邁入全光網(wǎng)2.0時代 OTN必將大有可為

  利用光進行信息傳輸?shù)姆绞娇梢哉f歷史悠久，古時代的“烽火臺”就已經(jīng)讓人們體驗了通過光來傳輸信息的便捷性。然而，這種原始的光通信方式比較落后，受限于肉眼可見的傳輸距離，可靠性并不高。隨著社會信息傳遞的發(fā)展需求，進一步促進了現(xiàn)代光通信的誕生。

  開啟現(xiàn)代光通信技術(shù)

  1800年，亞歷山大·貝爾(Alexander Graham Bell)發(fā)明了“光話機”。

  1966年，英籍華人高錕提出了光纖傳輸理論，但當時光纖損耗高達1000dB/km。

  1970年，石英光纖和半導體激光器技術(shù)的研發(fā)，使得光纖損耗降低到20dB/km，且激光強度高、可靠性強。

  1976年，光纖技術(shù)的繼續(xù)發(fā)展，使得損耗已減小至0.47dB/km，這意味著傳輸媒質(zhì)的損耗問題已解決，推動了光傳送技術(shù)的蓬勃發(fā)展。

回顧傳送網(wǎng)發(fā)展歷程

  傳送網(wǎng)歷經(jīng)四十余載時間，總結(jié)來看經(jīng)歷了PDH、SDH/MSTP、WDM/OTN、PeOTN的技術(shù)發(fā)展和代際革新。

  第一代提供語音服務(wù)的有線網(wǎng)絡(luò)，采用了PDH((Plesiochronous Digital Hierarchy，準同步數(shù)字體系)技術(shù)。

  第二代提供Web上網(wǎng)服務(wù)和TDM專線，采用了SDH(Synchronous Digital Hierarchy，同步數(shù)字體系)/ MSTP(Multi-Service Transport Platform，多業(yè)務(wù)傳送平臺)技術(shù)。

  第三代開始支持視頻業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)中心互聯(lián)，采用了WDM(Wavelength Division Multiplexing，波分復用)/ OTN(Optical Transmission Network，光傳送網(wǎng))技術(shù)。

  第四代保障4K高清視頻和品質(zhì)專線體驗，采用了PeOTN(Packet enhanced OTN，分組增強型OTN)技術(shù)。

  在早期前兩代發(fā)展階段，面向語音服務(wù)、Web上網(wǎng)以及TDM專線業(yè)務(wù)，以SDH/MSTP同步數(shù)字體系技術(shù)為代表，支持Ethernet，ATM/IMA等多種接口接入，可以將CBR/VBR等不同業(yè)務(wù)封裝到SDH幀中，物理隔離硬管道，聚焦低速小顆粒業(yè)務(wù)承載。

  進入第三代發(fā)展階段后，隨著通信業(yè)務(wù)容量迅速增長，特別是視頻、數(shù)據(jù)中心互聯(lián)業(yè)務(wù)帶動了網(wǎng)絡(luò)帶寬的提速。以WDM技術(shù)為代表的光層技術(shù)，使一根光纖承載更多業(yè)務(wù)成為可能，特別是DWDM(密集波分復用)技術(shù)已經(jīng)在國內(nèi)各大運營傳送網(wǎng)中得到了廣泛應(yīng)用，徹底解決了傳輸距離、帶寬容量的問題。縱觀網(wǎng)絡(luò)建設(shè)規(guī)模，80 × 100G在長距離干線上已經(jīng)成為主流，80 × 200G本地網(wǎng)和城域網(wǎng)中發(fā)展迅速。

  面向視頻、專線等綜合業(yè)務(wù)承載，要求底層的傳送網(wǎng)需要具備更多的靈活性和智能性，因此，OTN技術(shù)逐漸浮出水面。OTN是由ITU-T G.872、G.798、G.709 等協(xié)議定義的一種全新的光傳送技術(shù)體制，它包括光層和電層的完整體系結(jié)構(gòu)，對于各層網(wǎng)絡(luò)都有相應(yīng)的管理監(jiān)控機制和網(wǎng)絡(luò)生存性機制。從目前國內(nèi)建網(wǎng)趨勢來看，OTN已經(jīng)成為傳送網(wǎng)的標準，特別是在運營商的本地網(wǎng)、城域網(wǎng)建設(shè)中，基本都采用了基于電層交叉的OTN技術(shù)，利用支線路分離的架構(gòu)，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)側(cè)和線路側(cè)的解耦合，大幅提升了組網(wǎng)的靈活性和業(yè)務(wù)的快速開通和布署能力。

      面向業(yè)務(wù)承載網(wǎng)轉(zhuǎn)型

  面向社會經(jīng)濟各個領(lǐng)域的數(shù)字化轉(zhuǎn)型進一步加速，帶來了整個ICT行業(yè)和數(shù)字經(jīng)濟的并行發(fā)展，推動并引發(fā)了行業(yè)的深刻變革。隨著垂直行業(yè)涌入大量的創(chuàng)新型企業(yè)，正在不斷重構(gòu)傳統(tǒng)行業(yè)和的運營模式和商業(yè)模式，其中包括：金融、政務(wù)、醫(yī)療、教育、工業(yè)等各領(lǐng)域。面對日與俱增的高品質(zhì)、差異化的業(yè)務(wù)連接訴求，PeOTN技術(shù)逐步開始廣泛應(yīng)用。

  從傳送管道角度看，L0、L1和L2各具特點：

  ·L0和L1層提供以波長λ和子通道ODUk為代表的剛性“硬”管道，大帶寬、低時延是其主要優(yōu)勢。

  ·L2層能夠提供彈性的“軟”管道，管道帶寬與業(yè)務(wù)完全匹配且隨業(yè)務(wù)流量的變化而變化，靈活、按需是其主要優(yōu)勢。

  融合SDH/MSTP/MPLS-TP對小顆粒業(yè)務(wù)承載的優(yōu)勢，形成L0+L1+L2的傳送網(wǎng)方案，構(gòu)筑了多業(yè)務(wù)傳送平臺PeOTN，打造一網(wǎng)多能的綜合承載能力。2009年，ITU-T擴展了OTN支持多樣化業(yè)務(wù)的傳送能力，正式將PeOTN納入標準。

  近幾年，全球運營商紛紛發(fā)力政企專線市場，國內(nèi)三大運營商都在積極開展OTN政企專網(wǎng)的建設(shè)，各省公司也大力投入，至今已有超過30個省公司運營商開通了OTN高品質(zhì)專網(wǎng)，并發(fā)布了基于PeOTN的高價值專線產(chǎn)品，推動將光傳送網(wǎng)從“基礎(chǔ)資源網(wǎng)”走向“業(yè)務(wù)承載網(wǎng)”。

  成立于中國的NGOF(下一代光網(wǎng)絡(luò)論壇)聯(lián)合業(yè)界專家共同組建了一個專線技術(shù)項目組，致力于制定專線發(fā)展的規(guī)范，2018年和2019年，NGOF連續(xù)發(fā)布了《面向云時代的高品質(zhì)專線技術(shù)白皮書》，闡述了OTN品質(zhì)專線的五星級評價體系。

  同時，OTN網(wǎng)絡(luò)在開放和解耦方面也在持續(xù)創(chuàng)新發(fā)展，并且取得了很好的成績。

  2018年11月，北京聯(lián)通正式發(fā)布了“Smart Link”智慧專線，基于PeOTN網(wǎng)絡(luò)的SD-OTNN智能管控平臺，貫穿打通政企專線的全流程服務(wù)。

  2019年10月，中國移動在SOTN(SDN OTN)政企專網(wǎng)上，完成OTN CPE在轉(zhuǎn)發(fā)和管控的兩層解耦。在轉(zhuǎn)發(fā)解耦上，本地網(wǎng)OTN CPE與干線設(shè)備異廠商通過IrDI接口互通，并實現(xiàn)管控信息透傳;在管控上，OTN CPE與SDN控制器解耦，實現(xiàn)移動自研或第三方控制器控制OTN CPE。

  2020年5月，上海聯(lián)通完成“SDH + PeOTN”一體化升級，通過在OSS系統(tǒng)加載SD-OTN，實現(xiàn)SDH和PeOTN跨域、跨網(wǎng)的統(tǒng)一管控，支持端到端業(yè)務(wù)的快速開通、帶寬在線靈活調(diào)整等。 賦能全行業(yè)創(chuàng)新應(yīng)用。

  中國在全光網(wǎng)的發(fā)展上一直走在世界前列，并持續(xù)引領(lǐng)著光產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向。由此引出了全光網(wǎng)發(fā)展的兩個產(chǎn)業(yè)代際：以全光纖網(wǎng)為特征的全光網(wǎng)1.0時代，以全光自動調(diào)度為特征的全光網(wǎng)2.0時代。伴隨國內(nèi)三大運營商相繼開啟ROADM/OXC、200G/400G、光網(wǎng)自動化管控系統(tǒng)的商用部署，中國已經(jīng)全面邁入全光網(wǎng)2.0時代，由此也為行業(yè)創(chuàng)新應(yīng)用的孵化創(chuàng)造了更多可能性。

  全光網(wǎng)基于光纖介質(zhì)傳輸，具有天然硬隔離的屬性，是安全性最高的信息傳輸技術(shù)，不僅可以提供可保障的帶寬速率，配合ASON技術(shù)，支持最高可達99.999%的安全等;基于端到端的全光網(wǎng)，波長一跳直達，可以提供確定性的低時延保障，傳輸時延可達微秒級;基于光網(wǎng)自動化管控系統(tǒng)，支持分鐘級的業(yè)務(wù)開通，實現(xiàn)業(yè)務(wù)的在線自管理。

  隨著NG OTN(下一代OTN，第五代)技術(shù)的出現(xiàn)，將為全光網(wǎng)走向千行百業(yè)奠定堅實基礎(chǔ)。2019年12月，在中國通信標準化協(xié)會(CCSA)完成下一代OTN技術(shù)行業(yè)標準立項;2020年2月，中國移動在山東青島完成業(yè)界首個NG OTN現(xiàn)網(wǎng)試點;2020年5月，中國電信率先完成M-OTN(Multi-service OTN)樣機測試，標志著下一代OTN技術(shù)實現(xiàn)了里程碑式的突破。該技術(shù)支持更多的業(yè)務(wù)連接數(shù)，更高的網(wǎng)絡(luò)資源利用率，可以靈活適配各類新興業(yè)務(wù)的按需承載需求。 以全光網(wǎng)2.0為代表的新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)作為數(shù)字經(jīng)濟的基石，將推動OTN在新時代的浪潮中發(fā)揮更重要作用，助力中國數(shù)字經(jīng)濟的持續(xù)高質(zhì)量發(fā)展。