1 引言

有線寬帶是中國(guó)移動(dòng)城域傳送網(wǎng)所承載的一種重要業(yè)務(wù)。有線寬帶一般包括上網(wǎng)業(yè)務(wù)和視頻業(yè)務(wù)，視頻業(yè)務(wù)正在由標(biāo)清、高清將向4K、8K、VR/AR方向發(fā)展，單戶接入帶寬需求逐步提升，引起PON網(wǎng)絡(luò)接入帶寬由幾十M向幾百兆、千兆發(fā)展。同時(shí)，新視頻業(yè)務(wù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)時(shí)延要求也越來(lái)越高，比如4K、8K視頻業(yè)務(wù)，要求的網(wǎng)絡(luò)時(shí)延不超過(guò)20 ms，VR、AR要求的網(wǎng)絡(luò)時(shí)延不超過(guò)15 ms。低時(shí)延業(yè)務(wù)會(huì)要求信源至終端距離越來(lái)越短，以及網(wǎng)絡(luò)中減少設(shè)備轉(zhuǎn)接次數(shù)，從而降低業(yè)務(wù)端到端時(shí)延。大帶寬、低時(shí)延是有線寬帶業(yè)務(wù)的主要承載訴求。面對(duì)這一訴求，城域傳送網(wǎng)如何打造高效、可靠的縣到鄉(xiāng)匯聚網(wǎng)絡(luò)，是當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中需要考慮的重點(diǎn)問(wèn)題。

2 縣到鄉(xiāng)OTN系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)定位

2.1 必要性分析

縣到鄉(xiāng)匯聚層面可選擇PTN技術(shù)和OTN兩種技術(shù)來(lái)部署。PTN系統(tǒng)是一個(gè)彈性的網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延與PTN設(shè)備負(fù)載率有較大關(guān)聯(lián)，若PTN系統(tǒng)負(fù)載率越大，PTN設(shè)備帶來(lái)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延就越高。面對(duì)突發(fā)的數(shù)據(jù)流量，會(huì)帶來(lái)PTN設(shè)備負(fù)荷較大，引起端到端時(shí)延增加，從而影響用戶感知。OTN提供基礎(chǔ)傳輸管道，業(yè)務(wù)通過(guò)OTN光路一跳直達(dá)目的地，傳輸路徑持續(xù)時(shí)延相對(duì)較小。因而縣到鄉(xiāng)層面建設(shè)OTN系統(tǒng)不僅能解決縣到鄉(xiāng)傳輸系統(tǒng)的大帶寬需求，而且能降低縣鄉(xiāng)層面的傳輸時(shí)延。

2.2 網(wǎng)絡(luò)定位

縣到鄉(xiāng)OTN系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)分層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的思路，與市到縣OTN系統(tǒng)、PTN以及SDH系統(tǒng)相對(duì)獨(dú)立，做到網(wǎng)絡(luò)層次分明，系統(tǒng)容量能滿足較長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)業(yè)務(wù)承載需要。網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)參考如圖1所示。

圖1 縣鄉(xiāng)OTN網(wǎng)絡(luò)定位圖

與PTN網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同：縣到鄉(xiāng)PTN系統(tǒng)主要承載無(wú)線基站接入和GE以下小顆粒專線接入業(yè)務(wù)，OTN和PTN網(wǎng)絡(luò)有不同的業(yè)務(wù)承載定位。光纜距離較長(zhǎng)的路由段落，不適宜搭建PTN系統(tǒng)，可采用OTN波道開(kāi)通PTN直達(dá)通道。

與SDH網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同：SDH網(wǎng)絡(luò)目前主要承載TDM接口的專線接入業(yè)務(wù)，為減少運(yùn)營(yíng)成本并降低設(shè)備能耗，可逐步將客戶從SDH網(wǎng)絡(luò)遷移到PTN或OTN網(wǎng)絡(luò)，但應(yīng)降低用戶感知。

根據(jù)縣到鄉(xiāng)的業(yè)務(wù)需求分類，縣到鄉(xiāng)OTN系統(tǒng)主要承載PON網(wǎng)絡(luò)OLT上聯(lián)業(yè)務(wù)和GE以上專線接入業(yè)務(wù)，同時(shí)也應(yīng)用于光纜纖芯資源不足場(chǎng)景。

3 建設(shè)原則及策略

3.1 節(jié)點(diǎn)選擇

3.1.1 縣局節(jié)點(diǎn)

選擇自有機(jī)房，作為全縣業(yè)務(wù)調(diào)度、匯聚的重要節(jié)點(diǎn)。為保障傳輸網(wǎng)電路安全，應(yīng)考慮縣局設(shè)置雙節(jié)點(diǎn)；縣局節(jié)點(diǎn)機(jī)房與市到縣OTN節(jié)點(diǎn)為同一局址，與CMNET網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換機(jī)、BRAS節(jié)點(diǎn)設(shè)置同局址，是全縣業(yè)務(wù)出口的重要節(jié)點(diǎn)機(jī)房。機(jī)房可利用面積較大，電源等配套條件較好。

3.1.2 鄉(xiāng)鎮(zhèn)節(jié)點(diǎn)

（1）為了全業(yè)務(wù)接入的需要，一個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)設(shè)置為一個(gè)綜合業(yè)務(wù)接入?yún)^(qū)，綜合業(yè)務(wù)接入?yún)^(qū)內(nèi)設(shè)置OLT收容和匯聚該鄉(xiāng)鎮(zhèn)有線寬帶業(yè)務(wù)，鄉(xiāng)鎮(zhèn)OTN節(jié)點(diǎn)的選取與OLT節(jié)點(diǎn)應(yīng)保持一致；對(duì)較大的鄉(xiāng)鎮(zhèn)，若設(shè)置有多個(gè)OLT機(jī)房，可考慮機(jī)房條件、光纜路由較好的機(jī)房作為OTN節(jié)點(diǎn)，其余OLT節(jié)點(diǎn)可以通過(guò)PTN系統(tǒng)或光纖直連方式接入OTN系統(tǒng)。

（2）對(duì)有線寬帶用戶等業(yè)務(wù)較密集的非鄉(xiāng)鎮(zhèn)節(jié)點(diǎn)，比如鄉(xiāng)鎮(zhèn)工業(yè)園、開(kāi)發(fā)區(qū)及新農(nóng)村聚集區(qū)，若OLT上聯(lián)需求超過(guò)4個(gè)GE，同時(shí)有線寬帶發(fā)展?jié)摿^大，可考慮設(shè)置為OTN節(jié)點(diǎn)。

（3）對(duì)于未來(lái)具有較大業(yè)務(wù)發(fā)展?jié)摿Φ膮^(qū)域，可以考慮作為OTN規(guī)劃預(yù)留節(jié)點(diǎn)，隨著業(yè)務(wù)發(fā)展和接入需要，后期納入縣鄉(xiāng)OTN系統(tǒng)。

3.2 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)配置

網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：縣到鄉(xiāng)OTN系統(tǒng)應(yīng)依托縣局雙節(jié)點(diǎn)和鄉(xiāng)鎮(zhèn)節(jié)點(diǎn)搭建，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以環(huán)形為主，光纜路由不具備的鄉(xiāng)鎮(zhèn)節(jié)點(diǎn)可以采用支鏈接入。縣鄉(xiāng)OTN環(huán)上為4～8個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)節(jié)點(diǎn)為宜。

網(wǎng)絡(luò)容量：鄉(xiāng)鎮(zhèn)節(jié)點(diǎn)3年內(nèi)業(yè)務(wù)需求不超過(guò)50G，考慮到建網(wǎng)成本，初期可建設(shè)40波×10G系統(tǒng)，但應(yīng)具備平滑升級(jí)到80波×100G系統(tǒng)的能力；若三年內(nèi)業(yè)務(wù)需求超過(guò)50G，可規(guī)劃初期建設(shè)80波×10G系統(tǒng)或80波×100G系統(tǒng)。

調(diào)度能力：縣到鄉(xiāng)OTN系統(tǒng)位于匯聚層面，鄉(xiāng)鎮(zhèn)節(jié)點(diǎn)主要是小顆粒的業(yè)務(wù)接入，縣局節(jié)點(diǎn)主要是大量小顆粒業(yè)務(wù)的匯聚和調(diào)度，因此縣到鄉(xiāng)OTN系統(tǒng)應(yīng)配置ODUk電層調(diào)度，縣局節(jié)點(diǎn)宜具備光層級(jí)別的波長(zhǎng)調(diào)度能力，便于與不用網(wǎng)絡(luò)層面之間對(duì)接。

波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器選擇：縣局節(jié)點(diǎn)采用支線路分離OTU，便于業(yè)務(wù)的交叉調(diào)度；鄉(xiāng)鎮(zhèn)節(jié)點(diǎn)可采用支線路合一OTU，節(jié)省設(shè)備槽位，支路側(cè)提供FE/GE/10GE等多種接入端口，便于接入多類型業(yè)務(wù)。

波道配置：鄉(xiāng)鎮(zhèn)與縣局雙節(jié)點(diǎn)之間開(kāi)通點(diǎn)對(duì)兩點(diǎn)的直通波道，業(yè)務(wù)需求較小的鄉(xiāng)鎮(zhèn)可以共享一個(gè)波道，但不建議采用環(huán)上所有節(jié)點(diǎn)共享波道方式，原因是多節(jié)點(diǎn)共享波道導(dǎo)致鄉(xiāng)鎮(zhèn)節(jié)點(diǎn)配置的帶寬減少，但OTN設(shè)備槽位并沒(méi)有減少占用，而且環(huán)上單個(gè)節(jié)點(diǎn)業(yè)務(wù)割接調(diào)整，整個(gè)系統(tǒng)所有節(jié)點(diǎn)都會(huì)受到影響。網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期鄉(xiāng)鎮(zhèn)節(jié)點(diǎn)波道原則上按照不超過(guò)3年的業(yè)務(wù)需求進(jìn)行配置。承載的業(yè)務(wù)通過(guò)東西向波道直達(dá)縣局兩個(gè)節(jié)點(diǎn)。

監(jiān)控能力：由于縣鄉(xiāng)匯聚層光纜架空路由段落較多，線路故障率較高，可采用具有eOTDR功能的監(jiān)控板卡，便于管理維護(hù)衰耗、OSNR等指標(biāo)。

3.3 業(yè)務(wù)對(duì)接方案

若BRAS及數(shù)據(jù)交換機(jī)已下沉至縣局，鄉(xiāng)鎮(zhèn)OLT上聯(lián)電路直接在縣局終端，縣鄉(xiāng)OTN系統(tǒng)與數(shù)據(jù)交換機(jī)可以采用如下兩種方式：(1) 10GE/GE業(yè)務(wù)端口對(duì)接；(2)分組化支路板卡對(duì)接。采用第一種方式，數(shù)據(jù)交換機(jī)與OTN系統(tǒng)端口需要一一對(duì)應(yīng)，配置的端口較多，而且隨著業(yè)務(wù)升級(jí)，會(huì)造成大量端口浪費(fèi)；采用第二種方式，分組化支路板卡起到端口收斂匯聚的作用，節(jié)省較多的低速率端口，也可以與BRAS設(shè)備直接對(duì)接，省去數(shù)據(jù)交換機(jī)這一層面。實(shí)際應(yīng)用中可根據(jù)設(shè)備選型和集采結(jié)果，選擇分組化支路板卡進(jìn)行業(yè)務(wù)對(duì)接。

若BRAS仍在市局核心機(jī)房，縣鄉(xiāng)波分系統(tǒng)與市到縣波分系統(tǒng)需要對(duì)接，同上分析，可采用分組化端口與市到縣OTN系統(tǒng)層面對(duì)接，或采用光層級(jí)別的波長(zhǎng)調(diào)度。

對(duì)于大多數(shù)鄉(xiāng)村OLT的承載，由于業(yè)務(wù)量較小，OLT上聯(lián)鏈路帶寬多為N＊GE，可以采用PTN收斂匯聚后通過(guò)OTN承載。

縣鄉(xiāng)OTN系統(tǒng)業(yè)務(wù)承載方式如圖2所示。

3.4 保護(hù)方式選取

OTN系統(tǒng)可以采用ODUk-SNCP保護(hù)、客戶側(cè)1+1保護(hù)和光線路側(cè)保護(hù)(OLP)等多種保護(hù)方式。

ODUk-SNCP保護(hù)：保護(hù)配置比較簡(jiǎn)單，不需要倒換協(xié)議，倒換時(shí)間短，不會(huì)影響后期擴(kuò)波，維護(hù)方便，但線路側(cè)OTU板卡使用較多，成本相對(duì)較高。

客戶側(cè)1+1保護(hù)：在支路側(cè)使用工作和保護(hù)兩個(gè)OTU，雙發(fā)選收，實(shí)現(xiàn)重要業(yè)務(wù)的保護(hù)，倒換速度快，穩(wěn)定可靠。

光線路側(cè)保護(hù)(OLP)：在系統(tǒng)光層外設(shè)置光開(kāi)關(guān)器件，配置兩條光纜路由，光通路雙發(fā)選收，實(shí)現(xiàn)光纜層面的保護(hù)。

圖2 縣鄉(xiāng)OTN業(yè)務(wù)承載示意圖

縣到鄉(xiāng)OTN系統(tǒng)對(duì)承載業(yè)務(wù)一般不采用保護(hù)，但對(duì)于安全性較高的路由段落、特殊的業(yè)務(wù)承載需求，縣到鄉(xiāng)OTN系統(tǒng)可以從業(yè)務(wù)特點(diǎn)、成本造價(jià)以及管理維護(hù)便利等方面，選取最優(yōu)保護(hù)方式。

3.5 設(shè)備選型建議

縣局節(jié)點(diǎn)的光通道較多，需要處理大量的業(yè)務(wù)調(diào)度和終端，機(jī)房面積、電源條件較好，應(yīng)采用光電分離的大容量OTN設(shè)備，具備大容量的交叉調(diào)度能力；鄉(xiāng)鎮(zhèn)一般只有2個(gè)光通道方向，終端的業(yè)務(wù)較少，而且鄉(xiāng)鎮(zhèn)節(jié)點(diǎn)機(jī)房面積、電源條件較差，可以采用容量較小的緊湊型OTN設(shè)備，業(yè)務(wù)板卡集成度高，電源功耗小。OTN系統(tǒng)可以根據(jù)業(yè)務(wù)需求以及機(jī)房條件靈活選擇設(shè)備類型，但為了管理維護(hù)需要，設(shè)備類型不宜超過(guò)兩種，不同設(shè)備類型應(yīng)支持混合組網(wǎng)。

縣局節(jié)點(diǎn)可以采用以下兩種光電調(diào)度配置策略：(1)不共電交叉方式，波道業(yè)務(wù)交叉不跨機(jī)架，缺點(diǎn)是機(jī)位占用較多；(2)共電交叉方式，波道業(yè)務(wù)需跨機(jī)架調(diào)度，可以減少機(jī)架數(shù)量，節(jié)省機(jī)房空間。如圖3所示。

根據(jù)以上兩種配置策略，參考某廠家設(shè)備類型，可得出參考模型表1?？h局、鄉(xiāng)鎮(zhèn)節(jié)點(diǎn)可以根據(jù)機(jī)房空間、配套條件以及管理維護(hù)需要，選擇一種光電調(diào)度配置策略進(jìn)行設(shè)備部署。

圖3 縣局節(jié)點(diǎn)光電調(diào)度配置圖

表1 設(shè)備選型參考表

4 結(jié)束語(yǔ)

在視頻業(yè)務(wù)高速發(fā)展的需求驅(qū)動(dòng)下，城域傳送網(wǎng)需要滿足大帶寬和低時(shí)延的業(yè)務(wù)承載要求，縣到鄉(xiāng)層面采用OTN技術(shù)是必然選擇。縣到鄉(xiāng)OTN系統(tǒng)的規(guī)劃，需要結(jié)合業(yè)務(wù)需求特點(diǎn)、設(shè)備造價(jià)及管理維護(hù)等多方面因素，制定和選取合適的建設(shè)策略。