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光通信
2020/6/16 09:42

迈入全光网2.0时代 OTN必将大有可为

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利用光进行信息传输的方式可以说历史悠久,古时代的“烽火台”就已经让人们体验了通过光来传输信息的便捷性。然而,这种原始的光通信方式比较落后,受限于肉眼可见的传输距离,可靠性并不高。随着社会信息传递的发展需求,进一步促进了现代光通信的诞生。

开启现代光通信技术

1800年,亚历山大 贝尔(Alexander Graham Bell)发明了“光话机”。

1966年,英籍华人高锟提出了光纤传输理论,但当时光纤损耗高达1000dB/km。

1970年,石英光纤和半导体激光器技术的研发,使得光纤损耗降低到20dB/km,且激光强度高、可靠性强。

1976年,光纤技术的继续发展,使得损耗已减小至0.47dB/km,这意味着传输媒质的损耗问题已解决,推动了光传送技术的蓬勃发展。

 

回顾传送网发展历程

传送网历经四十余载时间,总结来看经历了PDH、SDH/MSTPWDM/OTN、PeOTN的技术发展和代际革新。

 

第一代提供语音服务的有线网络,采用了PDH((Plesiochronous Digital Hierarchy,准同步数字体系)技术。

第二代提供Web上网服务和TDM专线,采用了SDH(Synchronous Digital Hierarchy,同步数字体系)/ MSTP(Multi-Service Transport Platform,多业务传送平台)技术。

第三代开始支撑视频业务和数据中心互联,采用了WDM(Wavelength Division Multiplexing,波分复用)/ OTN(Optical Transmission Network,光传送网)技术。

第四代保障4K高清视频和品质专线体验,采用了PeOTN(Packet enhanced OTN,分组增强型OTN)技术。

在早期前两代发展阶段,面向语音服务、Web上网以及TDM专线业务,以SDH/MSTP同步数字体系技术为代表,支撑Ethernet,ATM/IMA等多种接口接入,可以将CBR/VBR等不同业务封装到SDH帧中,物理隔离硬管道,聚焦低速小颗粒业务承载。

 

进入第三代发展阶段后,随着通信业务容量迅速增长,特别是视频、数据中心互联业务带动了网络带宽的提速。以WDM技术为代表的光层技术,使一根光纤承载更多业务成为可能,特别是DWDM(密集波分复用)技术已经在国内各大运营传送网中得到了广泛应用,彻底解决了传输距离、带宽容量的问题。纵观网络建设规模,80 × 100G在长距离干线上已经成为主流,80 × 200G本地网城域网中发展迅速。

 

面向视频、专线等综合业务承载,要求底层的传送网需要具备更多的灵活性和智能性,因此,OTN技术逐渐浮出水面。OTN是由ITU-T G.872、G.798、G.709 等协议定义的一种全新的光传送技术体制,它包括光层和电层的完整体系结构,对于各层网络都有相应的管理监控机制和网络生存性机制。从目前国内建网趋势来看,OTN已经成为传送网的标准,特别是在运营商的本地网、城域网建设中,基本都采用了基于电层交叉的OTN技术,利用支线路分离的架构,实现网络侧和线路侧的解耦合,大幅提升了组网的灵活性和业务的快速开通和布署能力。

面向业务承载网转型

面向社会经济各个领域的数字化转型进一步加速,带来了整个ICT行业和数字经济的并行发展,推动并引发了行业的深刻变革。随着垂直行业涌入大量的创新型企业,正在不断重构传统行业和运营模式和商业模式,其中包括:金融、政务、医疗、教育、工业等各领域。面对日与俱增的高品质、差异化的业务连接诉求,PeOTN技术逐步开始广泛应用。

从传送管道角度看,L0、L1和L2各具特点:

· L0和L1层提供以波长λ和子通道ODUk为代表的刚性“硬”管道,大带宽、低时延是其主要优势。

· L2层能够提供弹性的“软”管道,管道带宽与业务完全匹配且随业务流量的变化而变化,灵活、按需是其主要优势。

融合SDH/MSTP/MPLS-TP对小颗粒业务承载的优势,形成L0+L1+L2的传送网方案,构筑了多业务传送平台PeOTN,打造一网多能的综合承载能力。2009年,ITU-T扩展了OTN支撑多样化业务的传送能力,正式将PeOTN纳入标准。

 

近几年,全球运营商纷纷发力政企专线市场,国内三大运营商都在积极开展OTN政企专网的建设,各省企业也大力投入,至今已有超过30个省企业运营商开通了OTN高品质专网,并发布了基于PeOTN的高价值专线产品,推动将光传送网从“基础资源网”走向“业务承载网”。

 

成立于中国的NGOF(下一代光网络论坛)联合业界专家共同组建了一个专线技术项目组,致力于制定专线发展的规范,2018年和2019年,NGOF连续发布了《面向云时代的高品质专线技术白皮书》,阐述了OTN品质专线的五星级评价体系。

 

同时,OTN网络在开放和解耦方面也在持续创新发展,并且取得了很好的成绩。

2018年11月,北京联通正式发布了“Smart Link”智慧专线,基于PeOTN网络的SD-OTNN智能管控平台,贯穿打通政企专线的全流程服务。

2019年10月,中国移动在SOTN(SDN OTN)政企专网上,完成OTN CPE在转发和管控的两层解耦。在转发解耦上,本地网OTN CPE与干线设备异厂商通过IrDI接口互通,并实现管控信息透传;在管控上,OTN CPE与SDN控制器解耦,实现移动自研或第三方控制器控制OTN CPE。

2020年5月,上海联通完成“SDH + PeOTN”一体化升级,通过在OSS系统加载SD-OTN,实现SDH和PeOTN跨域、跨网的统一管控,支撑端到端业务的快速开通、带宽在线灵活调整等。

赋能全行业创新应用

中国在全光网的发展上一直走在世界前列,并持续引领着光产业的发展方向。由此引出了全光网发展的两个产业代际:以全光纤网为特征的全光网1.0时代,以全光自动调度为特征的全光网2.0时代。伴随国内三大运营商相继开启ROADM/OXC、200G/400G、光网自动化管控系统的商用部署,中国已经全面迈入全光网2.0时代,由此也为行业创新应用的孵化创造了更多可能性。

 

全光网基于光纤介质传输,具有天然硬隔离的属性,是安全性最高的信息传输技术,不仅可以提供可保障的带宽速率,配合ASON技术,支撑最高可达99.999%的安全;基于端到端的全光网,波长一跳直达,可以提供确定性的低时延保障,传输时延可达微秒级;基于光网自动化管控系统,支撑分钟级的业务开通,实现业务的在线自管理。

随着NG OTN(下一代OTN,第五代)技术的出现,则将为全光网走向千行百业奠定坚实基础。2019年12月,在中国通信标准化协会(CCSA)完成下一代OTN技术行业标准立项;2020年2月,中国移动在山东青岛完成业界首个NG OTN现网试点;2020年5月,新葡萄京娱乐场手机版率先完成M-OTN(Multi-service OTN)样机测试,标志着下一代OTN技术实现了里程碑式的突破。该技术支撑更多的业务连接数,更高的网络资源利用率,可以灵活适配各类新兴业务的按需承载需求。

以全光网2.0为代表的新型基础设施建设作为数字经济的基石,将推动OTN在新时代的浪潮中发挥更重要作用,助力中国数字经济的持续高质量发展。

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