100 G OTN传输技术应用浅析

覃开基++方壮鸿

摘 要：介绍了100 G OTN传输技术的现状和优势，针对其部署方案进行了分析和研究，分别从技术特点、配置方法、保护方式和混传方式等方面阐述了优化方案，并从技术上解决了城域传输网带宽扩容压力问题，以供相关单位参考和借鉴。

关键词：OTN技术；部署方案；混传方式；交叉连接

中图分类号：TN929.1 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.22.129

随着城市光网计划的实施，互联网用户的数量、宽带需求和应用种类呈快速增长态势。由目前业务容量爆炸式的发展趋势可预见，未来的数据业务承载已不能仅依靠现有的40 G OTN配置运行了。因此，100 G OTN超高速传输技术已成为当前网络传输应用的最佳选择。100 G OTN系统在理论和硬件方面均已成熟，在设备开发、系统调试等方面比较完善。在带宽需求不断增大的背景下，100 G OTN网络将会发挥更大的作用，满足人们对网络宽带的需求。

1 100 G OTN技术的特点

1.1 OTN设备的形态

OTN设备可从3方面界定：具备OTN物理接口（G.709）、ODUk级别的交叉连接能力（OTH（O/E/O））、OCh级别的交叉连接能力（ROADM）。因此，OTN的设备形态大致可分为具有OTN接口的WDM设备（DWDM+G.709）、具有OTN光交叉的设备（DWDM+G.709+ROADM）、具有OTN电交叉的设备（OTH）和具有OTN光电混合交叉的设备（DWDM+G.709+ROADM+OTH）。其中，前两类属于OTN在光层的应用形态，第三类属于OTN在电层的应用形态，第四类属于光电联合设备应用形态。

具体而言，第一类设备，即OTN终端复用设备的架构与DWDM基本相同，区别在于接口标准有差异，国内外主流运营商在近年来采用DWDM设备建设的骨干网中已经引入了G.709接口标准，并在建网思路、技术需求等方面明确提出了投标设备必须采用OTN技术的要求。图1为同时具备电交叉和光交叉的第四类OTN设备，而第二类设备不具备ODUk交叉模块，第三类设备不具备OCh交叉部分。

图1 OTN光电混合交叉设备系统功能参考模型

目前，国内运营商和国内设备市场主要以接口化的OTN设备和电交叉OTH设备为主，ROADM设备为辅。

1.2 OTN的保护方式

目前，商用OTN设备能提供较为完善的设备级和网络级保护。设备级保护主要包括主控板1+1保护、交叉板1+1保护和电源的1+1保护；网络级保护除了支持传统的光通道保护（OSNCP）、光复用段保护（OMSP）和光线路保护（OLP）外，还支持基于ODUk的1+1和1∶N保护、基于ODUk的环网保护和光波长共享保护（基于光通道的环网保护），其中，基于ODUk的环网保护与光波长共享保护主要应用于环形拓扑结构，其他保护方式的应用不受拓扑结构的限制。

2 100 G OTN技术的应用策略

根据业务的发展情况，100 G OTN技术可应用于核心路由器间的接口互联，大型数据中心间的数据交互，干线大容量、长距离传输等方面。

2.1 100 G OTN的部署方案

以国内运营商为例，中国移动于2013年大规模应用100 G OTN系统；中国联通和中国电信结合现网需求（比如客户侧低速率的业务较少），OTN网络的部署规模不大，而支持G.709接口的100 G WDM系统（即接口化的OTN）成为了干线主体。然而，考虑到100 G OTN的后续演进，对于现阶段新建的100 G WDM系统而言，建议在原则上支持向100 G OTN系统的升级，以应对未来的业务需求。

2.2 100 G OTN系统的配置方法

对于新建的100 G OTN网络，由于其对色散、PMD无限制，系统设计比40 G网络更简单。值得注意的有衰耗和非线性指标，可根据仿真计算的OSNR和Q值估算新建系统是否满足传输要求。100 G OTN系统的配置应遵循以下4项原则：①由于100 G网络具有非线性抑制的特点，当传输距离较长时，为了避免入纤功率过高而造成的非线性影响，建议适当控制入纤功率，并在有条件的情况下优先选择低损G.652光纤。②为了满足100 G OTN系统中的OSNR指标，网络跨段≤12时，如果采用硬判决，则最小的OSNR应>18.5 dB，如果采用软判决，则最小的OSNR应>16.5 dB；网络跨段>12时，如果采用硬判决，则最小的OSNR应>19 dB，如果采用软判决，则最小的OSNR应>17 dB。③目前，主流设备厂家的无电中继传输距离基本可达到1 000～1 500 km，但站间距离以80 km为宜，超过100 km时则会大大缩短无电中继传输距离，进而会增加建设和维护难度。④通常在100 G OTU客户侧采用100 G BASE-LR4/OTL4.4型光接口与100 G路由器互联的方式，其采用1 310 nm的窗口，并不适合承载在G.655光纤上。

2.3 100 G OTN保护方式的选择

由于受限于衰减效应，为了延长无电中继的传输距离，需要部署OLP段落。建议采用基于复用段的OMSP保护方式，避免采用多个光放段级联部署OLP的方式。

在通道层面，对于带电层交叉的100 G设备，应用最广泛的保护技术为SNCP保护。通过电层交叉可实现主、备用路由的切换。当不带电层交叉或主、备用路由采用不同厂家的设备组网时，光通道可采用客户侧1+1的保护方式。

3 100 G与10 G/40 G系统的混传方式

由于当前各运营商传送网络中存在大量的40 G平台，为了保护投资，100 G OTN与40 G的混传模式将在未来一段时间内长期存在。混传场景主要有以下2种。

3.1 相干100 G与非相干10 G/40 G系统混传

除个别情况外，现有10 G/40 G系统均采用DCM模块，以实现系统的色度、色散补偿。实验室测试表明，DCM模块对相干的100 G系统额外的OSNR影响较小。因此，只需系统OSNR参数可同时满足100 G和10 G/40 G的设计要求，即可实现兼容混传。然而，由于10 G波分均采用OOK的调制方式，对采用PM-QPSK编码调制的100 G系统混传影响较大，因此，在10 G与100 G混传时需要设置一定数量的隔离波道。

3.2 相干100 G与相干40 G系统的混传

对于40 G相干系统，目前业界有2种主流编码技术：①2相位调制PDM-B/SK，码速率为21.5 Gb/s，入纤功率与100 G相干接近，是最易实现平滑混传的解决方案；②4相位调制PM-QPSK，码速率为11.25 Gb/s，抗非线性较弱、入纤功率较低，与100 G相干混传的损失较大，需慎重选择，且在应用时也需要设置一定数量的隔离波道。

总而言之，如果现有40 G系统利用率不高，且采用了2相位调制相干方案，则可选择混传方案组网；其他情况下，为了保证传输系统的性能，并降低系统的综合成本，不建议采用多速率混传方案。

4 结束语

综上所述，从新型光传送体系定义中所涉及的客户业务发展方向看，100 G OTN设备只要将其拥有的技术优势、成本优势和应用优势发挥出来，并沿着大容量、长距离和智能化的方向不断发展，今后一定会成为网络传输业务的主流。

参考文献

[1]周健.100 G OTN大容量传输技术解析[J].邮电设计技术，2013（04）.

[2]陶源.100 G WDM/OTN系统关键技术及部署策略探讨[J].中国新通信，2013（22）.

〔编辑：张思楠〕