OTN传输网络扩容优化与

吴坚

（广东省电信工程有限公司）

1引言

随着光通信技术的快速发展，接入网已由普通模拟用户环路演变成光接入网，而OTN技术的优势也在接入网方面凸显的淋漓尽致。传输网络是所有通信业务层和支撑层的平台，是所有业务的关键通道，OTN技术又是传输网络的灵魂。如何通过OTN网络进行优化应对现阶段业务多样性、承载更多用户等问题已然成为业内炙手可热的话题。

2ONT相关内容的概述

2.1ONT传输网络的概念

OTN是以波分复用技术为基础、在光层组织网络的传送网，是下一代的骨干传送网。OTN是通过G.872、G.709、G.798等一系列ITU-T的建议所规范的新一代“数字传送体系”和“光传送体系”，将解决传统WDM网络无波长/子波长业务调度能力差、组网能力弱、保护能力弱等问题。OTN跨越了传统的电域（数字传送）和光域（模拟传送），是管理电域和光域的统一标准。OTN处理的基本对象是波长级业务，它将传送网推进到真正的多波长光网络阶段。由于结合了光域和电域处理的优势，OTN可以提供巨大的传送容量、完全透明的端到端波长/子波长连接以及电信级的保护，是传送宽带大颗粒业务的最优技术。

2.2OTN传输网络的特点

OTN概念涵盖了光层和电层两层网络，其技术继承了OTN 和WDM的双重优势，关键技术特征体现为：

（1）多种客户信号封装和透明传输。基于ITU-TG.709的OTN帧结构可以支持多种客户信号的映射和透明传输，如OTN、ATM、以太网等。目前对于OTN和ATM可实现标准封装和透明传送，但对于不同速率以太网的支持有所差异ITU-TG. sup43为10GE业务实现不同程度的透明传输提供了补充建议，而对于GE、40GE、100GE以太网、专网业务光纤通道（FC）和接入网业务吉比特无源光网络（GPON）等，其到OTN帧中标准化的映射方式目前正在讨论之中。

（2）大颗粒的带宽复用、交叉和配置。OTN目前定义的电层带宽颗粒为光通路数据单元（O-DUk，k=0，1，2，3），即ODUO （GE，1000M/s）ODU1（2.5Gbit/s）、ODU2（10Gbit/s）和ODU3（40Gbit/s），光层的带宽颗粒为波长，相对于OTN的VC-12/VC-4的调度颗粒，OTN复用、交叉和配置的颗粒明显要大很多，对高带宽数据客户业务的适配和传送效率显著提升。

（3）强大的开销和维护管理能力。OTN提供了和OTN类似的开销管理能力，OTN光通路（OCh）层的OTN帧结构大大增强了该层的数字监视能力。另外OTN还提供6层嵌套串联连接监视（TCM）功能，这样使得OTN组网时，采取端到端和多个分段同时进行性能监视的方式成为可能。

（4）增强了组网和保护能力。通过OTN帧结构、ODUk交叉和度可重构光分插复用器（ROADM）的引入，大大增强了光传送网的组网能力，改变了基于OTNVC-12/VC-4调度带宽和WDM点到点提供大容量传送带宽的现状。前向纠错（FEC）技术的采用，显著增加了光层传输的距离。另外，OTN将提供更为灵活的基于电层和光层的业务保护功能，如基于ODUk层的光子网连接保护（SNCP）和共享环网保护、基于光层的光通道或复用段保护等，但目前共享环网技术尚未标准化。

3OTN传输网络系统现状分析及扩容优化思想3.1OTN网络现状

随着日益增长的新业务特别是数据业务的发展，电信运营商面临着的问题，日益增长的用户需求和固有的网络语音业务运行维护模式之间的矛盾。主要体现在：

3.1.1业务多样性的发展趋势和现有网络之间的矛盾

用户需要更多的速率要求和更灵活的服务要求，例如用户要求运营商提供10/100Mbit/s和10Gbit/s以太网业务端口，某些用户还要求按照不同的服务等级SLA（如按流量、时段）、不同的可靠性等级灵活地进行计费等。而现有网络以语音业务为基础，提供kbit/s，128kbit/s，2Mbit/s为主和少量155Mbit/s业务端口，不能适应满足用户的需求。

3.1.2现有网络无法满足大客户和重点地区的业务需求发展

据统计，占运营商用户总量20%的大客户带来的收入占运营商总收入的比例到达70～80%，因此满足大客户的业务需求关系到运营商的盈利和发展。而针对新兴的科技园、大学城、高档小区、金融区等业务量大、发展快的大客户地区，现有网络的扩展性不足，网络资源不足，结构不合理，不能迎合相应的需求。

3.2OTN网络扩容优化思路研究分析

通信运营商所关心的问题，除了新建OTN的组网设计和规划，还有的OTN网的优化和扩容，提高现有网络的带宽利用率，创造更多经济效益。

对于OTN网络扩容所需要的数据主要包括以下几个方面：（1）各个站点设备数量类型统计；

（2）设备端口、槽道配置和利用率；

（3）任意两个站点间业务量统计；

（4）网络中通道（STM-1/STM-4/STM16/STM）配置情况；

（5）转接电路增长情况；

摘要：结合在网络优化维护工作中的一些经验，提出了OTN网络的目标架构，并且对OTN网络优化工作中发现的问题提出相应的优

化建议，为规划和维护网络优化工作提供有益的参考。

关键词：OTN；扩容；网络拓扑

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广东科技2012.12.第23期（6）环数据统计——

—环上结点数、设备类型、环利用率、保护方式、环内业务和跨环业务。

通过对上述数据的采集和分析，生成一些符合运营商要求的数据和图表。深入分析这些数据和图表之后，制订网络扩容方案。

4OTN网络优化案例分析

4.1OTN现网背景分析

A市具有一定的城域本地光传输网络资源，并在已有的传输网核心层建有STM-16OTN ADM设备和DXC设备，在汇聚层有STM-16/STM-4OTN设备，在接入层有STM-1/STM-4 OTN设备和部分PDH设备。其网络是主要是针对语音业务，所以整个网络最小颗粒业务以2Mbit/s（VC-12）为主，并提供少量STM-1（VC-4）业务。

原来的网络路由设置情况为，核心6大汇接局，各局间通过2个环，使得任何两个区之间都有两条直达路由相连。区内任何一个节点分别都有直达路由到达区内的两个汇接局。这样一来大大增强了业务的鲁棒性（如图1）。

这样的网络拓扑和路由非常适合语音网的特点。但是按照原有网络的路由，103～203节点和103～303节点都没有直达路由，分别是通过六大汇接局转接，而103～203节点之间有9个VC-4业务量，103～203节点之间有11个VC-4的业务量，几乎接近它们到本区内直达路由汇接局的业务量。104节点的情况也类似这样。所以在优化OTN网络时，要对路由进行部分重新的设置。

在优化网络时，我们也需要了解其他因素，如发展快的新兴地区和周边环境。

通过表1，我们发现有些局站是长途局（103），移动局（203）、数据局（304）、国际出口局（303）以及新兴科技园区（104）。这些局站是重要的业务地或者未来增长较快的节点。

4.2优化方案分析

4.2.1系统设备的优化

对于核心站点来说，要选择超大容量、多光口的新一代OTN平台，而且该设备要有很高的可扩展性和升级性、高可靠性、易于灵活配置、支持多种保护方式，也具备向智能网络演进的能力。对于接入层来设备来说，最重要的问题是如何提供更灵活更多的新业务的接入。

总的来说，在进行设备选择或替换时，选择占地面积小，功耗低，集成度高，业务可扩展性强的设备以降低网络运营成本。

4.2.2组网拓扑优化的分析

根据之前对A市网络状况的分析，在原网6大汇接局核心节点101，102，201，202，301，302的基础上，根据业务发展的趋势和增长，增加6个汇接局核心节点构成新建的OTN传输网的核心层。

如图2所示，原来6个汇接局核心节点间构建网孔状的拓扑，3个汇接局内的各个核心节点间构建全网孔状的拓扑。A区101，102，103，104，105，106间在物理上组成部分网孔状拓扑，即任何一点到核心点101，102都有直达路由。

弱化原网6大汇接局的转接功能，汇接功能限于收敛非核心节点的业务转接或者其他核心节点的少量跨区业务。当不同区的核心节点间两两之间的直通业务达到比较高的流量，可以直接建立直达路由，再根据新增直达路由由组建新的环路，提高的网络效率。如104-105-206节点之间的业务量比较集中，可以构建一个三点环，提高网络传输效率。

基于以上网络连接，可以组建不同保护方式的逻辑环，这些环可以是10Gbit/s环也可以是2.5Gbit/s环。郊区站或者业务量暂时较小的市区站，可以通过“8”字环的方式接入到本区的核心站点。

通过之前对OTN的优化核心节点和路由设置，打破6大汇地区站点局号STM-STM-16STM-1Gbe（千兆以太网

）站点背景情况

1112482传统的语音交换汇接局

1112482传统的语音交换汇接局

22320传统局所在地

20320新兴科技园区

20320

20320郊区局

20320郊区局

60320

B

201910481传统的语音交换汇接局

202910321传统的语音交换汇接局

20322320移动局所在地

20422320

20522320郊区局

20622320郊区局

C

3011418481传统的语音交换汇接局

3021418481传统的语音交换汇接局

30322320国际出口局所在地

30422320数据局所在地

30522320

30622320郊区局

30722320郊区局

A

101

102

103

104

105

106

107

108

表1各站点业务端口需求和背景情况

科技探索与应用

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广东科技2012.12.第23期接局和3个区划分的概念，之后我们可以根据现实情况业务的流向和流量建立大量直达路由，把103，104，203，303，304归为核心站点。核心站点在优化网络之后达到了11个。

4.3优化效果

通过对A市OTN网络扩容优化，使得网络满足该电信运营商多业务的需求，迎合了多业务多用户的发展需求，提升了OTN网络电路和通道的利用率，加强了网络分层结构清晰度，为运营商创造了最大化的经济效益。

4.4OTN网络架构的一些问题

4.4.1OTN网络光缆迂回同缆成环或同路由

由于城区路由或机房出局路由有限，造成了OTN网络有少量同缆成环，这在后续工程中增加第二路由光缆来解决。

4.4.2OTN光放段过长，超过100km

OTN光放段过长，容易造成光功率过低，可以采用在站点间增加OLA光放来解决。

4.4.3汇聚层没有直达光缆，跳接点过多

由于跳接点较多，光缆无论是损耗还是故障盘查都不方便，更重要的是汇聚层使用了大量跳接光缆后，很容易造成汇聚层与接入层等光缆同路由却不容易发现，因此建设汇聚层的直达光缆是很有必要的。

4.4.4OTN电交叉子架单配，导致不能在业务侧进行负荷分担

由于OTN为大容量设备，单电交叉子架将造成大量的业务集中在一个子架上，特别是中心机房，一旦出现故障将造成大量业务丢失，因此增加OTN电交叉机架，进行适当的风险分担是很有必要的。

4.4.5本地网OTN环路过长（≥600km，或所带旗县超过3个）

环路过长将造成故障概率增大，因此尽量在建网中控制环路的长度。

4.4.6核心机房业务过于集中，OTN环网共设备，需要设备分离，降低风险

对于中心机房设备，业务量非常集中，一旦失效影响面很大，而且由于OTN设备本身容量，对网络的长远发展存在瓶颈，因此很有必要在中心机房对不同层次的设备进行适当分离，对本地/城域/核心采用不同的OTN设备，降低风险，同时也提高网络长远的扩容余量。

5总结

随着OTN传输网络扩容优化工作进一步提升，OTN传输网络架构越来越合理，必将提升网络资源利用率，为运营商和用户创造双赢的局面，也为新一代的光接入网传输系统朝着多业务化和智能化发展奠定基础。

参考文献：

[1]顾生华，主编.光纤通信技术.北京邮电大学出版社，2005年1月.

[2]朗讯科技中国有限公司光网络部编著.光传输技术.清华大学出版社，2003年10月.

[3]刘国辉.光传送网原理与技术.北京邮电大学出版社，2004年10月.

当前，国际低成本自动化技术的发展主要包括软测量技术、先进控制技术、IPC控制模块，还包括低成本自动化在CIMS 与工业综合自动化技术的应用，中小企业由于自身在经济和资产上的，对低成本自动化系统有着更为明显的需求，这也决定了低沉本自动化系统将是钢铁行业电气自动化发展的重要趋势。

2.2高级控制策略

当前，PID仍然是应用最为普遍的控制策略，但也有其他控制策略例如优化控制、自适应控制、模型预测控制，逐渐开始被应用。传统的控制理论难以适应某些数学模型建立困难、复杂性高、变化大的控制过程，而智能控制却对此总控制过程具有良好的适应性，尤其是对于复杂程度较高的综合控制系统，分级逐级阶智能控制的方式受到了显著的经济与技术效果。作为控制理论发展的第三阶段，智能控制有着十分广阔的发展空间。

2.3EIC一体化系统

EIC一体化控制打破了传统的计算机、仪表、电气三者之间在控制设备方面的专业界限与分工，解决了DCS系统无法做到的逻辑控制与PLC系统难以对模拟量进行控制的缺点，完全符合被控制设备要求的数据处理、顺序控制、模拟控制作为一个整体的需求，极大的提高了系统的实用性与操作性。三点一体化后，传统的三电分离式控制系统的软件与硬件实现了共享，极大的减少了设备投资与软件系统的工作量，既简化了工作程序，又降低了成本投入，使得钢铁行业的自动化水平得以极大的提高，以上优点决定了EIC综合一体化系统将是钢铁行业电气自动化发展的重要方向。

3总结

总而言之，随着科学技术的不断进步，钢铁行业的自动化与信息化水平也获得了极大的提高，电气及自动化技术作为钢铁行业发展的重要方向，也正引起了业内人士与社会各界的广泛关注，然而，与国际先进的自动化水平相比，我国钢铁行业的自动化水平还存在明显的不足，相关人员只有不断提高自身的专业素质，冷静的分析我国钢铁行业在自动化、电气化方面存在的额不足，提出科学合理的解决措施，才能推动钢铁行业不断发展，为社会主义建设做更大的贡献。

参考文献：

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[2]刘泽辉.中国钢铁行业供应现状分析及发展战略[J].商业文化（下半月），2011（01）.

[3]陈溪.技术创新在韩国钢铁产业发展中的作用[J].企业家天地下半月刊（理论版），2010（03）.

[4]马云俊.从模仿创新到自主创新——

—我国钢铁产业技术进步路径转换研究[J].沈阳工程学院学报（社会科学版），2008（01）.

[5]从2006年到2010年钢铁产品技术方面的关键技术[J].涟钢科技与管理，2008（02）.

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