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1、传输网络引入OXC及超100G技术方案探讨摘要：本文是传输新技术的应用探讨，主要通过对现在需求及问题的梳理、 新技术的解决方案分析，结合整体承载网络发展方向的思考，探讨新技术是否适 应现网格局，有效解决目前现网的技术局限及容量问题。关键词：传输网络；引入技术；探讨1.研究背景目前，ROADM组网技术已在多家运营商网络内部署应用，新技术的引入对传 统承载网络的改变发挥着明显的成效。但是，新技术、新组网方式的引入与改变， 对设计、施工、维护都存在一定的困难，如系统连纤复杂、空间占用率依然很高 等，同时，随着国家推动5G、大数据中心、人工智能、工业互联网等新型基础设 施建设的不断发展，VR、8K、云
2、游戏、智慧城市等新兴业务正逐步成为信息产业 发展的新动力，持续增长的新型业务及灵活的业务组合需求，促使传输网络面临 着流量持续密集增长、网络站点规模日益增加、业务时延要求逐步提升等挑战， 驱动传输网络向着更大带宽、灵活部署、快速开通的方向发展，也推动着传输网 络从配套网逐步向业务网转变。因此，集成度更高、带宽优化更合理、能够进一步降低网络时延及建设成本 的方案，是传输网络的发展演进方向。基于上诉背景，提出了传输网络引AOXC 及超100G技术的探讨。1.业务需求分析2.1设备发展形势需求早期建设的DWDM网络大多为传统FOADM网络，系统均采用传统的合分波设 备实现固定波长、固定方向的业务上下
3、，空间、功耗叠加严重，因此，收编现网 大量的FOADM网络，可以盘活机房资源，增加DWDM网络弹性。随着新兴业务的不断发展，传统的DWDM网络无法满足通信服务模式的转变， 在城市内大型数据中心路由器互联、骨干网核心路由器大流量数据传输、互联网 服务器低时延传输等需求的驱动下，需要传输网络向能够实现光层自动调度的 ROADM网络发展。2.2政企业务需求近年来政企大客户专线业务的快速发展，一是专线数量的增长，二是宽带提 速的力度加大。由于党政军、金融及银行等政企客户对专线电路的指标都存在硬性的要求， 之前主要依靠SDH网络支撑，目前SDH技术已不具备扩容能力，现在硬性管道用 户主要向OTN转移。同
4、时，针对政企客户市场，深入挖掘DICT、物联网与5G、边缘计算、AI的 能力结合，以全新的5G云网解决方案满足各行业数字化转型进程中的信息化新 需求，需要有大容量的OTN承载网来支撑。另外，传统业务也面临收益增长趋缓的状况，政企专线是收入增长的主要驱 动力。面对互联网运营商对专线市场的进攻，运营商专线市场被“侵蚀”。但是， 政企业务发展却是突发性的需求，较难对业务发展做出精准预测，因此，更要求 传输网络具备较高的灵活性及适配的容量，能够应对突发需求快速开通业务。三、技术方案分析3.1 OXC全光背板近年来，运营商已逐步在各层面传输网中部署ROADM架构设备，光信号在 ROADM设备节点通过WS
5、S核心器件实现波长无关、方向无关的业务上下。OXC (Optical Cross Connect)是一种可灵活增加节点维度、连接可靠的全光交叉 调度系统架构，OXC系统由光背板、光线路板、光支路板组成。光背板实现高可 靠性、低插损的光信号交叉集成，通过柔性光纤背板实现支路板、线路板之间的 集成互联，解决现有ROADM复杂连纤问题降低光纤错误连接的概率，光层调测时 间大幅缩减；光线路板、光支路板分别将ROADM光交换网络中的方向组、本地组 所需的多个功能模块集成到一个单板，通过扩容单板即可完成方向组、本地组的 扩容，集成度高扩容简便。OXC系统通过上述三个模块构建高集成度的全光交换 网，实现安全
6、可靠、免板卡间免连纤的光信号交叉调度，极大提高了机房资源利 用率，能够很好的应对核心大流量交换的需求。OXC技术优势：1.高集成度的光背板及光、线路板，节省机房资源。OXC高度集成的板卡及光 交叉背板，可以提升机房空间利用率，大大降低机房功耗堆叠，且通过扩容板件 即可实施扩容维度，扩容方案安全便捷，对于各地市核心机房及方向、本地维度 复杂的机房有很大应用空间。2.能较好应对新基建、新业务对传输网络的低时延要求。OXC是光层设备，设 备器件具有高可靠、低插损的特点，光背板集成了节点的大部分光纤连接，大大 提升了节点内的穿通时延。3.快速建站、快速扩容、快速开通。传统新建、扩容传输系统，需要在各站
7、点 新增大量子架及大量人工连纤，建设难度较大、周期较长，OXC方案将子架及连 纤集成，通过插拔板卡、网管远程配置，实现各维度快速交叉互联，大幅提升开 站速度，避免大量人工连纤导致的工期延长；同理，在需要扩容方向组维度、本 地组维度时，仅增加光线路板、光支路板，通过网管远程配置即可完成，大幅缩 短光层调测时间；此外，光放集成、穿通集成能够尽量减少故障风险点，优化网 络性能。图3.1-1常规ROADM方案与OXC方案对比图3.2 OTN集群OTN集群系统由业务框和中央交换框两部分组成。业务框的作用是进行业务 的接入，包括客户侧业务和线路侧业务。中央交换框的作用是进行多个业务框框 间业务的交叉调度功
8、能。业务框和中央交换框之间用集群光模块将各自的交叉板 互连，则各个业务框的支路板或线路板业务可以通过交叉层面实现互联互通。在业务框中，支路业务和线路业务分别从支路板和线路板接入，通过框内的 高速背板分发给业务框交叉板。业务框交叉板可以将任意一个业务槽位的业务交 叉给业务框内其它槽位业务板、也可以将业务交叉到框间。业务框交叉板和中央 交换框交叉板之间对应的通过框间互连光纤连接，形成多个交叉平面。业务 框交叉板接收来自任何一个业务框的框间业务，可以进行任意两个框、任意两个 槽位的业务交叉功能。业务框中央交挽:图3.2-1 OTN集群系统示意图OTN集群的主要价值有：（1）减少规划难度非集群的业务规
9、划，对于每个电子架，必须预留线路板和支路板的端口、带 宽、槽位，并且要考虑与线路侧方向的连接关系和带宽，往往出现一个子架对应 多个线路方向的情况，规划难度高、效率低，并且一旦涉及业务调整，牵一发动 全身，经常发生全部推倒重来的情况。而在集群的业务规划中，只需要关注支路 板和线路板各自的带宽即可，而且基本做到板卡随意插，一个方向的放到一个子 架，规划简单且易于维护。1110 GEI 心 GE图3.2-2 OTN非集群应用模式与集群应用模式对比图AXI i.K IITOG-EIIIWGE T |l T II T II I i.iE I1 iE I Cii EGE1 T I T I1 7 IIFt
10、#UhK Ti LIHHII史脚慌川幢其也辟臼用播式（2）解决核心ASON调度瓶颈传统OTN多个子架与OTN ASON配合使用时，要求线路各方向连接和带宽完 美覆盖所有电子架的业务路径，导致ASON规划复杂度提升、实用性下降。OTN 集群打破了电子架的物理隔离状态，电子架共享各个线路方向连接和带宽，实现 ASON业务跨子架重路由，降低ASON规划复杂度、实用性大幅提升。（3）共享槽位，充分利用业务板卡带宽传统OTN应用，对于各个分立的OTN子架，业务上下时必须通过本子架内 的支路板和线路板完成，即便每个框的支路板或线路板端口未满配使用也必须各 自配置。OTN集群实现了子架间的互通，允许不同子架
11、相互使用支路板和线路板 带宽即实现槽位共享，充分利用业务板卡带宽，共享保护波长，充分利用线路波 长资源，节省投资。图3.2-4传统OTN与集群业务调度对比图3.3超100G技术在传统OTN网络中，合分波设备均为波道间隔固定（如50GHz）、中心波长 固定器件，而在超100G系统中，系统采用波长频宽可重构的灵活栅格技术，可 根据业务需求灵活分配不同的带宽，支持超高速率数据传输。灵活栅格（Flexible Grid）采用基于液晶（LCD）或者硅基液晶（LCOS）技术构建具备可 变栅格能力的合分波器件，从而完成按传输业务需求灵活分配带宽，实现波长通 道资源合理的管理。灵活栅格技术通过灵活调节波道间隔
12、，使业务占用带宽调整 成为可能，完善了 WSON调度节点对波长处理，同时允许同一系统存在不同波长 间隔和谱宽的业务，并通过调节中心波长位置达到时隙碎片最大利用。75I 版如:i W6x|2u5UHz Sxll5.GHi12xJ.2_54.hiK图3.3-1超100G灵活格栅技术示例图3.4技术方案对比OXC技术是将传统ROADM方向纬度、本地纬度的连纤集成在OXC子架光背板 上，大大降低了连纤难度，且可以通过扩容板卡实现方向组、本地组扩容，扩容 方案简单便捷，单个OXC子架即可实现传统ROADM多个方向组、本地组子架的功 能，板件均为光层板件，对机房空间、供电要求较低；缺点是设备集成度较高，
13、可能会出现设备单点故障造成整个节点下线。OTN集群采用电层调度及电层ASON，可通过中央交换框将多个不同方向的电 层子架交叉互联，实现多个电交叉子架的业务板互联互通，一般应用在业务量大、 业务灵活、业务颗粒多样化的网络中；缺点是单节点部署多个电交叉子架，对机 房空间及功耗要求较高。表3.4-1 OXC技术与OTN集群技术应用对比表：技术方案组网方式调度方式网络能力机房要求OXCMESH化组网光层ROADM调度+WSON全光调度，区 域内业务一跳直达集成化光背板， 对空间、功耗要求较 低OTNMES集群H化组网调度+电层电层OTNASON大区组网，业电交叉子架调务灵活对空间、功耗要求较高目前传输
14、网络业务目前主用集中在100GE及10GE，近年来政企业务也逐步向 大颗粒业务方向演进。对比两种方案，建议采用OXC技术对现有传输网络进行改 造。在传输网络中引入OXC技术，对于改善机房空间利用率、降低功耗堆叠、提 升运维效率有着光明的应用前景。另一方面，由于OXC设备集成度较高，发生单 点故障的概率上升，例如OXC交叉背板设备掉电宕机可导致该节点下线，节点所 有方向均发生中断倒换；因此可在维度复杂的核心节点部署OXC设备备份，避免 设备单点故障造成整个节点下线，造成网络发生大规模业务倒换。同时，随着近几年数据业务的发展，带宽需求增长迅速，100G系统资源消耗 迅速，而超100G技术目前已有较
15、成熟商用，传输距离提升至1200km，各运营商 在城域网、本地网均已有单波200G板卡的应用。另外，根据近年集采结果对比， 200G板卡价格约为100G板卡价格的1.62倍，综合造价较100G板件更低。因此 除距离较长的路由外，建议配置单波200G板卡，提升网络波道利用率，应对数 据流量大规模增长对传输网络的冲击，延长传输网络的使用寿命，而单波400G 板卡在传输距离上仍有所限制，暂不建议立即投入商用。四、总结5G网络建设、超高清视频业务的迅猛发展及运营商之间政企业务的激烈竞争， 将带来数据业务快速增长，这也对传输网络提出了超高带宽、更丰富的业务类型、 更稳定的承载能力的要求。未来光传输网络需要向大带宽、高空间利用率、全自 动交换的方向发展，OXC及超100G技术的引入，为解决上述问题提供了一个方向。 虽然上述技术具备很多优点，但是目前设备价格仍然偏高，部署需要进行相应的 投资分析。参考文献:1周巍，章荣平，周克，王文锋，罗洪程.低成本光纤微波传输链路监测系统的 设计J.广播与电视技术.2021(09).
