100G OTN 關(guān)鍵技術(shù)及多業(yè)務(wù)承載方案研究

莊海力 江蘇省宿遷專(zhuān)用通信局

OTN 技術(shù)具有較為顯著的優(yōu)勢(shì)，其可以滿(mǎn)足長(zhǎng)傳輸距離、更低的單位比特成本的需求，在各個(gè)骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)中廣泛應(yīng)用。分析100G OTN 關(guān)鍵技術(shù)及多業(yè)務(wù)承載方案，可以為各項(xiàng)工作開(kāi)展提供技術(shù)支持與參考。

1 .100G OTN 關(guān)鍵技術(shù)與特點(diǎn)

1.1 技術(shù)特點(diǎn)

OTN 網(wǎng)絡(luò)相對(duì)于傳統(tǒng)的WDM 網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)可以基于ODUK 為主要顆粒，利用電層交叉系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)不同顆粒度的業(yè)務(wù)調(diào)度優(yōu)化。在光層上，可以基于ROADM 單元為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)業(yè)務(wù)調(diào)度分析，無(wú)需各種光電轉(zhuǎn)換。OTN 網(wǎng)絡(luò)在運(yùn)行中可以提供高速穩(wěn)定的不同業(yè)務(wù)通過(guò)塊狀幀結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)包封技術(shù)以及串聯(lián)連接技術(shù)，提升其控制、運(yùn)營(yíng)、管理性能。因此， OTN 技術(shù)在各個(gè)骨干網(wǎng)絡(luò)建設(shè)以及升級(jí)優(yōu)化中廣泛應(yīng)用。

1.2 100G OTN 關(guān)鍵技術(shù)

波分系統(tǒng)速率在發(fā)展過(guò)程中自始至終的始終存在了一些物理限制，而在傳送速率升高也更為顯著。在光信號(hào)傳遞中收到傳輸通道影響導(dǎo)致其出現(xiàn)損傷存在相位噪音、衰減以及色度色散等相關(guān)問(wèn)題。在光輸技術(shù)在不斷的發(fā)展中，光衰減以及耗損等問(wèn)題得到了有效的控制，通過(guò)EDFA 與Raman 放大器補(bǔ)償。其色散以及非線(xiàn)式效應(yīng)進(jìn)行光輸指標(biāo)，是限制的主要因素。利用各種技術(shù)手段可以有效的提升其傳輸性能。

1.2.1 DSP 與相干接收

在系統(tǒng)中，利用電濾波以及均衡的方式可以有效的處理非線(xiàn)式效應(yīng)以及色散、噪聲等相關(guān)問(wèn)題造成的碼間干擾以及眼圖畸變，這樣就會(huì)導(dǎo)致碼元信息初始化，通過(guò)發(fā)端通過(guò)100G 信號(hào)達(dá)到還原的效果。在傳送線(xiàn)路上無(wú)需通過(guò)設(shè)置DCM 模塊進(jìn)行處理，并不會(huì)對(duì)系統(tǒng)輸送距離產(chǎn)生制約與影響，可以有效的提升了系統(tǒng)的組網(wǎng)能力，增強(qiáng)了整體的了靈活性。

一般狀況之下光通信處理主要通過(guò)強(qiáng)度檢測(cè)的方式進(jìn)行處理，此證方式構(gòu)造性的較為簡(jiǎn)單，其耗費(fèi)較少，但是在運(yùn)行中會(huì)導(dǎo)致非線(xiàn)性以及消耗等相關(guān)問(wèn)題，因此，要綜合相干監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)行處理。相干解調(diào)在運(yùn)行中應(yīng)用會(huì)提升整體的靈敏度，其OSNR 的靈敏度也更強(qiáng)。

1.2.2 前向糾錯(cuò)（FEC）

FEC 技術(shù)就是向前糾錯(cuò)技術(shù)手段，利用少許冗余信息實(shí)現(xiàn)對(duì)傳輸過(guò)程中產(chǎn)生的誤碼進(jìn)行檢驗(yàn)以及糾錯(cuò)處理，則可以達(dá)到 降低PSNR 的效果，此種技術(shù)是一種提升系統(tǒng)輸送性能的傳統(tǒng)技術(shù)手段。在本質(zhì)上來(lái)說(shuō)是通過(guò)有效寬帶進(jìn)行冗余度以及信號(hào)中的處理芯片進(jìn)行優(yōu)化，，替換更大的編碼效益。

在其發(fā)展中，為了提升其傳輸距離，增強(qiáng)比波特率，第二代FEC技術(shù)逐漸成熟。隨著IC 技術(shù)的發(fā)展，軟判決第三代技術(shù)也逐漸誕生。PEC 技術(shù)根據(jù)接受信號(hào)的不同處理方式可以分為軟判決譯碼以及硬判決譯碼兩種形式，隨著其編碼冗余度的加大其獲得的編碼增效則更為顯著。

2 .100G OTN 多業(yè)務(wù)承載方案研究

任何技術(shù)在應(yīng)用以及網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中要通過(guò)業(yè)務(wù)發(fā)展作為主要的基礎(chǔ)支撐。在網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，互聯(lián)網(wǎng)是數(shù)據(jù)量漲幅較大的的業(yè)務(wù)，在發(fā)展過(guò)程中通過(guò)云技術(shù)、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)技術(shù)以及超高清技術(shù)等的支持之下，互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)交換傳輸需求逐漸增大。而100G OTN 技術(shù)具有光域傳輸與電域處理的特征，具有較為強(qiáng)大的的組網(wǎng)能力，也可以提供長(zhǎng)距離以及大容量的傳輸能力。

2.1 OTN 承載組網(wǎng)架構(gòu)

根據(jù)不同的位置進(jìn)行布置，OTN 承載設(shè)備可以分為接入、匯聚以及核心設(shè)備。根據(jù)其匯聚設(shè)備的接入方式可以將接入方式劃分為透?jìng)餍砸约胺纸M性?xún)煞N類(lèi)型。

接入?yún)R聚機(jī)房中設(shè)備與設(shè)備部署IP MPLS 三層網(wǎng)絡(luò)功能，可以滿(mǎn)足業(yè)務(wù)處理能力同時(shí)實(shí)現(xiàn)有效拓展，其具有降低設(shè)備復(fù)雜程度，簡(jiǎn)化運(yùn)行維護(hù)的作用。匯聚設(shè)備在接入接入層設(shè)備之間可以基于極簡(jiǎn)組網(wǎng)的理念合理的進(jìn)行鏈接。匯聚設(shè)備作為城域傳送網(wǎng)的邊緣節(jié)點(diǎn)，在接入?yún)R聚機(jī)房或者綜合業(yè)務(wù)接入點(diǎn)的時(shí)候具有戰(zhàn)略地位。根據(jù)綜合業(yè)務(wù)承載的具體需求，可以通過(guò)將WDM/OTN 設(shè)備下沉到此節(jié)點(diǎn)位置上達(dá)到綜合業(yè)務(wù)承載的目的?？季C合分析網(wǎng)絡(luò)規(guī)模以及寬大低需求、距離等多種因素，通過(guò)低成本W(wǎng)DM 技術(shù)進(jìn)行匯聚層的組網(wǎng)。

2.2 基于OTN 的中回傳技術(shù)方案

在中傳以及回傳中對(duì)于承載網(wǎng)的帶寬、組網(wǎng)的靈活性以及網(wǎng)絡(luò)切片等有著嚴(yán)格的要求，二者的要求一致。因此，可以通過(guò)統(tǒng)一的承載方案進(jìn)分析。在實(shí)踐中，為了提升靈活性，降低復(fù)雜度，可以通過(guò)在匯聚節(jié)點(diǎn)中進(jìn)行三層網(wǎng)絡(luò)功能部署，達(dá)到優(yōu)化的目的。接入設(shè)備可以通過(guò)多種方式匯聚到設(shè)備的節(jié)點(diǎn)中。

同時(shí)，通過(guò)增強(qiáng)型OTN 設(shè)備的L1 轉(zhuǎn)發(fā)，應(yīng)用ODU 交叉技術(shù)以及ODUflex 技術(shù)提供的n×1.25Gbit/s 的ODU 通道，則可以實(shí)現(xiàn)無(wú)損靈活的進(jìn)行寬帶優(yōu)化處理。ODUflex 技術(shù)IP MPLS 技術(shù)的有效融合，可以滿(mǎn)足網(wǎng)絡(luò)切片的承載需求。

2.3 基于OTN 的前傳技術(shù)方案

基于OTN 的前傳技術(shù)方案具體如下圖。通過(guò)在5G AAU 站點(diǎn)以及DU 集中點(diǎn)之間實(shí)現(xiàn)點(diǎn)與點(diǎn)之間的連接?？蛻?hù)側(cè)可提供多種接口類(lèi)型，是一種可以支持4G/5G 專(zhuān)線(xiàn)的多業(yè)務(wù)的統(tǒng)一性承載。

圖1 基于OTN 的前傳技術(shù)方案線(xiàn)路側(cè)

基于OTN 的前傳技術(shù)方案在運(yùn)行中相對(duì)來(lái)說(shuō)，OTN 方案可以實(shí)現(xiàn)獨(dú)立部署，在運(yùn)行中并不會(huì)受到無(wú)線(xiàn)廠商的限制與影響。同時(shí)其可以兼容各種無(wú)限網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，可以支持現(xiàn)有的前傳光纖，有效的實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一承載。OTN 方案具有網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃簡(jiǎn)單便捷的優(yōu)勢(shì)，其不同基站之間的部署相對(duì)獨(dú)立，具有快速部署的優(yōu)勢(shì)。

2.4 OTN 承載標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展

在運(yùn)行中為了滿(mǎn)足承載靈活組網(wǎng)等多重要求，基于分組增強(qiáng)型OTN（P-OTN）設(shè)備可以支持以太網(wǎng)、MPLS-TP 分組技術(shù)，增加IP/MPLS 路由轉(zhuǎn)發(fā)功能，達(dá)到提升整體性能的目的。

在今后的發(fā)展中為了有效的降低成本，真正的做到低時(shí)延、低功耗，面向移動(dòng)優(yōu)化以及綜合承載的M-OTN 技術(shù)方案是主要研究的內(nèi)容。

M-OTN 可以在對(duì)現(xiàn)有OTN 映射復(fù)用結(jié)構(gòu)優(yōu)化，簡(jiǎn)化成本的基礎(chǔ)之上，實(shí)現(xiàn)承載組網(wǎng)的不同需求，通過(guò)基于OTN 體系架構(gòu)融入25G 以及50G OTN 接口實(shí)現(xiàn)全面優(yōu)化分析。

在今后的發(fā)展中，為了滿(mǎn)足運(yùn)營(yíng)商對(duì)于綜合業(yè)務(wù)承載的不同需求，達(dá)到降低成本，提升承載服務(wù)質(zhì)量的目的，通過(guò)簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)設(shè)備層級(jí)的方式，滿(mǎn)足其更多的需求。利用增強(qiáng)OTN 設(shè)備路由轉(zhuǎn)發(fā)功能的方式，進(jìn)行OTN 技術(shù)優(yōu)化以，進(jìn)而降低成本的目的。

3 結(jié)束語(yǔ)

隨著產(chǎn)業(yè)鏈以及其發(fā)展規(guī)模的擴(kuò)大，100G OTN 關(guān)鍵技術(shù)作為現(xiàn)階段骨干傳送網(wǎng)絡(luò)中的重要設(shè)備，其具有較為顯著的優(yōu)勢(shì)特征。分析其關(guān)鍵技術(shù)手段，綜合實(shí)際狀況進(jìn)行100G OTN 多業(yè)務(wù)承載方案研究分析，利用其光電交叉的特征優(yōu)勢(shì)，可以為業(yè)務(wù)網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供安全可靠的傳輸平臺(tái)。