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MS—OTN关键技术研究

范文

马敏李永嫚周楠

摘要：传送网络的本质是提供真正优质的管道满足业务传送需求，当业务的传送需求变得越来越高，传统网络已难以满足时，MS-OTN应运而生。文章分析了MS-OTN的系统架构，并对MS-OTN的大容量线卡和MPLS-TP两个关键技术进行了分析和研究。

关键词：MS-OTN；系统架构；大容量线卡；MPLS-TP

近年来，随着视频业务的快速增长、移动互联网的飞速发展、云计算等新业务的快速应用，对网络带宽的需求不断增大；同时网络新应用对传送网管道的品质要求也越来越高。传统网络为了满足业务的传送需求，不断增加各种设备，如交换机、路由器、SDH和WDM等[1]。发展至今，己带来如设备的不断堆叠，导致光纤资源不足；端到端业务跨越的设备种类和数量不断增多，业务开通与调度十分缓慢；端到端业务在相互隔离的不同技术平面上处理，运维管理难度越来越大；带宽无法灵活分配，资源浪费等问题。单一技术层次的设备都己无法满足需求。对于网络的下一步演进，业界的共识是新型传送设备能够融合LO（光层）/Ll （TDM层）/L2 （ETH/MPLS层），多平面协同工作，提升传送效率，从而获得更大带宽、更高品质、更低成本的传送网络[2]。

多业务光传送网（ Multi-Service Optical TransportNetwork，MS-OTN）顺应传送网络的发展趋势，融合OTN，TDM和分组3个平面的技术，使LO/L1/L2协同工作，其先进的网络架构、由L2带来的更高的带宽承载效率、简单的运维管理可完全满足带宽、品质与成本方面的综合要求，是构建面向未来传送网络的理想选择[3]。

1 MS-OTN系统架构

MS-OTN的核心理念是“All in One”。MS-OTN的三大特点为：（1）多业务接入。能够接入任意速率的任意业务（SDH， SONET， PDH， ETH， FC，SDI，PON，SAN，CPRI……）。（2）统一交叉。融合LO+L1+L2技术，可提供基于λ，PKT，ODU和VC的统一交叉调度。（3）统一传送。各种业务可以映射到最匹配的管道中，任意汇聚到大容量的波长中统一传送[4]。

MS-OTN的系统架构如图1所示，其交叉可以分为电层交叉和光层交叉兩个部分。

电层交叉调度能够处理PKT，ODU和VC平面任意颗粒的业务，这也就要求MS-OTN必须具备足够大的交叉容量，以保障海量业务无阻自由调度。应用于网络核心节点的MS-OTN设备，单子架交叉容量需要达到12.8 Tbit/s，并具备扩展至20 Tbit/s以上的能力。

光层交叉使用ROADM（可重构光分插复用器）技术实现波长的动态调度。ROADM由WSS（波长选择开关）组成，支持调度的波长数量最多可达80波，调度维度为1维至9维。

MS-OTN的实现融合了众多领域的技术，包括大容量线卡，MPLS-TP，OAM，保护，同步，QoS，ASON，可视化运维。MS-OTN支持的功能与特性主要由IEEE，ITUT，IETF，MEF4个标准组织定义。其中大容量线卡和MPLS-TP技术是MS-OTN的关键技术，使MPLS-TP及分组交换最终能与传统OTN系统实现真正的融合[5]。

2 大容量线卡技术

大容量线卡是MS-OTN的管道带宽资源池，任何业务的传送都需要占用管道带宽。对于管道带宽资源，大容量和高利用率是最核心的要求[6]，

2.1大容量

为了保证海量业务的传送，MS-OTN必须具备足够大容量的线卡。当前单波10G速率线卡己扩展应用至接入层，单波40G/100G速率的大容量线卡已经在骨干/城域网上广泛商用。

相干通信是实现大容量线卡的关键线路传输技术。它利用相干光的特性对光信号进行调制和检测，极好地解决了常规光通信使用的直接调制一强度检测（如ODB）和差分相移键控调制（如DPSK，DQPSK）技术中遇到的色度色散（Chromatic Dispersion，CD）和偏振模色散（PolarizationMode Dispersion，PMD）容限小的问题，保汪了在单波长上传送高速率业务的传输性能。

相干通信由发送端的相干发送和接收端的相干接收两部分组成。

在100G相干通信中，相干发送的主流调制技术是ePDM-QPSK（增强型偏振模复用四相移键控）。它利用光的正交偏振特性，通过偏振分光器将光分为X和Y两个偏振方向相互垂直的偏振光。此后，在两个偏振光上分别进行QPSK调制后通过偏振合波器完成偏振光的合波，使单波长传送的业务速率达到100 Gbit/s。

相干接收利用同频同相的本振激光器与接收光信号进行相干，从接收信号中恢复幅度、相位及偏振状态信息，完成解调制。同时，模数转换器（Analog to Digital Converter，ADC）对解调制后的信号进行高精度模拟一数字转换，得到数字码流。数字信号处理器（ Digital Signal Processor，DSP）则通过高速数字处理，去除色散、噪声、非线性等干扰因素，还原出100G信号。

2.2高利用率

获得管道带宽高利用率需要具备两个要素：（1）能够根据业务的速率划分出最匹配的传送管道带宽。（2）管道带宽能够在不同业务（OTN，SDH，PKT）之间灵活自由分配。

在MS-OTN设备上，得益于统一交换架构，使得大容量线卡能够同时实现上述两点要素，从而使带宽利用率得到极大的提高。这一类线卡由于能够同时混合承载OTN，SDH，PKT当中两种以上业务，被称之为混合线卡。混合线卡上的管道分配如图2所示，混合线卡上的管道类型如表1所示。

3 MPLS-TP技术

随着传送网络向All IP转型，面临的问题主要有：如何实现大带宽数据业务的低成本传送？如何实现移动网络的电信级传送？如何继承积累多年的传送网维护经验？能否充分利用现网设备部署分组业务平滑升级？为了解决以上问题，MPLS-TP （MPLS Transport Profile）技术应运而生。

3.1 MPLS-TP技术演进

MPLS-TP起源于T-MPLS。2005年ITU-T（国际电信联盟电信标准分局）在IP电信化的趋势下提出T-MPLS，2008年两大国际标准组织ITU-T及IETF（国际互联网工程任务组）重新评估T-MPLS的需求得出结论：ITU-T传送需求可以通过扩展IETF MPLS架构来实现，并更名为MPLS-TP，对MPLS的改进如表2所示。

MPLS-TP基于现有的MPLS技术实现简单高效的分组传送，简化了MPLS技术中与传送无关的3层技术，增强了OAM和保护机制，弥补了其不足以支撑传送网络的缺点。MPLS-TP技术的演进过程如图3所示。图3 MPLS-TP技术演进过程

3.2 MPLS-TP的优势

将MPLS-TP技术应用于现有传送网络有以下优势：（1）继承MPLS面向连接的特性，增强网络安全性，减少网络延时。（2）支持类似SDH的环形、线性保护，满足电信级保护倒换要求。（3）支持类似SDH的层次化OAM，实现分层快速故障检测和定位，提升网络可靠性。（4）支持网管集中管理设备和静态配置，无需了解复杂的三层协议，符合传送运维习惯。

4结语

MS-OTN可以提高承载网质量，优化网络架构，较好地解决传输网络从低速固定带宽向高速可变带宽过渡期间多业务承载问题，最大限度利用原有资源，满足网络带宽、质量和成本要求。

[参考文献]

[1]聂磊.SDH向MS-OTN的网络演进[Jl.广东通信技术，2017 （6）：2-5.

[2]蒋风文，何晓卉，周楠，等.城域波分新技术部署策略研究[J]现代传输，2016 （2）：69-73

[3]百度文库华为MS-OTN新手上路一精華版[EB/O Ll.（ 2013 -08-20） [2017-12-04l.https：，/wenku.baidu.com/view/blf766b7da38376baelfae16Mnl.

[4]华为技术有限公司.华为MS-OTN统一业务承载平台助力广电全业务转型[J].广播与电视技术，2015 （3）：156

[5]谢吮.利用MS-OTN建设大容量传输调度平台应用研究[J].通信与信息技术，2015 （6）：51-54

[6]王辉.下一代OTN架构探讨[J]电信技术，2015 （8）：77-79.

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