城域传送网核心层OTN系统规划策略

城域传送网核心层OTN系统规划策略
谢晖
【摘要】构建一个城域网参考模型,主要研究基于100 G OTN技术在城域传送网核心层上的应用,从分析现状和存在的问题着手,结合实际业务需求,提出城域传送网核心层OTN系统的规划建设方案.
【期刊名称】《佳木斯大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2018(036)006
【总页数】5页(P961-965)
【关键词】城域传送网;核心层;100GOTN;建设方案
【作者】谢晖
【作者单位】国脉科技股份有限公司,福建福州 350015;福州理工学院移动通信和物联网福建省高校工程研究中心,福建福州350506
【正文语种】中文
【中图分类】TN915.02
0 引言
各地市运营商城域传送网经过多年的建设，均已形成较完善、灵活、安全的网络结构，为通信业务提供着传送通道。

随着IP 承载网，宽带业务，移动前传业务，专线业务等业务网络大规模建设，将出现大量的100GE/40GE/10GE业务需求，对城域传送网提出前所未有的挑战，现有城域传送网核心层OTN系统的空闲资源无
法满足以上业务网的承载需要，需要对现有网络进行优化调整，提高利用率，提升安全性，使之高效灵活地适应未来多业务发展需求。

构建一个城域网参考模型，主要研究基于100G OTN技术在城域传送网核心层上
的应用，从分析现状和存在的问题着手，结合实际业务需求，提出城域传送网核心层OTN系统的规划建设方案。

1 现状及存在问题分析
区域基本信息概况：某城市地处沿海，全市辖10个市县，地区土地总面积: 10000km2，其中市县中心城区面积：2000km2，市政道路长度：1000km。

乡
镇数量150个，行政村数量:2300个，全市常住人口：600万人，其中，城区常
住人口280万，家庭户数：190万。

为该地市进行通信网络建设的有三家运营商，现以其中一家运营商A为例，进行城域传送网核心层OTN系统的规划。

1.1 业务接入现状
截止2018年6月，该地市业务接入现状如下：
基站接入：共实现6000个2G基站、 3000个3G基站、14000个4G基站的接入，其中采用C-RAN模式接入的4G基站110个。

有线宽带：共覆盖驻地网4800个，其中行政村750个，覆盖家庭住宅数90万，覆盖率为55%；配置端口数80万个，FTTH端口占比60%。

集团专线：共接入集团广域网专线9000条，其中PON专线6500条，SDH专线1740条，PTN专线755条，OTN专线5条。

WLAN：共覆盖WLAN热点2700个，接入AP 39500个。

1.2 基础资源现状
该地市基础资源主要统计现有各层面机房数量，具体如下：核心机房5个，骨干
汇聚机房40个，普通汇聚机房200个，BBU池机房110个。

1.3 线路资源现状
(1)管道、杆路资源现状
该地市城域传送网光缆，主要以管道方式进行敷设，辅以直埋或杆路等其他敷设方式，共计建设管道：4700km，杆路：11000km。

业务密集的核心城区管孔占用率高，不同全业务区间差异较大。

该地市政道路管道覆盖率为65%，管道管孔占用率为40%。

(2)光缆资源现状
仅针对该地市城域传送网核心层OTN系统进行规划，因此以下仅分析核心层光缆资源情况。

目前该地市城域传送网核心层建有光缆2500km，190000芯公里，纤芯利用率35%，管道化率为50%。

核心层光缆结构现状如下图1所示：
存在的主要问题分析：
①核心层光缆路由不够丰富，如BE、CD节点之间未达到异构双路由，制约后期组网向“mesh”演进。

②纤芯使用不平均，原有核心光缆使用较满，比如AD节点之间两条光缆均将消耗殆尽。

另外，新建高速高铁光缆未能及时启用。

以上问题需结合业务发展需求以及未来5G站点接入需求进行补缆扩容。

1.4 系统资源现状
(1)核心层OTN网络总体情况
该地市城域传送网核心层共有2个OTN系统平面，分别为第一平面80×10G OTN系统、第二平面80×100G OTN系统。

具体网络结构如下图2：
各系统波道及电路使用情况汇总如下表1所示：
表1 某地市城域传送网核心层OTN系统波道及电路使用情况汇总表系统名称波道使用情况波道总数已使用波道数波道使用率电路使用情况电路总数已使用电路数电路使用率10G OTN系统807999%776686%100G OTN系统
88012014%24120083%合计96019921%31826684%
各系统电路配置及使用情况具体如下表2和表3所示：
表2 某地市城域传送网核心层10 OTN系统电路情况表系统名称A端Z端电路使用情况10G电路已配置已使用使用率2.5G 电路已配置已使用使用率GE 电路已配置已使用使用率
AB2020100%10880%2222100%AC66100%4250%1414100%AD44100%400 %161063%AE22100%4125%141071%10G
BC44100%88100%161063%OTNBD22100%400%1414100%系统
BE44100%44100%1212100%CE22100%400%121083%CD44100%22100%1 616100%DE11100%000%000%
表3 某地市城域传送网核心层100 OTN系统电路情况表系统名称A端Z端电路
使用情况100G电路已配置已使用使用率40G电路已配置已使用使用率10G 电路已配置已使用使用率GE 电路已配置已使用使用率
AB27830%181056%945457%504794%AC663452%4250%917785%555193
%AD191263%12650%332370%161381%100G
AE700%4250%23939%141071%OTNBC15853%16638%403588%1212100%系统
BD400%22100%10550%161063%BE200%11100%141286%1414100%CD74 57%22100%6233%161063%CE4250%000%6233%000%DE2150%11100%8 00%121083%
由上表分析该地市城域传送网核心层OTN系统现状存在问题如下：
(1)现有80×10G OTN系统，波道使用率达99%，无法再承载新增业务电路需求；
(2)现有80×100G OTN系统，波道使用率达14%，目前核心环部分主要局向电路冗余电路配置不足，无法满足突发业务需求。

2 业务需求分析
业务部门所提的需要由城域传送网核心层OTN系统承载的业务有：IP承载网、城域数据网、基站业务(包括2G/3G/4G)、专线业务以及省网业务需求等，共新增100G电路46条，40GE电路12条，10GE电路113条，GE电路11条。

其中
需要OTN系统提供保护的业务有：IP承载网、IDC、省网；不需要保护的业务有：城域数据网、基站业务，将业务需求按照需要保护和不需保护进行分类汇总如下表4和表5：
表4 电路需求矩阵表(需要保护汇总)ABCDE合计A
10W+20Y4W+6Y4W+6Y8W+8Y26W+40YB10W+20Y4W+6Y4W+6Y8W+8Y 26W+40YC4W+6Y4W+6Y2W+3Y2W+3Y12W+18YD4W+6Y4W+6Y2W+3Y
1Y10W+16YE8W+8Y8W+8Y2W+3Y1Y18W+20Y合计
26W+40Y26W+40Y12W+18Y10W+16Y18W+20Y92W+134Y
注：“W”表示100G,“X”表示40GE,“Y”表示10GE/10G POS接口,“Z”表示GE。

表5 电路需求矩阵表(不需要保护汇总)ABCDE合计
A4X+14Y+2Z1X+4Y+1Z1X+4Y+1Z2X+4Y+1Z8X+26Y+5ZB4X+14Y+2Z1X+ 4Y+1Z1X+4Y+1Z2X+4Y+1Z8X+26Y+5ZC1X+4Y+1Z1X+4Y+1Z4Y+1Z4Y+1
Z2X+16Y+4ZD1X+4Y+1Z1X+4Y+1Z4Y+1Z1Z2X+12Y+4ZE2X+4Y+1Z2X+4
Y+1Z4Y+1Z1Z 4X+12Y+4Z合计
8X+26Y+5Z8X+26Y+5Z2X+16Y+4Z2X+12Y+4Z4X+12Y+4Z24X+40Y+22Z 注：“W”表示100G,“X”表示40GE,“Y”表示10GE/10G POS接口,“Z”表示GE。

3 工程建设方案
根据以上业务需求分析，有较多100G以及40GE等大颗粒业务承载需求，OTN
系统的扩容建设方案按应用场景分以下两种：
方案一，若原城域传送网未建设100G OTN系统，可新建纯100G OTN系统，可配置ROADM，配置上采用支线路分离的方式解决多业务传送；也可将现有
10G/40G OTN系统平滑升级至100G OTN系统，但应对现有10/40GOTN系统进行评估，若满足100G传输要求，可直接在原OTN系统上扩容100G波道，以解决100G业务需求，波道配置应注意10G和100G混传需要一定数量的隔离波道，这样比较浪费波道资源，使得整个系统的传输容量下降，适用于现网波分系统空余波道较多，且业务链路又将以100G为主的区域；
方案二，若原城域传送网已有100G OTN系统，且剩余资源可以满足新增业务需求，则直接在该系统上进行扩容建设。

文中的地市城域传送网核心层现有2个OTN系统平面：第一平面80×10G OTN 系统，波道使用率达99%，无法再承载新增业务需求；第二平面80×100G OTN 系统波道使用率为14%，可满足新增业务需求，因此采用上述方案二，即根据以上业务需求扩容建设第二平面，提供100G/40GE/10GE/GE业务通道，业务需求满足至2019年底，并且为未来5年的业务需求提前储备OTN网络容量。

建设方案如下：
图1 某地市城域核心层光缆现状图
图2 城域传送网核心层OTN系统网络结构
(1)系统结构优化调整
将第二平面80×100G OTN系统的网络结构进行调整，新增A-E，B-E之间的链路连接，形成端到端网络，局楼间组成100Gfull-mesh调度网络，调整后的网络拓扑结构如下图3所示：
(2)配套资源扩容
①配套光缆资源
为实现上述网络结构，并针对原BE、CD节点间未达到异构双路由和AD节点之
间光缆即将消耗殆尽的问题，在这次规划中进行补缆扩容，并启用CD节点间的高速高铁光缆，使规划期内光缆路由达到mesh结构。

光缆扩容建设方案如下图4所示：
规划在BE之间新建一条144芯G.652光缆，长度35KM；AD之间新建一条144芯G.652光缆，长度26KM，并启用CD之间刚新建好的高速高铁光缆，合计共建设光缆61公里，合8784芯公里。

②其他配套资源
OTN系统建设之前应事先调研OTN系统设备所在机房的资源配套情况，包括电源配套、机房承重、散热等问题，若不能满足要求，应提前报相关部门进行整改。

图3 城域传送网核心层100G OTN系统扩容建设网络结构图
图4 某地市城域核心层光缆扩容建设方案图
(2)波长规划及业务开通
①传送网一般是分步建设的，初期使用的波长资源较少，应优先分配长波长资源，即频率较低的波长。

建议在波长使用时从第一波开始使用，之后使用第二波，逐波往后递推。

一方面是波数较少时长波长通道性能相对短波长通道性能而言较佳；另一方面是扩容后长波长通道的功率预算更稳定，不易受影响；
②为保护业务和工作业务分配相同的波长资源。

对于基于单波道的光通道1+1保护，工作业务和保护业务要求分配相同的波长资源，这样可以保证整个环上的同一个波长资源都被该业务所占用。

如果为被保护业务分配不同的波长资源，那么长路径和短路径都会出现部分波长资源空闲，而其它业务在分配波长资源时就容易与该业务产生波长冲突。

③对于长距离业务的开通，或是OSNR值比较临界的业务，建议使用共享波道来完成业务的中继，即在波道配置时可将相同局向的较小颗粒业务(如10G/40G颗粒)交叉整合，共享局间100G波道至目的节点，100G颗粒点对点直接穿通至目
的节点，以此节约中继投资。

(3)保护方式
OTN 保护方式的主要采用光线路保护OLP、光通道保护、SNCP保护三种，该规划中仍沿用这几种保护方式，并根据业务需求对不同业务采用不同的保护方式。

(4)设备配置
根据实际业务需求，并适当预测其他未知电路(可按照前一年已知需求总电路数
*0.85进行估算)，配置相应数量的设备板卡，配置中应注意支路侧板卡避免严格配对，可多个光方向共享，以减少槽位的占用；另外，应提高子架利用率，缓解局楼空间和动力资源紧张。

4 结语
通过构建一个城域网参考模型，对城域传送网核心层OTN系统的规划建设进行分析研究，概括如下：
(1)现状及存在问题分析是规划的基础条件；
(2)业务需求调研是项目实施的必要性分析；
(3)系统的扩容建设规划应从系统结构，配套资源，波长规划及业务开通，保护方式，设备配置等多方面进行考虑，使OTN系统的建设和发展能更好支持未来多业务传送承载。

参考文献:
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