通信熱點(diǎn)聚焦：分組OTN技術(shù)解析

帶寬飛速增長和業(yè)務(wù)的IP化是當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的兩大核心驅(qū)動。各種高帶寬數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的興起及發(fā)展使得傳送網(wǎng)由時(shí)分復(fù)用發(fā)展到了波分復(fù)用,波長速率由2.5G、10G發(fā)展到了100G，調(diào)度顆粒由M級別的VC發(fā)展到了G級別的ODUk。OTN技術(shù)兼具SDH和WDM技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，提供了海量帶寬、快速靈活的業(yè)務(wù)調(diào)度能力以及完善的OAM功能，在海量帶寬時(shí)代已經(jīng)成為多業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)傳送平臺，在干線、城域核心、匯聚層面得到了廣泛的部署，隨著大帶寬OLT的下沉以及大顆粒專線業(yè)務(wù)的出現(xiàn)，緊湊型OTN已經(jīng)部署到了接入層面。業(yè)務(wù)的IP化使得OTN在網(wǎng)絡(luò)中的承載接口逐漸聚焦，OTN承載的主要業(yè)務(wù)為路由器之間的互聯(lián)、固網(wǎng)寬帶的OLT上行、分組化了的大顆粒專線等，這些業(yè)務(wù)的物理接口基本上為各種速率的以太網(wǎng)，如何高效地承載分組業(yè)務(wù)也就成為了OTN技術(shù)的新熱點(diǎn)。

以上發(fā)展趨勢給運(yùn)營商帶來了發(fā)展機(jī)遇，但帶寬上去了，收入并沒有顯著增加，增量不增收的剪刀差是一直困擾運(yùn)營商的問題。如何有效利用網(wǎng)絡(luò)帶寬，實(shí)現(xiàn)流量的精耕細(xì)作，提高管道的智能性，是運(yùn)營商在“去電信化”大趨勢下的核心關(guān)注點(diǎn)。

做為傳送網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)平臺，傳統(tǒng)的OTN提供的是剛性的管道，對于帶寬不滿的分組業(yè)務(wù)承載效率較低。對分組業(yè)務(wù)傳送進(jìn)行有針對性的優(yōu)化，在OTN上提供部分分組功能，可以事半功倍地提升整個(gè)承載網(wǎng)絡(luò)的效率。例如，對于固網(wǎng)寬帶上行業(yè)務(wù)，可根據(jù)端口帶寬的利用情況，對于帶寬較滿的分組業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)高效的透傳，對于帶寬利用率較低的分組業(yè)務(wù)則采用統(tǒng)計(jì)復(fù)用以提升承載效率。又如，核心路由器端口昂貴，在海量帶寬的壓力下不堪負(fù)荷，且絕大部分業(yè)務(wù)僅作簡單的轉(zhuǎn)發(fā)，對于這一部分業(yè)務(wù)可以在光層旁路(bypass)，來提高整網(wǎng)效率。此外，隨著移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，內(nèi)容提供商的崛起，虛擬運(yùn)營商的涌現(xiàn)，高附加值的專線業(yè)務(wù)逐漸成為運(yùn)營商收入的重要來源，將專線直接承載在OTN上，既簡化了網(wǎng)絡(luò)層次，又加速業(yè)務(wù)開通時(shí)間，有助于運(yùn)營商在競爭中占得先機(jī)。

因此，在OTN上增強(qiáng)分組功能已成為業(yè)界共識，目前主流設(shè)備商均已推出了覆蓋網(wǎng)絡(luò)各個(gè)層面的分組OTN設(shè)備。

在OTN上實(shí)現(xiàn)分組功能主要有兩種類型，一種是現(xiàn)有OTN設(shè)備增加支持分組交換和處理的業(yè)務(wù)板卡，將分組交換矩陣構(gòu)建在業(yè)務(wù)板卡上，分組交換僅能在板卡內(nèi)進(jìn)行;另一種是在OTN上支持集中的分組交換平面，可以實(shí)現(xiàn)跨業(yè)務(wù)板卡間的靈活分組交換。

板卡級分組OTN又有支線路分離和支線路合一兩種方式，在支線路分離方式中，在板卡內(nèi)部完成分組處理和交換后，將分組業(yè)務(wù)封裝到ODUk或ODUflex后，再進(jìn)入OTN交叉矩陣中進(jìn)行交叉，在支線路合一方式中，板卡內(nèi)部完成分組處理和交換后，將分組業(yè)務(wù)封裝到OTUk后直接上線路傳輸。

前一種方式功能簡單、成本也很低，因此主要用于緊湊型OTN設(shè)備，在城域匯聚接入層面得到了廣泛的應(yīng)用。支線路分離方式可以通過OTN交叉來實(shí)現(xiàn)一定的靈活性，并且可以在現(xiàn)網(wǎng)OTN設(shè)備上通過增加分組板卡的方式來平滑升級，在靈活的分組能力與保護(hù)現(xiàn)網(wǎng)投資之間取得了一個(gè)良好的平衡，是現(xiàn)網(wǎng)OTN演進(jìn)到分組OTN的較好選擇。

集中式分組OTN也有兩種實(shí)現(xiàn)方式。采用雙平面方式可以從現(xiàn)網(wǎng)OTN升級到分組OTN，但雙平面方式在一款設(shè)備中同時(shí)采用了兩個(gè)獨(dú)立的交叉矩陣，資源浪費(fèi)較大，成本和功耗都很高，而且升級時(shí)還需要更換交叉板，基本不具備網(wǎng)絡(luò)部署價(jià)值。

通用信元交換方式是目前業(yè)界在實(shí)現(xiàn)分組OTN時(shí)的主流技術(shù)，各主流設(shè)備商的主打OTN產(chǎn)品都是基于此技術(shù)實(shí)現(xiàn)的，標(biāo)準(zhǔn)組織OIF的OPF(ODUk over Packet Fabric)協(xié)議也對其進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)的定義。在這種方式中，設(shè)備的核心是一個(gè)通用信元交換矩陣，ODUk、分組等各種類型的業(yè)務(wù)均在業(yè)務(wù)板卡中進(jìn)行信元切片，之后信元進(jìn)入通用信元交換矩陣，交換到線路側(cè)板卡后，封裝到OTUk上線路傳輸。采用這種技術(shù)的分組OTN設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)大容量分組業(yè)務(wù)的靈活交換，并且實(shí)現(xiàn)100%分組到100%OTN的任意比例業(yè)務(wù)的交換，適合新建在OTN網(wǎng)絡(luò)中部署。

在分組OTN應(yīng)用中，采用分組和OTN業(yè)務(wù)混合線路板卡(見圖1)，將分組業(yè)務(wù)和OTN業(yè)務(wù)混合匯聚到同一塊線路板卡中傳輸，可以顯著提高OTN帶寬利用率，并減少線路側(cè)單板類型，簡化運(yùn)維。

采用分組和OTN業(yè)務(wù)混合線路板卡

分組OTN應(yīng)用場景

分組OTN首先是一款OTN設(shè)備，可以覆蓋傳統(tǒng)OTN的所有應(yīng)用場景，本文主要聚焦在OTN增強(qiáng)分組功能之后的應(yīng)用，對于分組OTN的傳統(tǒng)應(yīng)用場景不再贅述。

前文已經(jīng)提到分組OTN在固網(wǎng)寬帶上行、路由器旁路、專線等業(yè)務(wù)承載上的優(yōu)勢，網(wǎng)絡(luò)部署分組OTN后，如圖2所示，運(yùn)營商可根據(jù)業(yè)務(wù)需要，靈活選擇業(yè)務(wù)的承載和傳送方式。在骨干核心層，對于路由器互聯(lián)業(yè)務(wù)，可以根據(jù)路由器的負(fù)載情況選擇OTN透傳或OTN分組處理來實(shí)現(xiàn)旁路功能。在核心和匯聚層，可根據(jù)寬帶上網(wǎng)流量選擇OTN透傳或OTN分組處理來實(shí)現(xiàn)帶寬收斂和端口轉(zhuǎn)換。對于專線業(yè)務(wù)，可根據(jù)業(yè)務(wù)的等級、業(yè)務(wù)的顆粒、帶寬利用情況等情況選擇OTN透傳或OTN分組處理。對于移動回傳業(yè)務(wù)，可直接在OTN上透傳，或采用OTN分組功能來與現(xiàn)網(wǎng)PTN/IPRAN/MSTP互聯(lián)互通，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的端到端性能保證。

總之，OTN做為傳送網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)平臺，主要實(shí)現(xiàn)多種業(yè)務(wù)的綜合承載，引入分組處理功能以后，可對分組業(yè)務(wù)進(jìn)行更加靈活高效的處理，從而提高了全網(wǎng)的效率。

分組OTN應(yīng)用場景

分組OTN的演進(jìn)和部署

不同的分組OTN技術(shù)在不同的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層面各有所長，在新建或現(xiàn)網(wǎng)演進(jìn)上也是各具優(yōu)劣。

現(xiàn)網(wǎng)目前已經(jīng)部署了大量的基于時(shí)隙交叉的OTN設(shè)備，通過在現(xiàn)網(wǎng)OTN上直接增加分組板卡的方式，可以平滑支持分組OTN功能。這種升級方式可以高效地支持路由器旁路、寬帶上行等應(yīng)用場景。對于新建的OTN網(wǎng)絡(luò)，可以直接采用基于通用信元交換的OTN設(shè)備，未來有OTN上的分組需求時(shí)，可以直接增加分組板卡和混合線路板卡來升級到分組OTN，以支持未來涌現(xiàn)的各種分組應(yīng)用場景。

對于新建的分組OTN網(wǎng)絡(luò)，在骨干核心層，可直接采用基于通用信元交換的分組OTN設(shè)備，以提供大容量的分組處理能力，在邊緣接入層，則可以采用板卡級的緊湊型分組OTN設(shè)備，以提供低成本低功耗的解決方案。