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摘要：伴随着“互联网+”战略实施，过去的100G-OTN系统已经无法满足网络业务传输需求。在对400G-OTN技术展开分析的基础上，本文结合省干线组网需求提出了组网建设思路，通过分析比较发现双载波方案适用于省干线，并结合不同应用场景对网络部署方法进行了探讨，为关注这一话题的人们提供参考。
关键词：400G-OTN技术；省内干线；网络部署
引言
开展新型网络业务，使用的网络需要达到较高宽带容量要求。在400G-OTN技术能够商用的背景下，各地传输网开始由100G-OTN向400G-OTN演进，满足高清视频、移动网络等业务开展需要。为保证400G-OTN技术得到科学应用，还要加强技术应用分析，结合具体应用需求进行网络部署分析，以推动400G的健康发展。
1 400G-OTN技术概述
400G-OTN技术是在100G-OTN基础上提出的，对其关键技术、器件进行了继承，能够对同一产业链和技术平台进行共享。采用密度最高的单芯片4x100G OTN处理器，400G-OTN系统的应用能够使网络端口功率得到减少，为SDN加密传输提供支持。而100G-OTN系统单波道传输率仅能达到100Gb/s，提高频谱效率需要牺牲传输距离。采用400G-OTN技术，能够通过调整载波数和采用相应调制技术满足不同场景应用需求。因此相较于100G-OTN，400G-OTN拥有更大容量，同时能够满足安全性、灵活性等要求。应用400G-OTN，目前主要可以采取单载波、双载波和四载波方案，即400G PDM-32QAM、200G PDM-16QAM、100G PDM-QPSK。在400G PDM-32QAM方案中，依靠50GHz栅格进行400Gb/s信号传输，单个载波需要完成400G波道建设，但受技术限制成本较高，具有一定实现难度，传输距离不超200km[1]。采用双载波方案，利用PDM-16QAM格式进行调试，并采用Nyquist、灵活格栅等技术降低单载波频谱，因此系统只需占用75GHz频谱宽带。由于调试格式达到高阶，需要达到更高OSNR容限，使单波道传输效率有所提高，但传输距离最大不超640km。100G PDM-QPSK利用4个载波共同承载400Gb/s信号，各载波采用Nyquist方式复用，频谱宽度在120-150GHz之间。由于该方案对现有100G-OTN系统实施重用，可以维持原本传输距离。从实践应用角度来看，四载波方案目前尚缺乏实用性，而单载波主要适用于中短距离干线和大容量数据中心互联等，双载波适用于中长干线。
2 400G-OTN技术在省内干线组网中的应用
2.1组网需求
某省在干线组网方面，建设6个超100G的OTN平面，划分为骨干环和长途环。其中，骨干环包含6个省级核心节点，配置电层集群交叉，确保能够与长途环的4个独立系统实现不同颗粒业务对接。目前，长途环配置的独立系统，均采用高密度100G波道传输技术，各核心节点也均设置有不同支路侧端口，确保业务调度上行需求得到满足。因此在骨干环建设方面，需要做到合理部署，以便使各节点达到400G传输能力要求。
2.2组网思路
如图1所示，为省干传输网结构。采用环网结构进行组网建设，并配置成熟OTN设备，能够使OTN平面拥有较强的电交叉能力，使新建的网络无需进行色散和PMD补偿，能够使OTN系统设计得到简化。实际在省干线组网方面，需要考虑到省内业务拥有复杂流向，同时带宽发展速度快，未来将频繁变更，因此核心节点需要频繁用于业务调度。为此，还要配置交叉容量较大的OTN设备，并在网络汇聚和边缘层节点位置部署容量中等设备。从业务调整、开通角度来看，还要做好线路侧波道资源规划，确保设备能够满足ODU0/1/2/3等要求。路由器则采用以太网接口，能够利用OTN进行封装，满足数据远距离传送需求。针对支路侧端口，可以实现IP化处理，使低速率业务得到收敛，在降低组网成本的同时，实现与RAN的顺利对接，为干线维护提供便利。针对骨干网，还应实施复用段保护，以便使网络业务的可靠性得到保证。而在具体进行复用段保护配置中，则要结合应用场景需求对不同调制格式下的系统传输能力进行分析，通过合理组网使系统路由性能得到保证。
2.3方案选择
按照上述思路，应用400G-OTN技术进行省干线组网，还要合理进行调制技术选用。具体来讲，可以将网络应用场景划分为城域、骨干两类，各自加强高阶调制技术应用。其中，城域网建设还应采用单载波方案，实现16QAM调制。在骨干网建设中，还应采用双载波方案，完成多种调制方式配置。具体来讲，就是分别采用16QAM、8QAM和QPSK调制方案，能够使网络波特率分别达到32、43和64，频率效率分别达到5.33、4和2.66bit/s/Hz。采用G.652光纤，实施EDFA放大，网络无电中继距离分别能够达到500、1000和1200km。相比较而言，采用16QAM调制技术的方案实现较为容易，而采用8QAM技术具有一定实现难度，采用QPSK实现难度较大。采用该技术，需要配备的光器件拥有较高波特率，但现有技术依然不够成熟。因此从技术性、经济性等多角度进行考量，在骨干网建设中以16QAM和8QAM方案为主，实践应用过程中需要结合场景进行选择。在确定调制方案的基础上，还要结合不同业务需求提出相应保护措施，保证网络安全性和可靠性。实际针对OLT和交换机上层链路开展的业务，考虑到具有一定重要性，还应实施ODUkSNCP保护。针对IDC、BRAS等重要线路，还应在客户侧采取1+1保护措施。针对SDH等业务，可以结合网络架构实施环网保护。在业务安全等级不高的情况下，则无需提供电层保护。
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图1 省干传输网结构
2.4网络部署
在网络部署阶段，采用400G-OTN技术需要结合应用场景业务量和颗粒度等因素实现进一步划分。从省干传输网的业务传输距离上来看，骨干网总的传输距离在200km以内。针对该范围内的PTN系统，还应认识到不仅需要完成大量业务传输，同时拥有复杂的颗粒度，还要进行400G波道部署。针对各骨干节点，需要先完成集群交叉布置，确保业务量能够得到透传，并且能够与长途传输网顺利对接。长途传输网拥有较大传输距离，单个OTN系统的业务传输就能超出200km范围，能够对各类颗粒度的业务进行承载[2]。在网络配置上，可以采取高密度100G波道。需要与骨干网进行转接，还应在电层完成多个侧端口配置，使上行的业务调度需求得到满足。在骨干网建设过程中，部分区域业务颗粒度适中，但是存在业务量集中爆发的情况。针对这类应用场景，还应结合业务传输距离、电路局向等因素进行400G波道部署。在实现电层交叉配置的基础上，还应利用散节点使业务量得到分散，以免骨干节点因承载业务量过大而导致其他节点资源浪费。在散节点布置上，可以采用高密度100G波道，结合业务情况进行侧端口配置，满足实际应用需求。此外，针对业务量和颗粒度均较小的情况，还应结合全网升级改造需求进行光电层设备的部署。在采用100G波道的同时，尽管无需考虑电层交叉问题，但还应确保设备拥有能够升级400G的能力，并适当完成侧端口部署，为后续网络升级奠定良好基础。
结论
综上所述，相较于100G-OTN系统，400G-OTN技术拥有更高传输效率，能够为OTN系统提供大容量带宽，实现业务的灵活调度，使网络扩展需求得到满足。实际在省干线中应用400G-OTN技术，还要结合骨干网和长途传输网不同业务量、颗粒度情况进行网络部署，将双载波当成是主要方案，结合不同应用场景进行集群交叉、光电设备等各方面部署，满足网络建设发展需求。
参考文献
[1]罗志刚,杨衡.400GOTN应用技术分析及系统建设实践[J].通信电源技术,2019,36(12):194-195.
[2]于立华,杨永忠.400GOTN关键技术[J].电子技术与软件工程,2018 (19):33.