梁武
广西壮族自治区通信产业服务有限公司
【摘要】：随着4G/5G移动互联网业务发展迅速，以及乡镇农村家庭宽带业务的大力发展，这些大容量带宽业务对乡镇承载传送网提出了更高的要求，需要将OTN下沉至乡镇层级，以满足乡镇农村大容量业务发展需求。本文主要就乡镇OTN建设部署进行深入研究，以此为大家提供有益参考。
【关键词】：乡镇；OTN；建设；部署；
引言
当前，随着“宽带中国”国家战略的实施，网络带宽普遍提速至100M/200M，各大电信运营商都在大力发展家庭宽带业务，主要建设区域已逐渐从市区县城向乡镇农村和偏远地区转移。同时，4G/5G网络在乡镇大量部署建设，移动通信基站业务逐步IP化，提出了大量FE/GE承载需求，因此，在县乡层面业务承载给传送网带来了巨大挑战。在资源紧张、相对维护困难的乡镇搭建安全稳定、高效的OTN系统，可有效解决各业务网对传输承载的需求，为各业务发展“保驾护航”。可见，探讨乡镇OTN 系统如何搭建及配置尤为重要。
一、OTN概述
OTN，简称光传送网络（Optical Transport Network)，其以波分复用技术为基础，提高了带宽的利用，又具传统SDH网络特性，具有电路调度、组网的灵活性和强大的保护能力。它作为光层组织网络的传送网，是新一代的骨干传输网[1]。在光网络结构上，OTN可分为光通道层(OCH)、光复用段层(OMS )和光传送段层(OTS)。OTN综合了SDH的优点和DWDM的带宽可扩展性，集传送和交换能力于一体，它的核心是波分复用技术，可以把不同波长的光信号复用到一根光纤中进行传送。OTN主要特点是大容量、长距离、高速率传输，能够实现多子波长业务调度，为承载业务提供多数量、大容量、多重保护的传输通道，可节省大量的光纤资源，能够满足多层次业务的承载需求。电层方面，0TN保留了许多SDH的优点，如多类型业务配置、故障快速定位、自动保护倒换等。同时，OTN扩展了新的能力，例如提供大颗粒的10G、40G、100G等业务的透明传送。
二、OTN在乡镇部署的意义
以往，OTN网络主要部署在县城及以上层级，伴随乡镇农村家庭宽带业务和IP化4G基站的快速发展，需要将OTN下沉至乡镇层级，以满足乡镇、农村的大容量业务发展需求。而OTN以其特有的优势，在乡镇部署建网是当前业务发展的必然趋势。
1、系统容量大，可实现乡镇全业务传送。以往原有乡镇网络采用光纤直连的方式，业务模式比较单一，一根光纤只能承载一种业务，而乡镇波分系统可提供多业务、大容量的传输平台，通过波分复用技术使不同信号的光波长能在同一根光纤中传输。对于4G基站业务，OTN可以实现边缘汇聚点GE/10GE上行接入承载，并提供波道给PTN或IP RAN，实现PTN/IP RAN对基站业务进行二次承载。对于乡镇大客户FE/GE专线业务，可直接接入到OTN，实现大带宽、高可靠性传送保障。因此，在乡镇部署OTN网络，可实现对乡镇各类业务的接入和承载。随着乡镇OLT从支局逐渐下沉至接入网点、社区机房、行政村及至自然村，通过布局县城、乡镇（简称县乡）OTN网络，可以构建从OLT到BRAS/SR的承载网，在实现GE/10GE业务高效接入、满足带宽提速需求的同时，能实现高可靠的光层1+1保护、电层子波长保护[2];
2、可实现县乡远距离传送。乡镇地域分布广，地形复杂，且距离县局较远，从几公里到几十公里不等。县乡光缆网经常维护不到位，断纤情况频繁，光纤损耗偏大。乡镇部署OTN网络，通过智能光放大器可放大增益，环路传输距离可达到600KM，单跨可达100KM。通过在乡镇部署OTN网络，可使各乡镇之间、乡镇与县局之间实现网络互通，满足县乡之间长距离传送需求；
3、可节约光纤资源。县乡边缘层光缆多以12芯、24芯为主，是宝贵的传送网资源。为满足县乡SDH环路组网、分组环路组网、三层交换机直连、部分大客户上联、OLT业务承载上联等需求，各种业务已占用大量光纤芯数，致使边缘层光缆网资源紧缺。为了节省网络建设成本，提高县乡间光纤利用率，在县乡之间建设部署OTN网络，可实现单纤40波复用，从而大大提高光纤利用效率，节约大量县乡光纤资源；
4、可使业务得到可靠保护。OTN网络采用多种方式进行业务保护，以确保所承载业务的安全可靠。常用保护方式包括客户侧1+1保护、ODUk保护、光波长保护、线路1+1保护等，保护倒换时间均小于50ms，满足电信级要求;
5、可提高网络运维效率，节省运维成本。随着网络设备日益复杂，技术更新换代快，乡镇农村运维工作量大，技术能力薄弱，地处偏远故障定位慢，难以实现高效维护。而OTN网络具有智能网管功能，可实现端到端业务开通，操作简单快速，并能够提供带内电监控信道ESC和带外光监控信道OSC，可实现对业务的实时监控。同时通过电调可变光衰减器实现网管远程光功率调节，无需站点调整，大大节约运维成本。
三、乡镇OTN建设部署策略
1、建设部署思路
乡镇OTN建设部署应以业务需求为导向，结合业务网组网架构和业务流向，统筹考虑现有光缆资源、机房条件以及总体建设成本等因素，依托乡镇接入主干光缆环路进行部署。对于OLT节点，传输网的汇聚节点，以及PON、SDH、PTN、大客户专线等有大颗粒业务需求的综合接人节点，可以优先考虑建设OTN。数据专业汇聚节点下沉的乡镇节点，可以同期考虑建设OTN设备。为确保业务承载安全性，组网方式应以环路为主，整体建设方案应能满足未来乡镇及以上层面各速率业务需求。考虑承载效率和建设成本，OTN部署应以重点乡镇为中心，通过光缆辐射周边乡镇，同时，OTN系统环上节点一般控制在7个以内（含县城节点），环长度在200km以内。
2、OTN系统网络配置
（1）网络架构：县到乡镇0TN系统应依托县局双节点和乡镇节点进行搭建，网络结构以环为主，不具备光缆路由的乡镇节点可以采用支链接入。乡镇OTN系统主要承载OLT上联至县城BRAS的电路，家庭宽带业务按照行政区域进行归属划分，本县城内的乡镇/农村OLT需要上联至其所归属的县城的BRAS[3]。
（2）网络容量。如果乡镇节点初期业务需求不超过50GB，考虑到建设成本，初期可建设40波×10GB系统，但应具备随时平滑升级至80波×100GB系统的能力；若中期业务需求超过50GB，可规划初期建设80波×10GB系统或80波×100GB系统。
（3）业务调度能力：县乡OTN系统位于汇聚层面，乡镇节点主要是小颗粒的业务接入，县局节点主要是大量小颗粒业务的汇聚和调度，因此县到乡OTN系统应配置ODUk电层调度，县局节点应具备光层级别的波长调度能力，便于与不同网络层面对接。
（4）波长转换器选择：县局节点采用支线路分离OTU，便于业务的交义调度；乡镇节点可采用支线路合一的光转换单位，节省设备槽位，支路侧提供FE／GE／10GE等多种接入端口，便于接入多类型业务[4]。
（5）波道配置：乡镇与县局双节点之间开通点对两点的直通波道，对于业务需求较小的乡镇，可以共享一个波道，但环上所有节点就不要都共享波道，原因是多节点共享波道导致乡镇节点配置的带宽减少， OTN设备槽位却没有减少占用，而且环上单个节点业务割接调整，整个系统所有节点都会受到影响。网络建设初期，乡镇节点波道原则上按照最多三年的业务需求进行配置。
（6）监控能力：由于县乡光缆架空路由段落较多，线路故障率较高，可采用具有EOTDR功能的监控板，便于维护监测衰耗。
3、承载节点部署
（1）县城节点部署。县乡OTN网络县城节点为该县所有乡镇业务汇聚节点，应部署在面积较大、安全性较高、电源配套齐全、业务调度集中的自有产权机房，这类机房一般是县城的汇聚机房。初期数据网设备在县城只部署一个节点，县乡OTN匹配数据网的部署在县城只部署一个节点。数据网设备已覆盖两个节点机房或县城第二节点机房有业务需求的，县乡OTN可按业务需求规划一次性覆盖两个节点。为保障传输网电路安全，应考虑在县局设置双节点，县局节点机房与市到县OTN节点为同一局址，与IP承载网网络数据交换机、BRAS节点设置同局址，是全县业务出口的重要节点机房；（2）乡镇节点部署。为了全业务按入的需要，一般将重点乡镇设置为一个综合业务接入区，在综合业务接入区内设置OLT 收容和汇聚该乡镇的有线宽带业务，乡镇OTN节点机房的选取应与OLT节点机房保持一致，该OTN节点可收敛周边2～3个未部署OTN乡镇的业务。对于较大的乡镇，若该乡镇内设置有多个OLT机房，可考虑选取其中机房条件和光缆路由较好的一个机房作为OTN节点，其余OLT节点可以通过分组系统或光纤直连方式接入同一乡镇有OTN节点的机房。对于有线宽带用户业务较密集的非乡镇，比如乡镇工业园、开发区，以及新农村聚集区，若OLT上联业务需求超过4GE，同时有线宽带用户发展潜力较大，可考虑设置为OTN节点。
4、业务对接方案
若BRAS及数据交换机已下沉至县局，乡镇0LT上联电路直接连接至县局终端，县乡OTN系统与县局数据交换机可以采用如下两种对接方式：第一种是10GE／GE业务端口对接；第二种是分组化支路板卡对接。采用第一种方式，数据交换机与OTN系统端口需要一一对应，配置的端口较多，而且随着业务升级，会造成大量端口浪费。采用第二种方式，分组化支路板卡起到端口收敛汇聚的作用，节省了较多的低速率端口，当然也可以与BRAS设备直接对接，省去了数据交换机。实际工程部署应用中，可根据设备选型和集采结果，选择分组化支路板进行业务对接。若BRAS仍在市局核心机房，县乡波分系统需要连接至市到县波分系统进行对接，或采用光层级别的波长调度。
5、保护方式选取
县乡OTN系统对承载业务一般不采用保护，对于安全性较高的路由段落、特殊的业务承载需求，县乡OTN系统可以从业务特点、成本造价以及管理维护等进行比较，选取最优保护方式。通常，OTN系统可以采用ODUk-SNCP保护、客户侧1+1保护和光线路侧保护等多种保护方式。（1）ODUk-SNCP保护：保护配置比较简单，不需要倒换协议，倒换时间短，不会影响后期扩波，维护方便，但线路侧OTU板使用较多，成本相对较高；（2）客户侧1+1保护：在支路侧使工作和保护两个OTU，双发选收，实现重要业务的保护，倒换速度快，稳定可靠；（3）光线路侧保护：在系统光层外设置光开关器件，配置两条光缆路由，光通路双发选收，实现光缆层面的保护。
6、设备选型
县局OTN节点的光通道较多，需要处理大量的业务调度和终端，一般采用光电分离的大容量OTN设备，以便具备大容量的交叉调度能力。乡镇通常只有两个光通道方向，终端的业务较少，而且乡镇节点机房普遍面积较小、电源条件较差，可以考虑采用容量较小的紧凑型OTN设备，比如可用配置8-16波系统，其业务板卡集成度高，设备功耗低，还可节省机房空间。0TN系统设备类型一般不宜超过两种，设备要求简单易用，运维简单，业务易开通，不同设备类型应支持混合组网。县局0TN节点可以采用以下两种光电调度配置策略：一是不共电交叉方式，波道业务交叉不跨机架，缺点是机位占用较多；二是共电交叉方式，波道业务需跨机架调度，可以减少机架数量，节省机房空间。实际工程部署中，县局、乡镇0TN节点可以根据机房间、配套条件以及管理维护需要，选择其中一种光电调度策略进行设备部署。
四、结语
总之，OTN能够以高效安全、低成本来承载全业务，满足了大带宽和低时延的业务承载要求，得到了各大电信运营商的广泛认可。在乡镇建设部署OTN系统时，应结合业务需求特点、设备造价，以及管理维护等多方面因素，制定和选取合适的建设部署策略。
【参考文献】
[1]高玉伟 张峰瑜 周华清.OTN技术在县乡传输网中的应用[J]中国有线电视.2017（11）
[2]刘雁斌 邓泽荣.OTN技术在在边缘接入的应用研究[J]邮电设计技术.2013（04）
[3]陈文悦 陈毓能 陈骋 张廷静.乡镇OTN规划及组网架构分析[J]电信科学．2020（02）
[4]李娴.浅谈县乡波分(OTN)的建设方案[J]信息通信．2015（08）