基于广电网络的光传送网系统设计与实现_张冬.pdf

128电视技术 第 46 卷第 12 期(总第 565 期)BROADCASTING&TRANSMISSION广播与传输文献引用格式：张冬.基于广电网络的光传送网系统设计与实现 J.电视技术，2022，46（12）：128-131，138.ZHANG D.Design and implementation of optical transmission network system based on radio and television networkJ.Video Engineering，2022，46（12）：128-131，138.中图分类号：TN948.14 文献标识码：A DOI：10.16280/j.videoe.2022.12.030基于广电网络的光传送网系统设计与实现张 冬（山西传媒学院，山西 晋中 030619）摘要：太原有线电视网络有限公司充分利用原有骨干光缆网络和节点局房，建设了城域网光传送网（Optical Transport Network，OTN）传输系统，推动了有线电视智能化升级，为构建高速、泛在、智慧、安全的广电网络，奠定了高质量传输网络基础。对此，详细介绍基于广电网络的光传送网系统设计，阐述具体建设方案，为相关单位建设 OTN 网提供参考。关键词：智慧广电；网络承载；OTN 传输系统Design and Implementation of Optical Transmission Network System Based on Radio and Television NetworkZHANG Dong(Communication University of Shanxi,Jinzhong 030619,China)Abstract:Taiyuan Cable Television Network Co.,Ltd.has made full use of the original backbone optical cable network and node office building to build the Optical Transport Network(OTN)transmission system of the metropolitan area network,which has promoted the intelligent upgrading of cable television,and laid the foundation of high-quality transmission network for building a high-speed,ubiquitous,intelligent and safe radio and television network.In this regard,this paper introduces the design of optical transmission network system based on radio and television network in detail,describes the specific construction scheme,and provides reference for relevant units to build OTN network.Keywords:intelligent broadcasting;network carrying;OTN transmission system0 引 言2018 年 11 月，国家广播电影电视总局印发了关于促进智慧广电发展的指导意见，推动广播电视从数字化网络化向智慧化发展，实现广播电视从功能业务型向创新服务型转变1。全国广电行业结合各自的特点建设适合自己特色的智慧广电，太原有线电视网络有限公司提出基于有线电视网络的高速宽带互联网和交互视频网络，实现具有太原市特色的智慧广电融合网络发展目标。太原有线城域网主干网络没有大容量的密集波分复用传输系统，存在光缆资源紧张、可靠性低和维护难度高等问题。为满足太原智慧广电业务需求，承载安全播出、IP 城域网和集团客户等海量的大带宽、全业务的传输需求，需要结合太原有线情况建设城域网光传送网（Optical Transport Network，OTN）传输系统。1 OTN 传输系统建设内容与目标1.1 建设内容本项目新建 3 个汇聚环，其中城区 2 个，郊区1 个。覆盖 12 个机房，包括 1 个总前端核心机房和11 个分前端汇聚机房。为满足太原智慧广电业务发展需求，保证骨干网络安全传输，项目新建了一套 100 Gbs-1 OTN 波分传输系统。同时，新增网管系统 1 套，并且利用 作者简介：张 冬（1974），男，硕士，教授级高级工程师，研究方向为广播电视研究与教学。电视技术 第 46 卷第 12 期(总第 565 期)129BROADCASTING&TRANSMISSION广播与传输原有的网络公司核心机房增加了电子架 12 端和光子架 56 端的配置。1.2 业务需求本项目新建城域网 OTN 传输系统主要用于承载 IP 城域网和政企客户等电路需求。1.2.1 IP 城域网业务承载需求根据 IP 城域网的规划设计，IP 城域网包含 1个原有的核心节点机房，改造扩建两个汇聚节点机房，加上原15个节点机房，共计17个汇聚节点机房。大部分汇聚点至核心节点的带宽为 2100 Gbs-1，部分站点为N10 Gbs-1上行。IP 城域网需求根据传输网实际情况采用“全裸纤”和“全 OTN”的方式进行承载。本项目新建城域网 OTN 传输系统在 8 个城区分前端汇聚机房各建设 2 条 100 Gbs-1光 通 路 子 层 网 络（Optical Channel layer network，OCH），在 4 个郊区分前端汇聚机房各建设 4 条 10 Gbs-1OCH 用于承载 IP 承载网需求。为了实现安全播出和安全传输，通过双路由的方式，保证同一汇聚节点的 2 条电路不同时中断。考虑到对传输网络的可管可控，引入软件定义网络（Software Defined Network，SDN）智能网管，并对部分中继段/复用段配置 OLP 保护，从而提高业务的安全性。1.2.2 政企客户业务承载需求政企客户需求是未来广电业务的重要增长点。开展政企集团客户专网业务，有助于公司实现从单纯的广电运营商向综合信息服务商的转型。因此，本项目新建城域网 OTN 传输系统应充分考虑政企客户业务对传输的需求。政企客户包括政府机构、企事业单位、科研院所、银行金融等部门。这些政企集团客户通常要求网络的传输具有高可靠、低时延、业务类型多样化和快速开通的特点。目前，太原有线具有雪亮项目和天网工程两个大的集团客户。大客户的局向主要是各节点至小店和高新。本期项目在城区全网配置 1100 Gbs-1波道，在郊区全网配置 210 Gbs-1波道，用于承载包括上述业务在内的政企客户需求。2 OTN 传输系统总体架构城域 OTN 传输系统架构由核心汇聚层和接入层组成。核心汇聚层采用“光电分离，支线路分离”的组网架构，主要完成对用户业务的接入、适配、汇聚、交叉复用和光层调度，采用环形的拓扑结构并按需选用OLP等保护方式。接入层由接入设备组成，主要功能是完成客户侧的业务接入，可根据用户距离选用不同的上行方式，根据业务的保护级别选择单链或环形的拓扑结构2。接入层的建设采用随业务建设的方式进行。本项目太原市新建 3 个汇聚环。其中城区汇聚环 2 个，郊区汇聚环 1 个。总体拓扑如图 1 所示。3 OTN 传输系统设计方案本项目共建设 3 个汇聚环、14 个复用段，共覆盖 1 个核心站点、11 个汇聚站点，网络拓扑如图 1所示。本项目计划在三个复用段建设 OLP 保护，后期会根据光缆线芯的实际情况进行变更。3.1 波道及子波道规划OTN 环网的波道规划综合考虑太原有线网络规模、业务等级等因素，充分利用 OTN 动态电层调度功能及独有的电交叉模块等特色3。项目建设 3 个汇聚环，由于具有不同路径和不同节点，划分三个波段可以使用相同的子波道。对大客户专线和安播类等业务，原则上为这些区段空间不会重复的业务分配相同波长资源，减少波长冲突可能性。可以考虑采用共享波道来实现不同业务开通，提升波长利用效率，有效保护业务。对于 IP 城域网业务，可以单独规划不同的波道。在系统建设初期，波道使用按照中心频率从高到低依次使用，这样可以有效保证系统的单波性能，有利于后期扩容时各通道的功率平坦4。环 1、环 2 采用共享环的方式配置一条共享100 Gbs-1 OCH，用于承载大客户专线和安播类业务；采用独占波道的方式为每个汇聚节点配置 2 条100 Gbs-1 OCH（占用一个波道，2 个方向），用于承载 IP 城域网的需求。环 3 采用共享环的方式配置 2 个共享 10 Gbs-1 OCH，用于承载大客户专线和安播类业务；采用独占波道的方式为古交配置 8 条 10 Gbs-1 OCH（占用 4 个波道，2 个方向），为西山和清徐各配置 4 条 10 Gbs-1 OCH（占用 2 个波道，2 个方向），用于承载 IP 城域网的需求。本项目所有复用端均按照 80/96 波进行配置。环 1 和环 2 初期配置单波 100 Gbs-1，后期平滑升级为单波 200 Gbs-1；环 3 初期配置单波 10 Gbs-1，130电视技术 第 46 卷第 12 期(总第 565 期)BROADCASTING&TRANSMISSION广播与传输后期平滑升级为单波 100 Gbs-1。所有环路统一选取 40 和 80 作为预留波道。3.2 设备配置方案3.2.1 主要设备配置本项目建设包括 1 个总前端核心机房和 11 个分前端汇聚机房共计 12 个节点。每个节点的主要传输设备配置如表 1 所示。光子架数量在满足方案组网及网络保护的前提下，结合机房的空间情况按需配置5。每个电子架的每种支线路板卡的配置数量 2 块。10 Gbs-1E 支路端口可适配 10 Gbs-1E 及以下速率光模块，并支持 10 Gbs-1及以下速率业务的接入。100 Gbs-1支路模块选用 0.1 km 光模块，支持与 IP 数据网对应光模块互联。10 Gbs-1支路光模块选用 40 km 的1 310 nm 的单模光模块。3.2.2 保护策略配置保护策略主要包括 OTN 设备级保护和 OTN 网级保护。（1）OTN 设备级保护。核心节点设备包括主控板 1+1、交叉板 1+1、电源 1+1 保护；城区汇聚 8 楼核心环2千峰小店城南高新迎新十三冶二道巷环 1西山古交清徐环 3晋源太钢A07/B18光交箱4.39 km3.43 km8.12 km10.74 km4.98 km12.88 km11.72 km25#光交箱0.4 km41 km55.5 km52 km0.4 km25#光交箱12.75 km35.2 km29.7 km晋源8.44 km6.87 km8.53 km15.08 km6.02 km新建约40 km平阳2.4 km6.43 km图 1 城域网 OTN 传输系统拓扑图 电视技术 第 46 卷第 12 期(总第 565 期)131BROADCASTING&TRANSMISSION广播与传输节点设备包括主控板 1+1、交叉板 1+1、电源 1+1保护；郊区汇聚节点设备包括主控板 1+1、交叉板1+1、电源 1+1 保护。所有节点的设备全部实现热备份。（2）OTN 网级保护。所有节点设备在光层配置 OLP/OMSP 保护，实现中继段/复用端层面的保护，支持网络级保护、光线路保护、光通道保护。在电层按需配置 ODUK SNCP 保护，实现业务级别的保护。同时，通过基于 SDN 技术的智能网管系统开启电层 ASON 保护，实现全网的智能调度和网络恢复。3.3 网管建设方案本项目采用一套双机热备的网络管理系统