OTN技术在城域网中的引入策略.ppt

,OTN技术在城域网中的引入策略,中国移动研究院2009年12月,目录,城域网业务需求分析OTN技术特点和成本分析城域引入OTN技术策略OTN技术现状,集团客户,基站,TDM/FE/GE,SR/BRAS,/,OLT,无源光分路器,城域传送网,宽带接入网,光缆网络,城域数据网,城域核心路由器,城域网总体网络架构现状,城域核心层,城域汇聚层,城域接入层,中国移动全业务城域网包括城域传送网、CMNET城域网和宽带接入网,城域网业务承载的需求带宽,全业务运营后，近期和远期对于汇聚和核心层的带宽需求在100G之上，可构架WDM/OTN承载网络，作为城域数据网、城域传送网和宽带接入网的公共承载平台，需满足带宽不断扩容的需求。以上海为例，据调查，企业用户和家庭用户对接入资源近期的需求总计达到1195G。,城域网业务承载的需求业务连接,城域传送网核心/汇聚层提供各个不同核心机房之间各类业务的统一传送，例如PTN、BSC/RNC、MSC/MGW、GGSN、CE、OLT及SR/BRAS等IP设备之间NGE/10GE的业务连接。,NGE/10GE,城域传送网核心层现有解决方案,目前在城域传送网核心/汇聚层网络建设中，对于GE、2.5G、10G POS、10GE等大颗粒IP业务需求，主要采用IP over WDM或IP over光纤方式组网。随着网络IP化的不断深入和全业务的发展，目前IP over WDM/光纤方式的主要缺点包括：组网能力较弱，保护能力不足WDM是点到点方式组网，保护方式单一（11波长保护），很难提供灵活、可靠的保护手段。同时，保护要额外占用较多的波长资源，难以做到带宽资源共享。业务分配固定，调度不灵活WDM网络中，业务分配的通道/波长固定，网络拓扑和通道/波长规划调整困难，网络扩展性差，难以应对全业务运营对传送网的挑战。维护和管理单一，故障定位困难WDM系统缺乏丰富的开销，无法对业务提供端到端的传送性能监控，故障定位困难，增加维护难度。随着全业务的发展，中国移动需要一个容量充足、组网灵活、保护完善、业务开通快捷、调度灵活、波长资源利用率高的传送网络。,城域传送网时间同步传送需求,频率同步,城域传送网,NodeB,PRC,1588时间信息路径,核心/汇聚层,汇聚/接入层,FE（或1pps）,RNC,A,B,C,D,RNC,NodeB,PTN,1588MASTER,1588SLAVE,1588MASTER,1588SLAVE,PTN,PTN,1588SLAVE,PTN,NodeB,E,H,G,F,FE（或1pps）,FE（或1pps）,为满足TD、LTE对于时间同步要求，采用传送网技术解决1588V2时间同步需求，可节省GPS、有效提升网络安全性，降低维护成本。同时为了减少时间源的部署数量，就需要端到端传送网支持1588V2传送，目前汇聚/接入层PTN已经支持该功能，要求核心/汇聚层也支持。,目录,城域网业务需求分析OTN技术特点和成本分析城域引入OTN技术策略OTN技术现状,点到点WDM,+光层调度模块=ROADM,基于光层OTN设备,+G.709,接口化OTN设备(WDM),+光层&电层调度模块光电联合调度OTN设备,OTN设备是一种新型光传送网设备，在全面继承了WDM设备大容量优势的基础上，全面采用了OTN标准技术体制，引入了波长/子波长交叉连接功能，为客户信号提供在光层的传送、复用、交换、监控和保护恢复。OTN技术的优势体现在交叉能力、管理开销、标准帧、TCM和保护能力等方面,OTN技术原理与对应关系,+电层调度模块=SWXC/OTH,基于电层OTN设备,OTN技术标准进展,YD/T 1462-2006光传送网(OTN)接口,YD/T XXXX-2009OTN网络总体技术要求,OTN多业务承载,GBT 20187-2006 光传送网体系设备的功能块特性,YDT 1634-2007 光传送网（OTN)物理层接口技术要求,YD/T XXXX-2009ROADM设备技术要求,YDN 120-1999光波分复用系统总体技术要求,OTN网络总体技术要求2010年将正式发布。,YD/T XXXX-2009 N40G光波分复用（WDM）系统技术要求,WDM设备标准,OTN交叉设备标准,进行OTN设备分类，功能、性能规范，包括：OTN接口、电交叉、光电混合交叉设备技术要求，以及OTN网络管理、控制平面要求等；并同步ITU-T最新标准,规范了ODU0/2e/3/4等接口技术要求。,对OTN光交叉设备技术要求进行规范,OTN演进部分，如ODUflex、ODU3e1/e2,OTN IrDI物理接口规范,即G.959.1,YD 1274-2003-I 光波分复用系统（WDM）技术要求16010Gbs、8010Gbs部分,ITU-T G.709/G.798/G.872/G.874/G.Sup43等OTN系列,OTN接口设备标准,国标对OTN设备的分类,依据OTN网络总体技术要求（CCSA）的要求，OTN设备包含：OTN终端复用设备(接口G.709化的WDM)：除了符合ITU-T标准和国标对WDM设备的一般要求以外，还应支持符合G.709 的OTN；提供白光OTUk接口（IrDI）用于不同厂商WDM设备对接。OTN交叉连接设备：OTN电交叉设备(SWXC)：完成ODU0/1/2/3级别的电路交叉功能，为OTN网络提供灵活的电路调度和保护能力。OTN光交叉设备(ROADM)：完成波长级别的调度和保护能力。OTN光电混合交叉设备(完整OTN)：与OCh交叉设备（ROADM或OXC）相结合，同时提供ODUk电层和OCh光层调度能力，波长级别的业务可以直接通过OCh交叉，其它需要调度的业务经过ODUk交叉，两者配合可以优势互补，又同时规避各自的劣势。,OTN设备类型示意图,OTN OTM设备,SWXC设备,ROADM设备,SWXC+ROADM设备,SWXC理论上没有任何光层功能，需要配合WDM组网,技术选择ROADM与SWXC比较,OAM,保护,交叉容量,长距离组网,颗粒度,互通,CAPEX,OPEX,标准化,设备成熟度,OAM,保护,交叉容量,颗粒度,CAPEX,OPEX,标准化,设备成熟度,长距离组网,互通,SWXCOTH,ROADMWSS,ROADM组网受传输距离、保护倒换速度、波长分配冲突等条件限制；SWXC/OTH网元能在电层实现对子波长的交叉连接，从而实现灵活的组网、子波长级复用、保护和端到端业务调度功能。,目前来看，ROADM仅仅在交叉容量上相对SWXC有优势，超过10T,其余均弱于SWXC。,OTN电交叉设备SWXC/OTH,主要优势支持G.709管理开销，提供比WDM更强大的维护管理能力支持ODUk子波长汇聚、交叉和传送组网不受传送距离限制，支持灵活组网、调度和保护恢复能力可支持智能控制平面,ODU0/ODU1/ODU2/ODU3交叉,强大的OTN开销支持能力（SMOH/PMOH）,支持灵活组网能力和可靠的保护恢复能力,组网不受传送距离限制,可支持智能控制平面,需要关注的问题更大交叉容量（Tbit级）ODU0/ODU1/ODU2/ODU3交叉GE/10GE/40GE/100GE等业务高效透明传送更多保护方式智能控制平面成熟度,OTN光交叉设备ROADM,IP/MPLS/以太网/SDH等,IP/MPLS/以太网/SDH等,IP/MPLS/以太网/SDH等,波长级别交叉，纯光处理,可引入智能控制平面,CD/PMD/非线性/OSNR保证？,主要优势支持G.709管理开销实现纯光域组网，2维或多维，业务透明性更好无OEO变换，降低网络成本子波长汇聚和波长级大颗粒业务调度（10Gb/s/40Gb/s）,需要关注的问题解决传输距离限制问题（CD、PMD、非线性、OSNR等）波长阻塞和变换MEMS等开关器件动作时间，提高保护能力解决GE/2.5G等子波长业务的高效传送,5.OAM：丰富的开销，完备的故障和性能管理机制 降低维护成本,1.端到端业务调度 波长调度 子波长调度,3.支线路分离提高接入业务灵活性（多业务接入）保护投资和快速开通,4.子速率汇聚、疏导 节约波长去掉SDH层面，节约投资,2.保护 提供50ms快速保护 SNCP和环网保护能够提高效率,OTN的技术优势,10G any,40G,OTN网络,Client Line,2.5G*any,OTN带宽资源池，多业务灵活接入,业务接入带宽池方式,10G OTN,40G OTN,100G OTN,40G OTN,10G OTN,N*GE,GE,40G,40G,GE,带宽资源池部署,业务侧和网络侧解耦，业务接入不用考虑网络速率、距离、色散等；在源宿两端加入客户侧单板即可；OTN网络完成其余工作。,任意业务，自由接入！,更多保护类型，电信级保护,WDM网络(2002 2009),OTN网络(2009-),网络和业务规划,光纤和设备安装,ODU带宽池配置和测试,带宽池平台完成,业务需求,业务配置和测试,业务商用,业务规划,设备安装,业务需求,业务配置和测试,业务商用,显著提前业务商用时间,OTN为业务提前部署带宽池,带宽池建设，缩短业务开通时间,端到端时间,端到端时间,从提出业务需求到开通至少100天,从提出业务需求到开通小于30天,一波多备，快速启用,一波多备：一个波道，配置一块线路板和多种支路板，可以给多种业务做备波。快速启用：通过网管完成端到端通道建立，避免全程多站手工连纤。,10G POS,客户侧（白光）,线路侧（彩光）,2.5G POS,GE,?,OTU,分合波,10G POS,客户侧（白光）,线路侧（彩光）,2.5G POS,GE,OTU,分合波,?,OTN与WDM成本对比分析（一）,10G POS,10 GE,10 GE,10G POS,GE,10G POS,核心节点,模型一：城域网（单环网络）,WDM实际配置成本（参考某公司集采价格）,OTN实际配置成本（参考某公司集采价格）,OTN与WDM成本对比分析（二）,模型二：城域网（单环网络）,WDM实际配置成本（参考某公司集采价格）,OTN实际配置成本（参考某公司集采价格）,GE,10 GE,GE,GE,GE,2.5G,核心节点,OTN与WDM成本对比分析（三）,模型三：城域网（双层调度网络）,WDM实际配置成本（参考某公司集采价格）,OTN实际配置成本（参考某公司集采价格）,10 GE,10G,GE,2.5G,核心层,汇聚层,体现OTN交叉的成本优势,WDM和OTN波道利用效率对比,FC 2G,10 GE,GE,FC 2G,GE,STM-1,核心节点,FC 2G,10 GE,GE,FC 2G,GE,STM-1,核心节点,210G波长用于10GE,110G波长用于GE,FC,STM-1,传统波分:OTU/TMUX点对点传送,OTN:支线路分离方案，多站点共享波长,资源利用率提高，成本下降约15%以上,城域网引入OTN的建议成本,集成交叉的WDM:2 次 O/E 转换,Integrated XC,集成交叉的WDM设备,PtP WDM+OCS:6次 O/E转换,2种网元,集成电交叉功能的OTN是最有效的解决解决方案！10GE接口是10G POS价格的1/31/2。,100%,125%,95%,2 类设备,2 个维护团队,复杂连接,比方案1节省80%维护成本 比方案2节省30%建设成本,Capex分析,O-E-O,O-E(彩光）,O-E(黑白光）,OTN与40G并行发展,40G WDM解决带宽问题，OTN解决组网和调度问题，可根据实际需求分别或并行引入。同源同宿的N个小管道，如果流量均衡操作困难（IP包不定长，象“小石块”），容易出现拥塞。同等情况下，路由器通过大管道对接承载更有效。当线路侧的速率达到40G后，OTN的子波长汇聚功能就彰显出来。,城域40G需要大容量OTN配合,城域核心层超大容量需求带来40G的波道配置需求，但是城域网业务的全业务特点需要40G能够直接接入GE40G这样的全业务；基于WDM构架的40G类板卡目前仅有410G TMUX和40G OTU，只能接入40G POS业务 和10G业务，难以实现全业务承载的要求 OTN实现了支线路分离配置，40G线路卡为所有业务所共享，按照业务需要配置支路板,WDM的40G板卡,10G,10G,10G,10G,OTU3,OTU3,40G,无法实现全业务接入,目录,城域网业务需求分析OTN技术特点和成本分析城域引入OTN技术策略OTN技术现状,省公司需求调研情况,省公司IP over WDM网络带宽现状总结：省会城市节点带宽总需求最大700G，二干节点带宽总需求最大108G，10G颗粒占80城域核心带宽总需求为130G377G，10G颗粒38以内，GE颗粒占53左右,省公司既有OTN网络带宽现状总结：省会城市节点带宽总需求最大将近1T，二干节点带宽总需求最大345G，仍以10G为主城域核心带宽总需求最大377G，10G颗粒比例减少，GE颗粒比例加大，汇聚层需求增加,城域核心/汇聚层引入OTN的考虑,在城域核心/汇聚层引入OTN技术，可以解决光纤跳纤、业务汇聚、快速开通的需求。解决城域内移动自身网元互联需求和解决客户专线需求业务颗粒以10G POS、10GE、GE和2.5G POS对于重要业务和普通业务分类保护，需要利用OTN的电交叉功能实现，包括IP专用承载网、CMNET、IP城域网、MDCN、各种核心网、新业务系统、支撑系统、TD基站（node B至RNC）等大颗粒业务，以及集团客户和普通家庭客户业务。支线路板件分离，灵活配置和调度业务，提高端口利用率优选在城域核心/汇聚层引入，省内干线系统引入OTN的必要性稍低，可在城域试点成功的基础上考虑。目前省干业务的颗粒以10G为主（70以上），引入OTN，只是解决了光纤的人工跳纤问题，但是对于40G网络，引入OTN可以发挥多业务交叉复用优势。省干业务流量流向较为固定，对OTN的交叉调度功能要求不多。如果省内干线光缆资源丰富，可以考虑引入超大容量OTN，发挥ASON保护的优势；,城域网引入OTN的建议,城域网业务发展迅速，流向复杂，业务变更调整频繁，核心节点之间调度需求强烈，对工程建设周期和业务开通周期更加敏感，建议：引入大容量OTN交叉设备城域核心节点尤其是超核节点之间超大容量需求明显，建议直接在城域网核心节点引入成熟商用的大容量OTN交叉设备（至少在1T交叉容量以上），边缘节点引入中等容量OTN交叉设备（至少在300G交叉容量以上）。设备要求线路带宽资源规划适当存量，减少工程建设周期和业务调测开通时间，满足业务快速开通和业务的快速调整；由于城域网核心层数据以GE、10GE、2.5G PoS、10G PoS为主，因此需要设备支持ODU0/1/2交叉。在核心或者超核节点之间考虑引入40G。接口IP化城域核心路由器多采用光纤直趋方式，接口为POS，由于距离原因，路由器需配长距模块，成本高。路由器直接出以太网接口，例如GE/10G WAN/10G LAN，经OTN封装传送，节约成本；实现10G和2.5G以下低速客户接口的归一化化工作，降低维护难度，减少备件，尤其是全网采用10G POS/10GE业务的统一单板可以实现未来路由器10G POS向廉价的10GE LAN接口转换。,城域网引入OTN的建议保护,按照业务类型，可以配置为ODUk共享环保护（适合分布式业务）和ODUk-SNCP保护（适合汇聚型业务）；如果引入了智能控制平面（ASON），可以按照业务重要程度，细分如下各类保护：,WDM与OTN对比一览,目录,城域网业务需求分析OTN技术特点城域引入OTN技术策略OTN技术现状和发展,总体情况,国内厂家的OTN设备类型均以SWXC/OTH和ROADM并重，支持光电混合交叉，可以完全覆盖WDM系统功能；T bit/s容量交叉的SWXC/OTH设备已经趋于成熟并规模商用，基于50GHz通路间隔的ROADM设备也已成熟。OTN设备在OTN开销支持、光电交叉功能和网络保护功能等方面均支持较好。在互联互通方面，OTN可实现域间OTUk互通、以太网业务基于相同封装格式互通，基于TCM的多厂家管理，基于SNCP的保护互通，多厂家互联组网时可实现正确的故障定位。OTN设备目前基本成熟，经过试商用可逐步引入到实际网络中，并完善和增强相关功能性能，同时制定和完善符合中国移动需求的OTN设备规范。,下一步工作建议,开展OTN新型技术研究及测试，包括：ODU0交叉粒度的调度、保护等；多厂家GE业务基于ODU0的适配与互通；基于OTN的40Gbit/s调度与传输；更大交叉容量的OTN设备验证；高集成度线路卡技术验证（光电集成）；根据研究及测试结果，持续完善中国移动OTN应用策略，完成OTN设备规范、互联互通规范，进一步制定出OTN建设指导意见；推动厂家相关设备规范和成熟；,请领导指正,远期目标全业务端到端OTN网络,OTN关键技术：交叉能力,OCh光交叉连接,OTS,OMS,MUX/DMUX,OA,光层,客户侧信号-OTUk适配,STM-N/GE/10GE/2.5G POS/10G POS/ATM/SAN等,ODUk OTUk适配,客户侧信号 ODUk映射,电层,线路适配,业务适配,电层交叉连接,ROADM：光层交叉为核心,光层交叉连接,对波长/子波长交叉、调度、组网（ODU1/ODU2(e)/ODU3/波长颗粒）,OTN关键技术：G.709管理开销,通过引入3个电域子层，OTN具备丰富的管理开销，实现性能监控、故障管理和保护倒换等功能GCC维护信号用以进行故障隔离和告警抑制，减轻系统维护的负担APS/PCC开销可实现自动保护倒换功能,光复用段层（OMS）,光传输段层（OTS）,客户层,OTN层,3个电域子层,光信道层（OCh）,IP、ETHERNET、ATM、SDH/SONET,OTN关键技术：保护功能,可提供光层11、1：1或1：N保护，也可提供电层ODU SNCP保护可提供共享保护和专有保护可用于各种拓扑（链、环、网及其组合）基于控制平面的保护恢复技术,OTN关键技术：标准帧和FEC,ODUk：光数据单元,OTUk：光传输单元,OPUk：光净荷单元,OCH：光通道,OTM：光传输模块,用户业务,k 定义：k=1速率大约为2.5 Gbit/sk=2速率大约为10 Gbit/sk=3速率大约为40 Gbit/s,前向纠错编码（FEC）标准（R-S FEC）增强（EFEC）,OTN关键技术：TCM,ODU的TCM开销（串联连接监视）共有6个字段，支持最多6层嵌套、交叠的连接监视，适合跨域复杂组网环境即使在各个子网有重叠，嵌套等情况下，也能提供有效的监测,业界城域调度设备形态发展过程,VC交叉SDH设备,WDM,STM-64,VC交叉OTN接口,WDMROADM,G.709,ODUk电交叉+光电集成+ROADM,G.709,OTU1/2,OTU2/3,烽火780A/BW1600中兴S385M900华为OSN9500(灰光)1600G,华为OSN9500(彩光)+1600G/6800中兴ZXONE8600=(5800M820)ALU 16781626/1830马可尼MSH64E+M3000,华为OSN8800/6800英飞朗 DTN,第一代,第二代,第三代,SDHP2P WDM,SDH内核(OTN接口)WDM,ODUk内核光电集成ROADM,