邁入全光網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

  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，這意味著傳輸媒質的損耗問題已解決，推動了光傳送技術的蓬勃發(fā)展。

回顧傳送網發(fā)展歷程

  傳送網歷經四十余載時間，總結來看經歷了PDH、SDH/MSTP、WDM/OTN、PeOTN的技術發(fā)展和代際革新。

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

  第二代提供Web上網服務和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)務傳送平臺)技術。

  第三代開始支持視頻業(yè)務和數(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)技術。

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

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

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

  面向視頻、專線等綜合業(yè)務承載，要求底層的傳送網需要具備更多的靈活性和智能性，因此，OTN技術逐漸浮出水面。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體制，它包括光層和電層的完整體系結構，對于各層網絡都有相應的管理監(jiān)控機制和網絡生存性機制。從目前國內建網趨勢來看，OTN已經成為傳送網的標準，特別是在運營商的本地網、城域網建設中，基本都采用了基于電層交叉的OTN技術，利用支線路分離的架構，實現(xiàn)網絡側和線路側的解耦合，大幅提升了組網的靈活性和業(yè)務的快速開通和布署能力。

      面向業(yè)務承載網轉型

  面向社會經濟各個領域的數(shù)字化轉型進一步加速，帶來了整個ICT行業(yè)和數(shù)字經濟的并行發(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、醫(yī)療、教育、工業(yè)等各領域。面對日與俱增的高品質、差異化的業(yè)務連接訴求，PeOTN技術逐步開始廣泛應用。

  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)務完全匹配且隨業(yè)務流量的變化而變化，靈活、按需是其主要優(yōu)勢。

  融合SDH/MSTP/MPLS-TP對小顆粒業(yè)務承載的優(yōu)勢，形成L0+L1+L2的傳送網方案，構筑了多業(yè)務傳送平臺PeOTN，打造一網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，國內三大運營商都在積極開展OTN政企專網的建設，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高品質專網，并發(fā)布了基于PeOTN的高價值專線產品，推動將光傳送網從“基礎資源網”走向“業(yè)務承載網”。

  成立于中國的NGOF(下一代光網絡論壇)聯(lián)合業(yè)界專家共同組建了一個專線技術項目組，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專線技術白皮書》，闡述了OTN品質專線的五星級評價體系。

  同時，OTN網絡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網絡的SD-OTNN智能管控平臺，貫穿打通政企專線的全流程服務。

  2019年10月，中國移動在SOTN(SDN OTN)政企專網上，完成OTN CPE在轉發(fā)和管控的兩層解耦。在轉發(fā)解耦上，本地網OTN CPE與干線設備異廠商通過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、跨網的統(tǒng)一管控，支持端到端業(yè)務的快速開通、帶寬在線靈活調整等。 賦能全行業(yè)創(chuàng)新應用。

  中國在全光網的發(fā)展上一直走在世界前列，并持續(xù)引領著光產業(yè)的發(fā)展方向。由此引出了全光網發(fā)展的兩個產業(yè)代際：以全光纖網為特征的全光網1.0時代，以全光自動調度為特征的全光網2.0時代。伴隨國內三大運營商相繼開啟ROADM/OXC、200G/400G、光網自動化管控系統(tǒng)的商用部署，中國已經全面邁入全光網2.0時代，由此也為行業(yè)創(chuàng)新應用的孵化創(chuàng)造了更多可能性。

  全光網基于光纖介質傳輸，具有天然硬隔離的屬性，是安全性最高的信息傳輸技術，不僅可以提供可保障的帶寬速率，配合ASON技術，支持最高可達99.999%的安全等;基于端到端的全光網，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;基于光網自動化管控系統(tǒng)，支持分鐘級的業(yè)務開通，實現(xiàn)業(yè)務的在線自管理。

  隨著NG OTN(下一代OTN，第五代)技術的出現(xiàn)，將為全光網走向千行百業(yè)奠定堅實基礎。2019年12月，在中國通信標準化協(xié)會(CCSA)完成下一代OTN技術行業(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技術實現(xiàn)了里程碑式的突破。該技術支持更多的業(yè)務連接數(shù)，更高的網絡資源利用率，可以靈活適配各類新興業(yè)務的按需承載需求。 以全光網2.0為代表的新型基礎設施建設作為數(shù)字經濟的基石，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)字經濟的持續(xù)高質量發(fā)展。