新一代數(shù)字傳送和光傳送體系OTN,結(jié)合了光域和電域處理的優(yōu)勢,提供巨大的傳送容量、完全透明的端到端波長/子波長連接以及電信級的保護(hù),是傳送寬帶大顆粒業(yè)務(wù)最優(yōu)的技術(shù)。
寬帶和All IP推動傳送網(wǎng)的變革
眾所周知,傳統(tǒng)的傳送網(wǎng)是基于語音業(yè)務(wù)而設(shè)計和優(yōu)化的,它提供2M、155M業(yè)務(wù)的匯聚,具備分插復(fù)用、交叉連接、管理監(jiān)視以及自動保護(hù)倒換等功能。隨著寬帶業(yè)務(wù)的發(fā)展,特別是VoIP、VOD、IPTV對帶寬的巨大需求,原有傳送網(wǎng)越來越難以負(fù)擔(dān)Multi-Play時代對大顆粒業(yè)務(wù)高效率、低成本傳送的需求,而傳統(tǒng)的WDM設(shè)備,只是擴(kuò)展了線路的容量,節(jié)省了光纖端口,不具備端到端的業(yè)務(wù)提供能力。低的傳送效率和復(fù)雜的維護(hù)管理限制了WDM(波分復(fù)用)設(shè)備在城域光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。
All IP的演進(jìn)趨勢對傳送網(wǎng)的需求,在業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)接口方面的變化表現(xiàn)得更為直接:傳送網(wǎng)的業(yè)務(wù)接口從先前的2M、155M業(yè)務(wù)接口演化到目前的FE、GE、10GE等接口,Ether-net已經(jīng)成為具有支配地位的網(wǎng)絡(luò)接口。
在引入GFP(通用成幀規(guī)程)和數(shù)字包封技術(shù)之后,傳統(tǒng)傳送網(wǎng)能夠適配IP/Ethernet業(yè)務(wù),但對于大顆粒的Ethernet和FC(Fiberchannel)業(yè)務(wù),基于VC4的業(yè)務(wù)適配使解決方案缺乏效率和成本方面的優(yōu)勢。隨著GE、10GE等大顆粒業(yè)務(wù)的增多,傳統(tǒng)面向語音業(yè)務(wù)的傳送網(wǎng)越來越力不從心,海內(nèi)外領(lǐng)先的運(yùn)營商開始規(guī)劃部署滿足大顆粒業(yè)務(wù)傳送需求的新一代寬帶傳送網(wǎng)。
OTN成為寬帶傳送網(wǎng)的架構(gòu)技術(shù)
OTN,通常也稱為OTH(Optical Transport Hierarchy),是通過G.872、G.709、G.798等一系列ITU-T的建議所規(guī)范的新一代“數(shù)字傳送體系”和“光傳送體系”。
從居于核心地位的G.709協(xié)議中可以看出,OTN跨越了傳統(tǒng)的電域(數(shù)字傳送)和光域(模擬傳送),成為管理電域和光域的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。換言之,OTN處理的基本對象是波長級業(yè)務(wù),將傳送網(wǎng)推進(jìn)到真正的多波長光網(wǎng)絡(luò)階段。
從電域看,OTN保留了許多傳統(tǒng)數(shù)字傳送體系(SDH)行之有效的方面,如多業(yè)務(wù)適配、分級的復(fù)用和疏導(dǎo)、管理監(jiān)視、故障定位、保護(hù)倒換等。同時,OTN擴(kuò)展了新的能力和領(lǐng)域,如提供對更大顆粒的2.5G、10G、40G業(yè)務(wù)的透明傳送的支持,通過異步映射同時支持業(yè)務(wù)和定時的透明傳送,對帶外FEC的支持,對多層、多域網(wǎng)絡(luò)連接監(jiān)視的支持等。
從光域看,OTN第一次為波分復(fù)用系統(tǒng)提供了標(biāo)準(zhǔn)的物理接口(服務(wù)于多運(yùn)營商環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)),同時將光域劃分成Och(光信道層)、OMS(光復(fù)用段層)、OTS(光傳送段層)三個子層,允許在波長層面管理網(wǎng)絡(luò)并支持光層提供的OAM(運(yùn)行、管理、維護(hù))功能。為了管理跨多層的光網(wǎng)絡(luò),OTN提供了帶內(nèi)和帶外兩層控制管理開銷。
OTN集傳送和交換能力于一體,是承載寬帶IP業(yè)務(wù)的理想平臺,具體體現(xiàn)在如下幾個方面:
*更高傳送容量:單波長帶寬擴(kuò)展到10G/40G,系統(tǒng)傳送和交叉容量擴(kuò)展到幾十個Tbps。
*多業(yè)務(wù)適配和帶寬效率:提供更高容量和帶寬效率的映射和封裝結(jié)構(gòu)ODU,使OTN既能前向兼容SDH/SONET、ATM業(yè)務(wù),又能高效承載IP/MPLS、Ethernet、存儲和視頻等大顆粒業(yè)務(wù)。
*端到端的業(yè)務(wù)連接和高的QoS保障:提供任意的波長和子波長業(yè)務(wù)的交叉連接、業(yè)務(wù)疏導(dǎo)、管理監(jiān)視和保護(hù)倒換,提供從城域到長途干線無縫的端到端的連接。
*電信級的自動保護(hù)/恢復(fù)能力:為多層、多顆粒的網(wǎng)絡(luò)提供低于50ms的自動保護(hù)倒換。專有或共享保護(hù)覆蓋了光纖、波長組、波長和子波長等不同級別,可以顯著降低數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)在保護(hù)方面的投資。
*對WDM的優(yōu)化:傳統(tǒng)的波分復(fù)用設(shè)備包括點(diǎn)到點(diǎn)的WDM和城域OADM環(huán)網(wǎng),本質(zhì)上是擴(kuò)展容量的線路復(fù)用技術(shù),而不是組網(wǎng)技術(shù)。換言之,WDM不具有業(yè)務(wù)疏導(dǎo)和端到端的業(yè)務(wù)提供能力,而添加了OTN功能的WDM網(wǎng)絡(luò)才成為真正意義上的光網(wǎng)絡(luò)。
*能夠成功融合多種先進(jìn)技術(shù):OTN作為框架技術(shù),可以融合目前多種先進(jìn)技術(shù),如40G、ROADM(可重構(gòu)光分插復(fù)用器),可調(diào)協(xié)激光、ASON/GMPLS技術(shù)。特別的是OTN和GMPLS的融合,已經(jīng)成為構(gòu)筑IPoverOptics理念的實(shí)現(xiàn)手段。
*光纖網(wǎng)絡(luò)的管理者:結(jié)束數(shù)據(jù)設(shè)備直連方案對光纖的快速消耗,實(shí)現(xiàn)對光纖網(wǎng)絡(luò)的集中管理、有效監(jiān)控和合理利用。構(gòu)筑面向AllIP的寬帶傳送網(wǎng)(BTN),需要集成多種新技術(shù),如WDM、ROADM、40G/100G線路傳送、ASON/GM-PLS、集成的Ethernet匯聚能力等,而OTN成為整合多種技術(shù)的框架技術(shù)。OTN為WDM提供端到端的連接和組網(wǎng)能力;為ROADM提供光層互聯(lián)的規(guī)范并補(bǔ)充了子波長匯聚和疏導(dǎo)能力;OTN有能力支持40Gbit/s和未來的100Gbit/s線路傳送能力,是真正面向未來的網(wǎng)絡(luò);OTN為GMPLS的實(shí)現(xiàn)提供了物理基礎(chǔ),擴(kuò)展ASON(自動交換光網(wǎng)絡(luò))到波長領(lǐng)域;OTN成為Ethernet傳輸?shù)牧己闷脚_,是電信級以太網(wǎng)有競爭力的方案之一。
OTN重新定義了IP over WDM
目前,多數(shù)運(yùn)營商認(rèn)同未來網(wǎng)絡(luò)將是IP和光構(gòu)成的兩層網(wǎng)絡(luò),IPoverWDM成為順應(yīng)IP演進(jìn)、現(xiàn)階段主流的建網(wǎng)方案。
在“IP加光”策略組合中,光網(wǎng)絡(luò)的作用主要體現(xiàn)在兩個方面:為IP層提供容量和全透明的更低成本的光層穿通,為IP層業(yè)務(wù)提供最具成本效益的保護(hù)。據(jù)統(tǒng)計,目前網(wǎng)絡(luò)流量的70%~85%是穿通流量,這部分流量完全可以在光層直接處理,這將大大緩解對核心路由器處理穿通流量的壓力。考慮到目前光網(wǎng)絡(luò)處理業(yè)務(wù)的成本,按端口計算只有核心路由設(shè)備的1/4~1/3,這將顯著降低組網(wǎng)成本。此外,低成本光層的保護(hù)可以進(jìn)一步減少對數(shù)據(jù)設(shè)備容量和端口的消耗,進(jìn)一步降低網(wǎng)絡(luò)的投資。“IPoverWDM”可以分成前后兩個發(fā)展階段:
“IP over Point-to-PointWDM”和“IP over Switched WDM/OTN”。前者只是簡單地擴(kuò)展了光纖的容量和傳輸距離,后者才提供光層業(yè)務(wù)處理和網(wǎng)絡(luò)級的保護(hù)。
面向IP的OTN解決方案
從設(shè)備形態(tài)上來看,OTN可以分為OTN交叉連接設(shè)備(OTNXC)和集成WDM功能的OTN傳輸設(shè)備。其中,OTN交叉連接設(shè)備需要和WDM設(shè)備配合才能完成其網(wǎng)絡(luò)功能。從需求成熟度和設(shè)備廠商的實(shí)用化進(jìn)程上來說,目前討論結(jié)合WDM/OTN的傳輸設(shè)備更有意義。通過分布式的交叉連接,WDM/OTN傳輸設(shè)備比“WDM+OTNXC”的組合更具有成本上的優(yōu)勢。目前,多數(shù)廠家的策略是在原有WDM設(shè)備上添加OTN的能力,如接口標(biāo)準(zhǔn)化、增加OTN交叉連接能力和光層OAM能力等,但老平臺對OTN的支持存在固有的局限性,具體體現(xiàn)在對GMPLS支持、大容量ODU無阻塞交叉限制等方面。目前,業(yè)界許多廠商在加緊研發(fā)新一代OTN設(shè)備,已經(jīng)有部分運(yùn)營商開始規(guī)劃和部署自己的OTN/GM-PLS網(wǎng)絡(luò)。
在2006年12月的ITU香港世界電信展上,華為首次展示了OSN系列OTN設(shè)備,是全球第一款集成全部WDM能力的智能OTN傳送和交換系統(tǒng),產(chǎn)品引起海內(nèi)外運(yùn)營商的廣泛關(guān)注。隨后,華為在2007年3月歐洲C5論壇上進(jìn)行了全球正式商用發(fā)布,5月份在江蘇電信舉辦了OTN全球現(xiàn)場會。如今,OTN設(shè)備已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了海內(nèi)外主流運(yùn)營商的規(guī)模部署,其穩(wěn)定性、可靠性得到了充分驗(yàn)證。華為OSN系列OTN產(chǎn)品包括OSN6800、OSN3800和OSN900,形成了從城域接入到干線完整統(tǒng)一的OTN方案。
新一代OTN設(shè)備,結(jié)合了WDM的容量、長距傳輸和OTN的靈活性、可管理性的優(yōu)勢;系統(tǒng)支持80個光通道,單波長最大帶寬為40G,整個系統(tǒng)容量達(dá)到3.2T。系統(tǒng)集成了多維ROADM、完全無阻塞的ODU交叉和GMPLS控制平面,其優(yōu)勢集中體現(xiàn)在如下三個方面:
*集成WDM的OTN:提供對OTN協(xié)議的全面支持,如標(biāo)準(zhǔn)化的G.709封裝映射、交叉連接、開銷處理、FEC、多層連接監(jiān)視(TCM)、光層OAM等。設(shè)備提供獨(dú)有的三層流量疏導(dǎo)結(jié)構(gòu):光層的多維ROADM完成端到端波長業(yè)務(wù)的快速部署,電層的交叉連接矩陣完成本地業(yè)務(wù)的分插復(fù)用、必要的光信號再生和波長變換,可選的LANswitch功能完成以太業(yè)務(wù)(FE、GE)的匯聚,進(jìn)一步提升帶寬利用率。
*面向IP的AnyADM技術(shù):系統(tǒng)在華為原有GEADM技術(shù)的基礎(chǔ)上,對ADM技術(shù)作了進(jìn)一步的擴(kuò)展,允許4路/8路任意協(xié)議、任意速率業(yè)務(wù)匯聚到一個2.5G/10G波長,并完成任意的基于接入業(yè)務(wù)顆粒的分插復(fù)用或交叉連接。AnyADM技術(shù)是對OTN網(wǎng)絡(luò)的一項(xiàng)重要創(chuàng)新,使OTN設(shè)備對任意顆粒的業(yè)務(wù)都能夠高效友好地接入、匯聚并完成任意時間、任意地點(diǎn)(站點(diǎn))的分插復(fù)用(ADM)。ANYADM使定位于網(wǎng)絡(luò)核心的OTN設(shè)備可以擴(kuò)展到城域匯聚接入層,滿足寬帶接入對網(wǎng)絡(luò)帶寬和靈活性的需求。
*智能光組網(wǎng):內(nèi)置的ASON/GMPLS控制平面可以統(tǒng)一管理光層和電層業(yè)務(wù),完成自動發(fā)現(xiàn)(包括拓?fù)、光纖、波長發(fā)現(xiàn)等)、波長/子波長業(yè)務(wù)自動創(chuàng)建、自動波長/子波長業(yè)務(wù)的Mesh網(wǎng)絡(luò)保護(hù)和恢復(fù)等。此外,OTN/GMPLS網(wǎng)絡(luò),允許運(yùn)營商開展多種增值業(yè)務(wù)如leasedwavelength、SLA、BOD、OVPN等。
新一代OTN傳送和交換設(shè)備提供對IP/Ethernet業(yè)務(wù)的友好支持,提供透明傳送和基于Ethernet的匯聚兩種模式,允許FE、GE、10GE業(yè)務(wù)任意的復(fù)用、交換。對于IPTV業(yè)務(wù)特別設(shè)計了基于波長和GE顆粒流量的廣播或組播能力。
新一代OTN/GMPLS網(wǎng)絡(luò)允許運(yùn)營商端到端快速部署業(yè)務(wù),徹底解決了傳統(tǒng)WDM設(shè)備缺乏OAM能力、OPEX昂貴問題:任意的波長、子波長交叉連接替代了傳統(tǒng)的背靠背連接,高度自動化的網(wǎng)絡(luò)替代了繁重和復(fù)雜手工操作,也避免了不必要的低級人為失誤。OTN/GMPLS網(wǎng)絡(luò)允許運(yùn)營商直接在光網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上開展Ethernet(EPL、EVPL)以及存儲(FC、ESCON、FICON以及GE)等專線業(yè)務(wù),從而減少了對多種層疊網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的依賴,通過可運(yùn)營的光網(wǎng)絡(luò)直接提供更高品質(zhì)、更低成本的具有電信級可靠性的專線業(yè)務(wù),從而令運(yùn)營商獲得了新的獲利機(jī)會。