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专题
2015/10/15 11:37

POTN开启移动承载新纪元——中兴通讯POTN/100GE城域网解决方案

C114中国通信网  吴小照(中兴通讯)

随着4G应用、大客户以太网专线和家庭宽带业务的迅猛发展,中国移动迎来了大带宽时代。运营商面临着大带宽的消耗与资源紧缺的矛盾。POTN作为一种具备大接口、集成化、低成本、易维护的分组融合型传送设备,可以为运营商提供分组融合型城域综合承载网的最佳传送网解决方案。

中兴通讯ZXCTN 6500 100GE/POTN平台采用自主研发的大容量统一交换芯片,实现分组和光的完美融合,业内独家支持从40GE平滑升级到100GE,充分保护运营商投资。中兴通讯拥有业界最齐全的100GE/POTN承载产品系列,接入容量从800G到6.4T,且支持单纤400G长距离传输以及L1/L2/L3业务的统一高效承载和面向SDN的控制架构,为多层网络融合提供理想的解决方案。

需求分析

  • 大接口业务需求分析

随着LTE网络的演进,S1/X2接口流量增加,单基站的流量将达到600Mbps~1Gbps,接入环带宽需求将达到5Gbps~6Gbps,汇聚环的带宽需求将超过100Gbps,核心层带宽需求将超过200Gbps,甚至达到400Gbps。LTE深度发展需要超大带宽、网状连接、密集覆盖的传输网络。

大客户专线由2Mbps~10Mbps带宽升级到100Mbps/1000Mbps,且对安全性和隔离度有较高要求。OLT上行业务的千兆/万兆的高带宽需求,给移动承载网带来了巨大的带宽压力,原有PTN网络接入GE、核心汇聚10GE的带宽已经不能满足大数据时代的要求,运营商急需提升PTN网络的容量,增加网络带宽。

  • 综合业务接入区需求分析

中国移动的综合业务接入区的规划建设,解决了无线基站、WLAN、集团客户专线、家庭宽带等各类业务的接入需求,但是在建设过程中,综合业务接入区受到普通汇聚机房资源缺乏的严重影响。

传统分组传送网(PTN)+光传送网(OTN)多层网络架构虽可以解决带宽问题,但是网络在向下层延伸时,面临投资高、机房空间不足、配套资源消耗大、业务调度困难、网络保护效率低、运维管理难度大等诸多问题。运营商急需一种大带宽、集成化、低成本、易维护的融合型传送网解决方案来应对未来多种业务并存带来的压力,中兴通讯创新的POTN城域网解决方案,提供100GE/OTU4大接口,简化了网络层次,减少了资源消耗,解决了网络保护和维护的难题,为移动运营商提供了一种最佳的承载网解决方案。

创新的POTN/100GE大接口城域网解决方案

在介绍解决方案之前,我们需要明确POTN和100GE的关系。

POTN是PTN的深化发展方向,是PTN的下一代技术。POTN是在PTN基础上集成OTN的部分功能,提供大接口,采用统一信元交换,实现综合业务承载的技术。

POTN不是PTN与OTN的简单堆砌,而是二者的深度融合。POTN是PTN深化发展的必然趋势,通过融合OTN技术,POTN极大提升了大带宽时代PTN组网能力。

100GE PTN是POTN的子集:POTN包含所有PTN的功能,100GE接口是POTN的必备接口(见图1)。100GE PTN具备100GE UNI/NNI接口,同时支持E1/ch.STM-1/4、CEP STM-1/4、FE~40GE、STM -1/4/16/64 CBR等全业务接口。可接入的业务为分组业务,大客户、2G/3G、LTE业务在同一个大管道中传输,无物理隔离,更适合纯分组业务承载。

POTN具备OTU4(100G)NNI接口和100GE UNI/NNI接口,同时支持E1/ch.STM-1/4、CEP STM-1/4、FE~40GE、STM -1/4/16/64 CBR等全业务接口。可接入的业务为分组业务和ODUk子波长业务,更适合分组业务和CBR业务综合承载。

  • 自主研发的统一大容量交换矩阵,实现分组和子波长业务综合承载

POTN/100GE设备采用自主研发的统一大容量信元交换技术,实现与业务无关的无阻塞调度,同时实现了交换层面PTN和OTN的真正融合。分组业务和OTN子波长业务共享同一个交换矩阵,实现单槽位100G的业务接入能力,并通过hybrid混合业务线卡完成分组业务与OTN子波长业务的统一承载。

  • PIC技术实现光层的集成化,降低规划、运维复杂度

POTN的应用层面主要在城域网,传统波分的复杂功能需要优化,包括全波段合分波、可重构光分插复用器(ROADM)、大容量电交叉等光层/电层系统都不需要在POTN中体现,以降低设备的成本。传统波分因为其规划和运维的复杂性,包括光信噪比(OSNR)、色散补偿、光功率均衡等诸多复杂规划也需要优化,以提升POTN设备的运维便利性。

POTN光层的优化主要体现在采用了PIC光子集成技术,一个PIC模块相当于一个简单的波分系统。POTN采用PIC技术提升了线路侧光接口和系统的集成度,节省了成本,简化了光层的规划和运维。目前,PIC模块已经成熟商用,可以提供100G(OTU4)带宽,通过波带合分波可以实现单纤400G容量的长距离(120km)传送。未来PIC技术将发展到支持8×25G和4×100G,可进一步提升线路侧的带宽。

PIC(OTU4)接口是真正的100G,提供信道化100G的能力,既可以独立承载一个100GE UNI业务,也可以承载多个40GE/10GE等UNI业务,通过灵活配置物理隔离的ODUk管道,分别承载分组业务和CBR业务,实现综合业务的承载。

  • 转发时延优于PTN+OTN,封装效率优于PTN

中国移动要求PTN100GE/N×10G/40GE/10GE设备应保证在拥塞情况下无丢包高优先级业务,且各种帧长的时延不超过150ηs。在实际测试中,POTN单节点的转发时延约80ηs,而PTN+OTN的转发时延达到140ηs,POTN的转发时延大大优于PTN+OTN的架构,可大大提升用户体验。

POTN通过电层封装映射的优化,提升了POTN的业务承载效率。在映射路径上,去掉ETH层减少了映射,提升了承载效率。如针对64字节的业务,POTN比PTN现有封装承载效率提升20%(见图2)。

  • POTN分层保护,维护简单、业务安全

通过对运维和保护的优化,POTN设备可以将PTN与OTN完美融合起来。充分利用OTN固有监视提升PTN层面的运维特性,通过多种保护技术,实现PTN和OTN的优势互补,减少了不必要的冗余,进一步增强了网络的自愈能力。

基站业务、OLT上行及大客户CBR业务分别配置到POTN的ODUk管道,其中基站业务配置MPLS-TP保护,不需要再叠加配置OTN保护;OLT上行及大客户等CBR业务只配置ODUK保护,分层保护,维护简单,确保业务安全可靠。

POTN/100GE解决方案的应用场景

POTN作为分组融合型传送设备,主要应用场景定位在城域汇聚层;100GE PTN作为纯PTN设备,主要应用场景定位在核心层LTE业务承载调度(见图3)。

●   场景一:2G/3G/LTE无线回程网业务的承载

对于2G/3G基站业务,采用MPLS-TP over ODUk承载,到核心POTN节点后,采用10GE/40GE/100GE接口和核心层现有OTN连接,通过核心层OTN调度到其他核心层100GE PTN节点,并落地到业务网设备。

对于LTE业务,采用MPLS-TP over ODUk承载,到核心节点后进行L2/L3桥接,然后L3VPN业务采用10GE/40GE/100GE接口和核心层现有OTN连接,通过核心层OTN调度到城域出口省干100GE PTN节点,通过省干OTN送到省会100GE PTN设备后,再落地到核心网设备sGW/MME。

●   场景二:集团客户/普通大客户IP专线/专网、少量TDM专线的承载

对于集团客户/普通大客户IP专线/专网业务、TDM专线业务,采用L2VPN OVER MPLS-TP over ODUk的方式承载。

对于需要CBR业务的集团客户,采用L1 over ODUk的方式承载。

●   场景三:固网宽带(PON)上行业务的承载

对于OLT类业务,采用L1 over ODUk方式承载,到核心汇聚POTN节点后,传送给相应的SR/BRAS。

POTN/100GE解决方案价值

POTN/100GE解决方案可提供100G大接口,减少配套消耗,简化网络运维,节约硬件建设成本,且现网的中兴通讯ZXCTN 6500设备可平滑升级为POTN/100GE,较好地解决了2G/3G/LTE/大客户/PON业务的综合承载。

  • 城域大接口,适应大数据时代

POTN可大幅提升城域线路带宽,支持100GE/PIC(OTU4),波带合波后支持单纤400G长距离传输,支持全业务运营。在POTN大带宽能力、多业务承载能力的保障下,移动业务、集团客户业务以及家庭客户业务均可统一承载在该POTN网络中,且可以实现业务物理隔离,安全可靠。

  • 减少资源消耗,提升经济效益

POTN相对于PTN+OTN叠加组网模式,可节约大量的配套资源、机房空间和电源端子,大幅降低能源消耗。1个机房1年节省用电量超过3000万度,极大地降低了配套资源成本。

  • 简化网络运维,业务快速部署

POTN业务配置与PTN业务配置相似,POTN提供SDH-Like运维,避免了波长规划、光功率预算等繁杂的开通维护环节。相对于传统的PTN+OTN组网模式,POTN大幅缩短了业务开通和网络维护时间,提升了维护效率。

  • 节约硬件建设成本,减少故障点

POTN通过深度融合分组和光,实现了网络的扁平化,相对于传统的PTN+OTN叠加组网模式,减少了设备间的业务互联的光板、光模块以及光跳纤,降低了硬件建设成本,减少了节点间互联的故障点。

  • 现网唯一平滑升级,节省客户投资

中兴通讯ZXCTN 6500是唯一可从现网平滑升级到POTN/100GE的设备。ZXCTN 6500-8/-16/-32无需更换背板即可实现POTN功能,保护运营商投资。

中兴通讯引领POTN应用

中兴通讯在2013年12月就已经发布了业界首个POTN/100GE解决方案,并顺利通过中国移动集团研究院的技术验证性测试;在2014年顺利通过中国移动集采测试,所有POTN/100GE系统、PIC/100GE光模块、高集成度PTN单板等全部进入中国移动集采清单。

2015年4月,中兴通讯在上海移动建成全球最大规模的100GE PTN网络,其中新建ZXCTN 6500 100GE PTN设备超过450端,使用100GE线卡超过1000块,用以满足LTE业务快速发展的承载需求。

中兴通讯ZXCTN 6500V2.0还在苏州移动完成现网测试和业务加载,配置POTN混合业务线卡,提供100G线路提供超大带宽,实现了苏州移动3G/LTE基站分组业务、OLT大客户CBR业务的综合承载。

中兴通讯旗舰产品ZXCTN 6500V2.0的大规模应用,提供了业界最佳的POTN/100GE解决方案,为大带宽、大数据的综合业务承载树立了典范,拉开POTN/100GE建设的序幕,开启了移动承载网的新纪元。

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