng)絡的靈活性和可擴展性要求。新時代城域傳送網(wǎng)絡面臨著以下挑戰(zhàn)：

一是未來的業(yè)務將呈現(xiàn)多樣化的趨勢。

二是業(yè)務對城域網(wǎng)的靈活性和可擴展性提出了更高的要求。

三是運營商之間的競爭將更激烈。

面對以上挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)OTN技術已無法完全滿足業(yè)務需求，必須引入新技術來滿足新時代網(wǎng)絡發(fā)展需求。PeOTN技術應需而生，并逐步走向成熟，未來將成為主流城域網(wǎng)技術[2]。

（一）PeOTN技術的特點

PeOTN是傳統(tǒng)OTN技術的演進。相比于傳統(tǒng)OTN技術，PeOTN在網(wǎng)絡架構、業(yè)務部署和管理能力等方面都有顯著提升。具體來說，PeOTN具備以下特點：

1.具有較強的可擴展性

PeOTN技術支持在傳統(tǒng)OTN基礎上擴展新的保護機制，如自動保護、自動恢復等功能，可實現(xiàn)對現(xiàn)有網(wǎng)絡設備的平滑升級。

2.支持多種類型業(yè)務的部署

PeOTN可支持多種類型業(yè)務在城域網(wǎng)內(nèi)的部署，如業(yè)務接入和匯聚、大顆粒傳送、視頻會議等。通過靈活的業(yè)務部署方案，可以在網(wǎng)絡中為用戶提供多種類型的服務。

3.支持端到端的網(wǎng)絡管理能力

PeOTN支持多種協(xié)議棧和多層次管理域，可以實現(xiàn)對整個城域傳送網(wǎng)的集中式管理和控制，可實現(xiàn)對網(wǎng)絡中每個節(jié)點的監(jiān)控和維護。

4.具備豐富的網(wǎng)絡能力

PeOTN支持多種業(yè)務類型，可通過配置不同的傳輸距離、保護機制等，實現(xiàn)靈活擴容、保護倒換以及網(wǎng)絡重構等功能。例如：PeOTN支持大顆粒業(yè)務（如20GE及以上）的承載和配置；支持多種保護機制（如自動、手動和半自動），可實現(xiàn)不同類型業(yè)務的靈活部署；同時還具備強大的網(wǎng)絡能力，能實現(xiàn)端到端的故障

倒換[3]。

5.具備智能運維能力

PeOTN支持統(tǒng)一的網(wǎng)絡監(jiān)控管理平臺（NMS）和多域統(tǒng)一管理平臺（MDMS），可以實現(xiàn)對整個城域傳送網(wǎng)進行集中式管理和維護。

（二）中國電信PeOTN試點測試情況

為推進PeOTN技術在中國電信的應用，中國電信組織相關技術團隊進行了技術研究和實驗室測試，主要針對兩種場景開展業(yè)務測試。

兩種場景均有大量的終端接入，且終端種類豐富。在基站接入場景中，PeOTN技術能夠提供端到端的SDH/OTN業(yè)務和光纖資源。同時，由于PeOTN技術支持靈活調度、調整和管理，可以有效地降低網(wǎng)絡成本和能耗。目前，中國電信已完成了第一階段的試點工作。通過試點測試結果來看，PeOTN技術在城域網(wǎng)場景中表現(xiàn)出了較強的性能優(yōu)勢：在基站接入場景、城域傳送網(wǎng)場景和核心網(wǎng)場景中，PeOTN均能夠提供端到端的SDH/OTN業(yè)務和光纖資源。

目前，中國電信已完成了第二階段試點的相關部署工作：一是在基站接入場景中部署了兩套PeOTN設備；二是在城域傳送網(wǎng)場景中部署了一套PeOTN設備。

總體來看，目前中國電信的試點測試情況良好[4]。

（三）PeOTN在新時代的重要性

首先，PeOTN技術是SDN技術的重要補充。在網(wǎng)絡智能化時代，SDN技術為網(wǎng)絡智能化提供了重要的技術支撐。從業(yè)務角度來看，在業(yè)務云化、網(wǎng)絡智能化的趨勢下，SDN技術能夠幫助運營商實現(xiàn)網(wǎng)絡智能化、網(wǎng)絡切片化、網(wǎng)絡融合化。從商業(yè)角度來看，SDN技術能夠為運營商提供可定制、可擴展、可編排的網(wǎng)絡資源池，幫助運營商實現(xiàn)資源的高效利用。

其次，PeOTN是未來OTN發(fā)展的必然趨勢。從趨勢來看，隨著5G時代的到來，多業(yè)務融合對網(wǎng)絡性能提出了更高的要求。因此，未來的傳送網(wǎng)需要從單域走向多域，以滿足業(yè)務多樣化的需求。從技術角度來看，PeOTN是面向多業(yè)務融合需求的傳送網(wǎng)技術，能夠支持多種業(yè)務類型和多種傳送網(wǎng)形態(tài)。

再次，PeOTN是助力運營商實現(xiàn)“一張網(wǎng)”戰(zhàn)略的重要抓手。從現(xiàn)有市場來看，多家運營商均在積極推進“一張網(wǎng)”戰(zhàn)略落地。

三、PeOTN技術應用場景

PeOTN技術是一種靈活的端到端傳送技術，其通過將業(yè)務流量映射到具有相同端口的光通道上，實現(xiàn)傳送平面的靈活劃分，從而有效滿足不同業(yè)務承載需求。PeOTN可支持對不同業(yè)務的精準調度，在城域網(wǎng)中可廣泛應用于以下場景：

（一）多業(yè)務承載

PeOTN技術支持多種不同類型業(yè)務的靈活調度和多路徑傳輸。在城域網(wǎng)中可根據(jù)業(yè)務需求靈活部署PeOTN節(jié)點，通過引入PeOTN技術對城域網(wǎng)內(nèi)不同的業(yè)務流進行分類識別和精準管控。當某條路徑上的業(yè)務流量過大時，PeOTN技術可以將該業(yè)務流量分流到其他路徑，從而降低該路徑上的流量壓力。

另外，PeOTN還可以根據(jù)不同的業(yè)務類型（如MPLS-VPN/OTN/PW/GE專線等）對業(yè)務流進行分類識別，實現(xiàn)對不同業(yè)務流的精準調度。當同時承載多條路徑上的業(yè)務流時，PeOTN技術可以對該路徑上的不同業(yè)務流進行分類識別，從而根據(jù)不同業(yè)務類型提供差異化的傳輸服務[6]。

（二）智能管道

傳統(tǒng)的SDH/MSTP/OTN等智能管道將網(wǎng)絡中的業(yè)務流量根據(jù)不同的QoS等級進行了區(qū)分，主要功能包括QoS保障、多業(yè)務融合和按需調度等。智能管道技術可基于業(yè)務類型和帶寬要求對不同類型的流量進行精準管控并提供差異化QoS保障，在保障業(yè)務QoS的前提下實現(xiàn)網(wǎng)絡資源的優(yōu)化利用，提升網(wǎng)絡效率。智能管道在城域網(wǎng)中可作為SDH/MSTP/OTN等智能管道的延伸，通過PeOTN技術可實現(xiàn)以下功能：

1.多業(yè)務融合

不同類型的業(yè)務需要不同的承載平臺，可以根據(jù)流量和帶寬要求選擇不同的承載平臺。PeOTN技術可支持多種業(yè)務融合，如MPLS專線、以太網(wǎng)專線、視頻會議專線等。

2.流量智能管控

智能管道可以根據(jù)流量特征對業(yè)務進行分類管理，從而實現(xiàn)流量的精準分配和按需分配。PeOTN技術在實現(xiàn)流量智能管控的同時還可以兼顧帶寬保障，從而實現(xiàn)差異化QoS保障。PeOTN技術可支持多路徑傳輸和帶寬動態(tài)調整，并在故障發(fā)生時可快速恢復，從而保障業(yè)務傳輸質量。

3.多路徑傳輸

PeOTN技術可支持多路徑傳輸。當城域網(wǎng)內(nèi)出現(xiàn)故障時可以使用多個PeOTN節(jié)點進行備份，從而有效應對網(wǎng)絡故障。

4.按需調度

智能管道可以根據(jù)業(yè)務需要進行靈活的流量調度和路徑調整。一方面，可在不同業(yè)務間進行流量的調配，另一方面可在網(wǎng)絡故障時迅速進行業(yè)務恢復。基于PeOTN技術的智能管道將幫助運營商實現(xiàn)網(wǎng)絡資源的優(yōu)化配置和按需調度，從而提升網(wǎng)絡效率和效益。智能管道還可以與現(xiàn)有SDH/MSTP/OTN等技術相結合，進一步提升網(wǎng)絡傳輸與管控的整體效率[7]。

（三）多路徑傳輸

多路徑傳輸是指通過在業(yè)務流的不同路徑上采用不同的保護措施以保障業(yè)務傳輸安全，是傳統(tǒng)SDH/MSTP等技術的延伸和拓展。

基于PeOTN技術的多路徑傳輸能力，城域網(wǎng)可提供靈活的多路徑業(yè)務承載方案。在城域OTN網(wǎng)絡中，通過對業(yè)務流進行多路徑保護，可以提高網(wǎng)絡資源利用率和網(wǎng)絡可靠性，避免因單點故障造成網(wǎng)絡中斷。

（四）城域網(wǎng)骨干匯聚層

在城域網(wǎng)骨干匯聚層，通過PeOTN技術實現(xiàn)多路徑傳輸，可以有效提高城域網(wǎng)骨干網(wǎng)絡資源利用率。例如，在網(wǎng)絡規(guī)模較大的運營商核心/骨干網(wǎng)中，通過采用PeOTN技術，可以將骨干匯聚層多個物理通道上的業(yè)務流進行多路徑傳輸，將業(yè)務流量轉換為不同路徑上不同波長的光信號，在滿足業(yè)務質量要求的前提下實現(xiàn)網(wǎng)絡資源的最大化利用[8]。

四、PeOTN技術部署方案

為滿足多種業(yè)務的靈活調度需求，需要對業(yè)務進行分類和分層管理。其中物理層網(wǎng)絡作為核心層，承載所有固定和移動業(yè)務，如承載固定、移動及虛擬網(wǎng)絡的匯聚層，以及IP網(wǎng)絡的接入層；匯聚層主要承載語音、視頻、大顆粒數(shù)據(jù)等；接入層主要承載寬帶業(yè)務。PeOTN技術能同時滿足三類業(yè)務的承載需求。

首先是業(yè)務類型復雜多樣、帶寬需求靈活多變的大顆粒數(shù)據(jù)業(yè)務。為了滿足不同的業(yè)務類型，需要對傳送網(wǎng)絡進行靈活的分層管理。傳統(tǒng)傳送網(wǎng)絡架構下，傳送網(wǎng)絡的匯聚和接入設備是兩個相對獨立的部分。對于大顆粒數(shù)據(jù)流量，需要通過傳統(tǒng)匯聚設備和核心設備進行轉發(fā)，且轉發(fā)路徑不固定；對于語音和視頻等數(shù)據(jù)流量，由于需要將語音和視頻進行分級處理，所以需要通過匯聚設備進行轉發(fā)。由于這種大顆粒數(shù)據(jù)流量特性，會給傳統(tǒng)傳送網(wǎng)絡帶來較大的壓力。PeOTN技術將多個傳送網(wǎng)元合并成一個通用通道（GeneralPort），每個通道可承載不同類型業(yè)務。對于語音類業(yè)務，可以將該通道合并成一個Port；對于視頻類業(yè)務，可以將該通道合并成一個Port；對于流量比較大的虛擬專線業(yè)務，可以將該通道合并成一個Port。由于PeOTN技術采用統(tǒng)一標準，使得各個通道之間的流量可自動識別和匹配，大大降低了網(wǎng)絡擁塞率[9]。

其次是語音和視頻類業(yè)務對帶寬需求相對較高、對時延敏感的業(yè)務。這兩種類型的數(shù)據(jù)流量具有不同的帶寬需求和時延要求。對于語音類業(yè)務來說，語音類業(yè)務對時延敏感的程度相對較高；而視頻類業(yè)務對時延敏感程度相對較低。因此需要將Port分為語音和視頻兩種類型：對于語音類業(yè)務來說，可以根據(jù)具體的語音類型劃分Port；對于視頻類業(yè)務來說，可以根據(jù)具體的視頻類型劃分Port。

再次是彈性大顆粒數(shù)據(jù)流量中占比最大的大顆粒數(shù)據(jù)流量。這部分數(shù)據(jù)流量是通過各種控制面進行管理、控制和轉發(fā)的數(shù)據(jù)。這部分數(shù)據(jù)流量對于傳輸帶寬、時延等沒有特別要求，但對時延要求相對較高。例如對于語音類和視頻類兩種類型的數(shù)據(jù)流量來說，需要將這兩種類型的Port進行合并；對于視頻類和語音類兩種類型的Port來說，需要將這兩種類型的Port進行合并[10]。

最后是語音和視頻等低時延敏感類數(shù)據(jù)流量中占比最大的低時延和高帶寬類業(yè)務。這部分數(shù)據(jù)流量對時延敏感程度相對較低；但由于其對時延要求較高，所以需要將其進行區(qū)分和管理；對于視頻類和語音類兩種類型的Port來說，需要將這兩種類型的Port進行分開管理；對于低時延和高帶寬類業(yè)務來說，需要將這兩種類型的Port進行合并管理；對于視頻類和語音類兩種類型Port來說，需要將這兩種類型的Port進行分開管理。

根據(jù)上述分析可知：PeOTN技術將會廣泛應用于各種城域網(wǎng)中：

（1）核心匯聚層將采用PeOTN技術進行骨干匯聚；

（2）城域網(wǎng)接入層將采用PeOTN技術進行匯聚；

（3）城域網(wǎng)匯聚層將采用PeOTN技術進行骨干匯聚；

（4）城域傳送網(wǎng)絡將采用PeOTN技術實現(xiàn)城域內(nèi)各級網(wǎng)絡節(jié)點間高效、靈活、動態(tài)互通；

（5）PeOTN技術可以適用于未來不同業(yè)務場景對承載需求。

在部署PeOTN技術時需要重點考慮業(yè)務類型和傳送網(wǎng)架構兩個方面[11]。

五、結束語

總之，新時代PeOTN技術在我國光纖通信網(wǎng)絡中的應用具有重要意義。隨著5G、云計算、大數(shù)據(jù)等技術的快速發(fā)展，PeOTN技術將迎來更廣泛的應用場景。網(wǎng)絡運營商應充分認識PeOTN技術的優(yōu)勢，結合自身網(wǎng)絡需求，合理規(guī)劃和發(fā)展PeOTN技術，以提高光纖通信網(wǎng)絡的傳輸效率和業(yè)務質量。在未來，我們有理由相信，PeOTN技術將為我國光纖通信網(wǎng)絡的發(fā)展注入新的活力，助力我國信息技術邁向新高峰。

作者單位：趙杰 山西信息規(guī)劃設計院有限公司

趙杰（1988.01-），男，漢族，山西介休，本科，通信工程師，研究方向：通信技術。

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