城域网引入分组增强型OTN技术的应用

引入分组增强型OTN的技术背景

随着宽带、IDC、移动互联网、大客户专线、0TT等各类高带宽、差异化业务的迅猛发展,运营商一方面面对着流量高速增长带来的迫切的网络扩容需求，另一方面又面临着网络复杂度提升、投资收益比下降的巨大压力。因此，网络扁平化和统一承载成了网络演进的必然方向，相关的城域传送网技术的演进是其中的重要一环，将对整体网络架构的优化完善造成巨大的推动作用。

粗略分析城域范围内大带宽(GE以上)业务具有以下的突出特点。

a)接人速率多样化：从GE、2.5G、nxG、10G、40G至100G皆有，需要传送网提供各种粒度的调度能力和汇聚能力。

b)承载业务多样化：包含IPMAN、Chinanet、IDC、EDC、内网平台、点对点1点对多点/多点对多点的大客户、移动回传等各类业务,需要传送网提供灵活高效的业务隔离能力。

当前在中大型本地网/城域网的核心层和汇聚层上，OTN系统已经得到了较为广泛的应用,但对于上述业务特点,传统的刚性OTN技术却面临以下技术不足。

a)调度颗粒大,小颗粒业务调度不灵活。

b)只支持透明传送,缺乏有效的分组业务处理手段。

c)不支持二层统计复用,传送效率较低,无法实现流量汇聚,端口汇聚能力不足。

分组增强型OTN技术以OTN的多业务映射复用和大管道传送调度为基础,引人二层以太网和MPLSTP分组交换和处理功能,适当兼容SDH等TDM业务处理能力。总而言之，POTN技术实现了L0WDMROADM光层、L1SDH/OTN层和L2分组传送层(含以太网和MPLS-TP)的功能集成和有机融合,从而能够作为统一的、灵活的、面向大流量和差异化业务的综合承载平台。

分组增强型OTN的技术简介

分组增强型光传送网(POTN)融合了光层(WDM/ROADM)、0TN和SDH层、分组传送层(以太网和/或MPLS-TP)的网络功能，具有对TDM、分组和波长的交换调度，并支持多层间的层间适配和映射复用，实现对分组、OTN、SDH、波长等各种业务的统一和灵活传送功能，并具备传送特征的OAM、保护和管理功能的网络。

POTN分层结构模型如图所示，其中，分组传送层(及SDH传送层)为分组增强型OTN相对传统OTN引人的新的逻辑处理层级。

分组增强型光传送网设备由传送平面模块、控制平面模块、管理平面模块和 DCN 模块组成。相比传统OTN设备,分组增强型OTN设备主要增加了以下功能。

a)层间适配功能：提供VC、分组到ODUk的适配功能。

b)分组处理功能：包括以太网处理或/和MPLS-TP处理功能,提供分组业务的适配、0oS和OAM处理等功能。

c)分组交换功能：提供基于以太网端口、VLAN和MAC地址的交换能力,或者基于MPLS-TPLSP和PW的交换能力。

d)VC交叉功能：支持高阶通道VC4级别的调度功能,并提供级联条件下的VC通道交叉处理能力。

e)保护功能：提供基于以太网、MPLS-TP的分组业务保护功能和基于VC4、0DUk、0Ch的通道层保护功能以及层间保护协调能力。

其中传送平面有以下2种逻辑功能模型，即板卡式和集中交叉式2类。

板卡式POTN设备。主要是在现有OTN设备中增加了分组增强型的业务板卡，在客户侧先对各种业务进行封装，再通过0DUk交叉板对封装的业务进行交换，最终进入线路侧。由于板卡式POTN设备基本不涉及对现有OTN设备的背板总线架构、交叉矩阵和线路板卡的调整，因此传统OTN设备可以通过软件功能升级和支路板卡升级的方式实现向板卡式POTN设备的平滑演进，对现网改动较小，成本也较低。

板卡式POTN设备对以太网QoS的支持能力较好，但对以太网OAM的支持能力有限。受限于分组交换芯片的集成度，其支路板卡的分组交换能力基本小于100/Gbivs，背板总线不大于40/Gbivs。且由于交叉能力限制于板卡内部，无法实现跨板卡的业务调度和处理，综合承载能力有限。

总而言之，板卡式POTN设备形态不是完整意义上的分组增强型OTN，并不能通过单一的交叉板卡实现多业务的统一调度。

集中交叉式POTN设备。主要为通过集中交叉板完成0DUk交叉、VC交叉和分组交换功能，相比较而言其性能更为强大、业务调度能力更加灵活。根据交叉功能的不同实现方式，集中交叉式POTN可进一步分为以下2种结构。

a)多核交换结构：交叉矩阵内含有0DUk交叉、分组交换(及可选的VC交叉)等不同的交换芯片,通过层间适配和线路接口处理后可映射至不同的OCh内。b)基于切片的统一交叉结构：可对TDM业务和分组业务进行统一的切片处理，再根据控制管理协议实现交换，其中分组交换和TDM交叉的容量比例可以任意调整。

从设备总线设计、容量扩展性、业务调度处理能力和组网灵活性来看，统一交叉结构的POTN设备更具优势，将是分组增强型OTN的主要设备形态。

引入需求和策略分析

高等级点对多点大客户业务

目前部分高等级点对多点大客户具备以下典型的流量和组网需求特征

a)分头数量较多，单个分头流量为数十M至100M；分头的地域分布较为分散。

b)总头流量较大，为GE~10GE。为了降低成本，客户有较强烈的流量汇聚需求。

c)业务种类较多，客户侧希望实现多种业务“一纤通接人”；同时，部分业务(如TDM、金融交易等)有较严格的时延要求。

现有的MSTPISDH专线、以太网专线等承载手段无法同时兼顾上述各项需求特征，在带宽、组网能力、QoS等方面有各自的缺陷。

而POTN是满足高等级点对多点大客户业务的首要解决方案。不仅可为各类用户灵活地提供100M~nxGE的以太网专线业务，还可提供汇聚型应用，同时用户隔离可采用以太网中的VAN机制或MPLS-TP中的LSP/PW机制，从而满足高等级点对多点大客户的核心需求。

来源：邮电设计技术