摘要：本文论述了ZTE 的iOTN的智能光网络解决方案。主要描述了其硬件平台的实现及其关键技术，同时介绍了ZTE基于iOTN平台的控制平面的关键技术点。
关键字：DWDM OTN 控制平面
1.智能光网络驱动力
随着的Internet应用，数据业务的爆炸式增长以及网络上传下载应用的带宽高消费，骨干网络中带宽需求也得到快速增长，传统的话音业务和专线业务的优势被极大削弱。并且，随着IPTV以及视频终端的普及，可以预期，这些新业务在未来还不断促使业务承载网的带宽快速发展。因此，传统的以环网为主的光网络（SDH/MSTP和DWDM网络）在应对这样高速增加的业务时，会面临新的挑战。
单波长40G技术的成熟商用和100G技术推出，以及C波段96波系统大规模商用，将从一定程度上缓解传输网络的高带宽需求。
OTN和WASON技术的引入，实现了业务灵活调度。OTN可以实现ODU0/1/2/3层面实现业务灵活的调度和复用，WASON技术的应用将通过智能软件的使用，降低网络管理和维护的复杂性，提高业务配置能力。
2.智能光网络解决方案
经过近15年的发展，DWDM通过不断提高波长数量和单波长容量，ZTE能够提供80/96chx40G/100G的传输容量。另外通过采用大功率放大器，拉曼放大器，以及改进传输的编码格式和FEC编码，WDM系统的传输距离不断得到扩展。现在ZTE的10G系统支持最远5000km的无电中继传输，40G系统支持最大1500km的无电中继传输
超长距的解决干线核心网络的传输容量问题。随着网络扁平化的趋势；WDM在传输传统的TDM信号同时，越来越多的直接承载了IP业务，大客户专线业务和存储数据业务，数据业务的突发性和灵活性，对WDM网络提出了智能性的功能需求。
智能化的iOTN的下一代光网络，需要具有如下功能特征：
●自动发现功能，包拓扑、业务和资源自动发现；
●具有快速的动态的连接建立能力，并能为需要的业务提供保护和恢复功能；
●提供完善的业务保护和恢复能力。在网络出现故障情况下，支持动态波长路由规划和分配，能够抗击网络多点失效，提高业务的生存能力；
●能够提供不同类型的、不同优先级的服务等，细化业务的QoS类型；
●具有智能的网络自动调整能力，能够根据网络环境的这些变化，自动计算OSNR、色散、PMD，根据物理损伤模型，自动调整放大器和通道均衡装置，同时支持业务路径优化和调整；
●具有完善的计算功能力，能够根据网络环境的这些变化，进行计算、分析、推理和判断，根据资源有效配置这一原则最终做出决定。
为了实现上述功能。ZTE DWDM系统提供具有光、电交叉，L2层交换的统一的iOTN解决平台。
■10T级别的光层波长调
iOTN平台有基于方向无关，波长无关的多维度ROADM的解决方案。ZTE 可提供基于WB/PLC/WSS的多种ROADM解决方案。其中基于WSS技术的多维ROADM 支持从2维到10维的灵活的波长级的业务调度能力。业务调度支持从8波道96波，调度颗粒可支持2.5G、10G或40G。业务调度能力最大到38.4T。
图1，ZTE DWDM 光、电交叉业务调度模型
■T级别的基于OTN的ODUk子波长调度
ZTE DWDM传输平台提供大容量电交叉ZXONE 8000系列产品。该系列产品可以最大程度的满足TDM/IP/FC等多业务接入，同时支持超大容量业务调度与超长距离传输，并提供智能化管理的系统平台。
电交叉平台交叉容量分别为800G，1.6T和3.2T，不同交叉容量产品分别定位于城域网和本地网的核心层、省级干线或国家级干线，交叉颗粒支持ODU0/1/2/3。
该交叉平台具有如下功能特性：
ODU0调度，为GE量身定做
•全面支持ODU0的开销和调度，真正实现了对GE业务的精细化管理和低成本运营。
•精细化管理：ODU0的封装GE，对GE业务具有了端到端的处理和传送能力；
•低成本运营：GE业务采用ODU0调度可以有效节约波长，减少设备单板投资。
大容量ODUk电交叉
•支持0.8T/1.6T/3.2T大容量电层交叉，可实现ODU0/1/2/3等多颗粒无阻塞电交叉；支持各种业务的开销及时钟透传，适用于网络汇聚、核心节点，提供大容量交叉调度功能。
高可靠性系统架构
•主控单元、电源模块单元、时钟单元支持冗余1+1热备份；
•交叉单元采用先进的冗余保护，支持多冗余保护。相对M+N保护技术，M:N保护极大提升了设备的安全性。
客户侧线路侧分离架构
•客户侧线路侧分离，业务共享线路带宽，有效提高网络带宽利用率；
•可根据实际需求灵活增减客户侧单板或线路侧单板，保护运营商投资；
•客户侧线路侧单板灵活组合，将备品备件种类从M×N减少到M+N （M、N分别为客户侧单板、线路侧单板数量；M、N>2），降低运维成本。
多种业务灵活接入
•支持STM-1/4/16/64/256、POS、GE/10GE/40GE、OTU1/2/3、DVB、ESCON、FC100/200/400/800/1200等业务接入；
•Any型通用业务接入单板，满足运营商多种业务混合传送的需求。
基于ODUk电信级的可靠保护
•基于我司在光网络保护领域多年的工程实践和强大的技术实力，推出了光纤级、波长级、子波长级、和L2层面的多种保护方式：
•光纤级：线路1＋1保护、光复用段1+1保护、光复用段共享保护；
•波长级：光通道共享保护、光通道1＋1保护；
•子波长级：ODUk 1＋1保护、ODUk共享保护；
•L2层：ESR保护。
高集成度、绿色节能
•业内最高的集成度，单板可接入8路10G或16路GE/2.5G业务，单子架支持800G/1.6T/3.2T的交叉容量，有效地节约机房面积；
业界最低功耗，助力运营商构建绿色节能网络(具体功耗指标见产品规格)。
■灵活的L2层包交换能力
ZTE DWDM传输平台集成L2交换技术，能够很好的支持以太网业务，交换容量40G。为了能更好的传送以太网业务，既可对数据提供透明传输，又支持静态多路由技术传送以太网业务，前者采用TDM技术对以太网业务进行透传；后者采用L2交换技术，可以提高以太网业务的传送效率。
可实现24个GE+2个10GE到10GE的带宽汇聚收敛功能、业务的QoS管理及QinQ等功能。L2技术可为分组业务提供刚性和弹性传输管道，有效提高承载效率，可针对不同业务提供不同QoS的承载服务。
另外系统支持基于L2层的 ESR以太网环网保护ZESR，该保护支持LOS及B1误码检测，保护倒换时间完全满足标准小于50ms要求，发生保护倒换后可以在网管上查询工作状态。所有保护倒换的测试数据的一致性良好，系统在倒换工作中性能稳定优异。
■全方位的的软件解决方案
ZTE 在OTN网络智能控制提供了统一的智能管理和智能控制解决方案：
●首先在网络设计和规划技术，提供了业界领先的网络业务规划平台：该平台具有如下功能：
◆WDM网络分阶段规划，网络扩容增量规划，资金投入预算规划，和不同网络架构，拓扑及技术可行性分析，网络方案输出；
◆业务波长路由分配，网络参数设置和自动计算，站点类型选择，各个站点设备单板、模块的配置
◆网络指标评估，方案资源统计，网络优化建议
◆WASON的业务保护恢复设置，业务路径保护恢复计算，光纤和站点失效动态仿真，仿真统计报告输出等。
●其次，传输网络规划软件，能够实现对OTN网络的智能配置，具有人性化的智能管理接口，其配置，告警，性能和安全，审计接口全面升级，满足智能控制需要；
●最终，ZTE新一代iOTN设备，全面实现了控制平面的加载，实现了网络拓扑和资源的动态更新，自动发现；业务路径的保护+智能恢复自动计算，自动部署；支持SPC，可实现了业务了快速配置功能。
图2，ZTE传输网络智能化管理控制统一解决方案
3.智能光网络中的关键技术
ZTE 的iOTN系列产品WASON智能控制平面有如下系统功能：
–自动发现、自动路由、自动信令；
–快速端端业务配置；
–路由波长分配RWA模型；
–路径计算单元PCE；
–多等级业务服务约定；
–负载均衡、路径优化；
–共享风险链路组；
–控制平面1+1备份。
其关键技术如下：
■自动发现
自动发现技术包括拓扑自动发现和业务自动发现。拓扑自动发现技术的功能是使网元确定其彼此间的连接关系及连接链路上的有效资源，并根据这些信息确定全网络的拓扑信息。而自动业务发现的功能是使网元和/或终端 确定在这些连接上能传送业务的类型、带宽和优先级等等。事实上自动发现技术是实现智能光网络所需最基本的前提条件。
网络单元的自动发现是利用hello报文或监控路径的路由信息跟踪实现传送平面网络内的相邻网元和/或终端间的自动发现。控制平面采用分布式控制，对源端路由方式来说，所有的网络边缘网元都具有一个涵盖该网络或控制域的拓扑和资源数据库。在新网元加入网络后，通常邻接网元节点获得的网络资源信，然后将路由信息洪泛到全网的网元数据库，实现网络的拓扑更新，并显示到网管系统的用户界面上。
■RWA 中物理损伤计算
在智能光网络中为了建立一条业务通道，需要确定一条路径（即要经过的节点和光纤链路），同时要为这条链接分配一个可用的波长，这就是光网络中路由和波长分配（RWA）问题。在传统的电路交换网络中，如果一条连接跨越多条链路，每条链路上只要有空闲的带宽就可以建立起这样的连接。但在WDM/OTN的光网络中，如要建立一条端到端的波长通道，不仅要求在经过的链路上有空闲的波长资源，而且这些空闲的链路中必须有相同的波长。这种波长连续性约束是缺少波长变换器的WDM/OTN光网络中一个重要的限制条件。路由和波长算法就是要在光网络中特定的限制条件下获得可用的路由和波长。
ZTE 智能控制平面计算路由时，采用KSP算法， KSP即K短路径（K目前取3。在计算出的3条最短路径中选取波长可用的一条，即可得到路由波长），在RWA成功；然后进行光损伤验证，符合条件则成功。该算法结合路径优先，同时考虑链路的物理约束因素。现在可以校验的物理参数有OSNR,参与色散和链路PMD限制。
■保护和业务动态恢复
保护和动态路径恢复是智能光网络中最基本的功能。在智能光网络中，由于ROADM和电交叉平台的使用，其基于mesh网的动态恢复能力，支持采用更加灵活的方式来保护和恢复中断的业务。如基于共享风险链路组（SRLG）的通道共享保护、以及共享风险业务组（SRTG）通道共享保护、多环网和么事网的保护恢复及虚拟环网保护等。这些保护和恢复机制不仅具有更大的灵活性，而且能提高资源共享使用率。如波长自动调节技术，能够共享中继OUT的使用。
■光层QoS
传统的WDM网络，通常对业务只能提供简单的服务等级约定：保护业务或非保护业务。控制平面的引入，业务的动态恢复能力，能极大提高光网络业务的生存能力。
ZTE 智能控制平面能够提供五个等级的业务保护和恢复，以满足客户不同的业务需求。
表1 多等级的业务服务等级约定
|
保护恢复等级 |
保护恢复方式描述 |
保护恢复 时间 |
|
钻石级 |
专线保护+MESH恢复，可抗击网络多重故障 永久1+1保护 |
<50ms |
|
金级 |
一次业务保护+MESH恢复，可抗击网络多重故障 |
<50ms |
|
银级 |
业务有保护，无MESH恢复 |
<50ms |
|
铜级 |
业务无保护，有MESH恢复 |
几百ms到几s |
|
铁级 |
业务无保护，无MESH恢复 |
N/A |
●钻石级：永久1+1保护+MESH恢复
初始化存在工作路径和保护路径；
工作路径失效，触发保护倒换(50ms内)，然后重路由建立新的保护路径；
保护路径失效，会进行重路由建立新的保护路径；
工作路径失效，再次触发1＋1保护倒换，并重路由建立新的保护路径；
●金级：一次业务保护+MESH恢复
1+1 初始化存在工作路径和保护路径；
工作路径失效，倒换到保护路径；保护路径失效后才触发重路由。
●银级：业务有保护，无MESH恢复；
●铜级：业务无保护有MESH恢复，可以设置回复属性：自动回复，手动回复或无回复。
●铁级：业务无保护，无MESH恢复。
4.客户利益
图3，印尼Telecom 骨干网络（WASON商用网络）
从2009-2010年初，ZTE 完成了印尼Telkom JAVA 骨干网络建设。该网络采用了基于WSS-ROADM技术，核心站点最大支持6维ROADM。网络传输容量为40ch ，单波传输容量40Gbit/s。设备采用了ZTE下一代iOTN设备ZXWM M920，配置了WASON控制平面。通过智能交叉和控制技术。
■网络业务开通时间，大大缩短，从原来的开通业务需要近几个月，缩短到现在开通一波业务只需要1-2天；
■控制平面的使用，支持业务保护+恢复，网络的动态回复能力，可以抗击多出连接或网元站点失效；业务生存能力提高到99.99%以上；
■丰富的业务QoS 。智能控制平面的使用时现在光波长业务支持5个业务等级。满足了客户波长租赁的不同业务质量等级划分需求；
■网络扩容能力，系统支持平滑升级到80ch x40G/bits；网络核心站点支持升级到最高9维度ROADM；提高了网络扩展升级能力；
5.总结
总之，ZTE 下一代iOTN光传输设备，向前可接入原有TDM业务，在OTN框架下，整合多种技术（集成了如WDM/OTN、ROADM、40G/100G、WASON/GMPLS控制平面、L2交换汇聚能力等），构筑面向All IP的高带宽传送网。其强大的OTN子波长复用为WDM提供端到端的业务连接和组网能力；为ROADM的光层互联补充了子波长汇聚和疏导能力；ZTE iOTN系列产品支持40Gbit/s和未来的100Gbit/s线路传送能力，其扩展ASON（自动交换光网络）到波长、子波长领域，是真正面向未来的产品。
ZTE iOTN产品成为Ethernet传输的良好平台，是电信级以太网有竞争力的承载方案。将助力运营商营造更优异的网络平台，拓展更广阔的市场。
