OTN网络OXC+OTN集群及应用研究

OTN网络OXC+OTN集群及应用研究
发布时间：2021-06-29T04:25:33.710Z 来源：《现代电信科技》2021年第4期作者：孙大禹[导读] OTN（opticaltransportnetwork）是一种基于波分复用技术的光传输网络。

在下一代，它将成为传输网络的主力军。

总之，它是基于波分的下一代传输网络。

（吉林吉大通信设计院股份有限公司吉林长春 130012）
摘要：眼下互联网技术、人工智能以及物流服务已经产生了长足的发展，4、5G技术手段、视频技术在交通领域被运用为主要技术手段。

而在将来，互联网技术的通途会更加复杂，因此有必要对流量进行更有效的疏导。

近年来，OTN集群（OTN-multi-frame interconnection）的出现，让OTN站点资料库可以克服单节点容量低、单方向、调控慢等困难。

本文通过分析OTN网络的相关技术背景，研究了OTN网络的优势，探讨了集群的主要特征、应用价值和适用场景。

关键词：OTN网络；OTN集群；相关技术；应用场景
一、OTN网络的技术背景
1.1什么是OTN网络
OTN（opticaltransportnetwork）是一种基于波分复用技术的光传输网络。

在下一代，它将成为传输网络的主力军。

总之，它是基于波分的下一代传输网络。

OTN是一种以波分复用为基础的光传输网络。

是以g.872、g.798等一些ITU-T推荐约束的新生的数字以及光信息传导体系，它相较于WDM网络而言，有着组网强、安全性高以及波长和亚波长工作性能好等特点，OTN通过一系列协议解决了传统系统中的一系列问题。

OTN将数字和模拟数据传导相结合，把传导网络带入到了多种波长的光传导领域。

因为数字和模拟数据传导的融合，其传导容量有了很大的提高。

1.2什么是OXC
OXC就是光交叉连接。

和ROADM相同，OXC同样为光传导设施中的一员，能够在各个光路中交换光学数据。

其概念大概在21世纪最初就产生了。

从某些层面来讲，OXC包含了ROADM。

关于OXC传导的主要方法，如图就基础的系统组成而言，其结构中包括光交换矩阵、管控操作系统、输入输出端等部分构成。

其中，光交换矩阵为OXC的关键组成部分。

二、OTN网络的基本优势
OTN最明显的优势在于全部向后兼容。

它可以基于SDH以及SONET调控功能来进行构建，不仅保证了已有通信协议的高度透明，还保障了WDM端间链接以及网络互通功能。

OTN给ROADM完善了亚波长的集成以及高速传输性能。

它在SDH端间链接以及网络互通功能的基础上进行构建，还为其带来了光层模型。

OTN的概念包括模拟和数字网络，它的功能含有SDH以及WDM中的所有优点。

2.1多客户信号打包和透明传输
在ITU-TG基础上的OTN帧构型能够运行SDH、以太网以及ATM这类用户数量大的数据传导，对于SDH以及ATM而言，它可以保证传统封装以及对于任何报文都能进行传导，而对以太网而言，速率不同导致支持也有差异。

2.2大粒子的带宽重用、交叉和配置
光传导信息模块（o-du k，k=0，1，2，3）、ODUO（GE、Odu1（2.5Gb/s）、odu2（10Gb/s）、odu3（40Gb/s）。

波长为光层中的波段宽度区分因素。

相较于SDH中vc-12/4调控因子而言，OTN的波分复用、交叉因子范围要广很多，更够明显改善高带宽信息用户业务的适应性以及传导效能。

2.3较强的日常管理和维护管理能力
OTN拥有与SDH相似的输出调控能力。

其光路中och层的帧数为数字监管性能的进步提供了保障。

并且OTN中还有6层嵌入体系跨行连接的监管能力，使其可以监管端间不同波段的功能是否正常。

它在跨载波传导中作为一种调控方法并与之相适应。

2.4增强的联网和保护能力
使用OTN帧构型、O-DUK交错以及ROADM，在很大程度上提高了光传导网络的组网性能，打破了在sdhvc-12、vc-4以及WDM的基础上，网点间一一对应以保证高容量传导带宽的情况。

前向纠错（FEC）能力明显的延长了光层的传导长度。

并且，OTN也可以更活泛地保障以数字和模拟为基础的用户安全，例如以ODUK为基础的光网安全保障以及分享保护、以光层为基础的信道以及复用波段安全保障等。

然而共享环功能还未规范化。

三、基于OTN网络的OXC+OTN集群应用场景研究
3.1大粒度专线/跨环业务调度场景
在主干节点中，一个主干节点悬挂着多个汇聚环，主干节点室内往往有多个子架。

为了实现专线业务配置或不同汇聚环之间的业务互通，传统的OTN帧间业务不能直接配置。

目前常用的是线卡互联，其成本、功耗和易用性较差。

集群的部署完全可以解决这些问题。

3.2dc互连高容量核心节点场景
由于直流互联需要穿越骨干网和城域网的多个网络，往往形成超大容量的核心节点。

在传统单OTN的基础上，时隙容量的提升重点有这些困难：一方面是插槽的数目有限。

就算每个插槽的内存提升至2T，其内存依然是非常有限的，无法保证各个方向，各层之间网络集合而引起的插槽数量的要求。

另一方面，其部署性能也有待提高。

目前业务工作量的大幅提高，电耗方面的问题不能得以有效解决。

所以，设施的电耗功率明显增多，大功率的长期运行会引起制冷效果差等问题，进而引发区域过热。

在类似的高内存调控的使用情况下，集群能保证大量的时隙和分配，克服高内存设施内存升高和部署性能之间存在的冲突。

3.3业务落地中的资源拓展场景
在眼下的工作策划下，在适当线端的工作需要放置于地面时，用于放置的分支板的插槽数量不足。

眼下的方法是新添置一个服务箱，把包含原先的放置或直通项目的支路板分割成另一个子架，随后新添置一个支路板卡用于进行上述项目的服务。

然而这类方法的操作比较多，还会使原先的服务停止。

若我们运用集群进行扩建，就不用对原有设备进行分离，可以直接添置一个子机架和原有的设备共同构成一个集群体系。

再于子架中放置分支板，即能进行项目调配。

这一方法的操作并不复杂，而且之前已有的服务项目也不会被停止。

四、OTN集群技术要求
4.1 OTN集群的子架应具有容量平滑升级的特点
在我们提升子架每一个插槽的内存时，对已有的项目带宽的照常使用并不干扰。

在集群体系里，各个单帧集群都能够作为一个高内存的OTN体系。

每个子帧的交叉容量和子帧之间的调度容量应该能够支持共同增长。

4.2 OTN集群的子架应具有容量平滑升级的特点
在最初的部署中，因为往后发展情况充满了未知，所以一般不会给将来子架的策划提前预备电源、机房等物资。

然而OTN集群可以平缓地增添子架的份额。

从原有的单帧进步为集群以及在已存在集群之中放置子架，两者度对已有的服务无干扰。

4.3 OTN集群帧间互联带宽应支持按需配置和平滑扩容
OTN集群帧间互联光模块/光纤可根据所需带宽配置和插拔，扩容时增加可插拔集群光模块，不影响原有帧内和帧间业务的运行。

对于集群系统的业务，每个子帧都可以通过帧内调度实现业务的上下移动，这是功率消耗最少并且经济收益最大的方法。

在这一类的使用情况下，集群帧之间的带宽不必保障很大。

所以集群体系可以根据其需求来配备光模块，提高经济效益。

针对往后发展状况的未知性而引发的帧间带宽提升的情况，同样可以进行提升集群光模块数量来达到提高带宽的目的。

而集群光模块应该是在原有业务的基础上无损的。

4.4 OTN集群的子架应具有系列兼容特性
对于同一平台的OTN集群系统，应与支持该平台的所有新机架兼容，形成混合集群。

对于未来的站点规划者来说，想要形成一个集群系统，他们可能需要面对跨环甚至跨网络层的OTN设备来形成一个集群。

在初始部署时，很难确定不同平面或不同网络层中的子架类型。

未来，它们可能面对不同类型的子架，形成集群系统。

如果不能在同一平台上支持不同类型的子架，形成混合集群，就可能存在应用局限性，导致实用性的下降。

五、结束语
综上所述，OTN网络本身作为一种新型的网络传输技术，不仅继承了SDH和WDM的技术优势，基于OTN网络的OXC+OTN集群技术可以得到进一步的优化和扩展，因此在现代通信中得到了广泛的应用。

随着技术的日益成熟，将为网络通信技术提供更大的便利和促进。

参考文献：
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[2]周显.浅析OTN技术发展与应用[J].网络安全技术与应用，2021（02）：13-14.
[3]谢凯.基于OTN技术的通信信息传输方法[J].信息与电脑（理论版），2020，32（23）：212-213.。