1、 Edge OTN 解决方案解决方案 技术白皮书技术白皮书 文档版本文档版本 V1.1 发布日期发布日期 2021-03-20 华为技术有限公司华为技术有限公司 Edge OTN 解决方案 技术白皮书 文档版本 V1.1 (2021-03-20) 版权所有 华为技术有限公司 第 3 共 29 目目 录录 1 FMEC 网络融合的趋势与挑战网络融合的趋势与挑战 . 4 1.1 品质业务需求快速增长. 4 1.2 融合业务成为趋势 . 6 1.3 FMEC 网络建设面临的挑战 . 7 1.4 总结 . 8 2 Edge OTN 方案是方案是 FMEC 融合建网的最佳选择融合建网的最佳选择 . 9
2、2.1 Edge OTN 架构 . 9 2.2 基于价值区域的精准布局建网方式 .10 2.3 总结 .12 3 Edge OTN 关键技术关键技术 . 13 3.1 环境适应性增强技术 .13 3.2 灰光彩光混合传输 .13 3.3 Liquid OTN 技术 .14 3.4 高精度时间同步 .15 4 华为华为 Edge OTN 解决方案解决方案 . 16 4.1 精准规划工具 .16 4.2 全场景部署能力 .17 4.3 光层电层创新方案 .19 4.3.1 极简光层 .19 4.3.2 X+Y 分布式电层 .20 4.3.3 创新线路速率 .22 4.3.4 平滑演进典型方案 .2
3、2 4.4 智慧运维 .23 4.4.1 NCE 智能管控 .23 4.4.2 光层自动调测 .24 4.4.3 智能光纤管理 .24 4.4.4 智慧光性能管理 .24 5 总结总结 . 26 A 缩略语缩略语 . 27 Edge OTN 解决方案 技术白皮书 文档版本 V1.1 (2021-03-20) 版权所有 华为技术有限公司 第 4 共 29 1 FMEC 网络融合的趋势与挑战网络融合的趋势与挑战 1.1 品质业务需求快速增长 宽带成为人们生产、生活必需的基础资源。当基本的连接需求得到满足后，用户越来越关注业务体验和服务质量。相应的，运营商也从关注连接转向关注业务品质。 品质专线 政
4、企专线的收益率远高于移动业务和家庭宽带业务，成为运营商争夺的价值高地，同时对基础网络也提出了更高的品质要求。不同行业对专线业务品质的要求也各有侧重点，比如金融行业会重点关注时延，政府政务会重点关注可靠性，大型企业/互联网OTT 则会重点关注自助式服务体验。 运营商需要提供五星级专线来满足各行业用户的需求。五星级专线指标由 NGOF（下一代光网络论坛）研究和发布，从高可用率、可保证带宽、低时延&低抖动、业务敏捷、在线自管理五个维度重新定义企业专线的网络 KPI 指标。 图1-1 品质专线五星级指标 Edge OTN 解决方案 技术白皮书 文档版本 V1.1 (2021-03-20) 版权所有 华
5、为技术有限公司 第 5 共 29 品质入云 随着行业数字化转型加速，企业将本身的生产核心系统逐渐搬迁上云。此外，新冠疫情的出现，远程办公、在线教育等服务的普及，进一步加速了企业上云的进程。根据Gartner 的预测，全球云计算市场规模到 2023 年将超过 3500 亿美金。 企业专线业务从传统的总部-分支结构，逐步走向总部-云-分支的混合结构。企业入云业务的需求日益增多，为运营商服务更多的中小型企业提供了可能。高端行业客户对入云业务的高可靠性、安全隔离、低时延、便捷性和灵活提供等指标都提出了很高的要求。 图1-2 入云专线需求 品质家宽 视频业务已成基础业务，随着 4K、8K、VR、AR 蓬
6、勃发展，超高清和互动化趋势明显。据 Omdia 最新预测，到 2022 年，将有 82%的带宽流量是视频流量, 每秒将产生 1 亿分钟时长的视频流量。 高清视频具有高流量、高品质和高感知的“三高”特性，对承载网的要求体现在带宽、时延和丢包率三个方面，要求承载网络采用更低收敛比架构，业务一跳直达，具有稳定低时延，保证视频的播放流畅。 表1-1 高清视频品质要求 指标 起步阶段，起步阶段，4K 舒适体验阶段，舒适体验阶段，8K 理想体验阶段理想体验阶段 , 12K 类型类型 4K 直播 弱交互VR 强交互VR 弱交互 VR 强交互 VR 弱交互 VR 强交互 VR 带宽带宽 54Mbps 60Mb
7、ps 80Mbps 120Mbps 130Mbps 420Mbps 540Mbps 时延时延 20ms 20ms 20ms 20ms 20ms 15ms 8ms 丢包丢包 1E-6 1E-5 1E-6 1E-5 1E-6 1E-6 1E-7 Edge OTN 解决方案 技术白皮书 文档版本 V1.1 (2021-03-20) 版权所有 华为技术有限公司 第 6 共 29 品质移动承载 当前的移动网络主要提供语音通话和 MBB 接入，以个人业务为主，带宽提速是关注的焦点，但随着运营商基础设施网络的加快部署，以及新商业机会的发掘和商业模式创新，未来的移动网络将会在垂直行业得到发展和应用。相比于个人
8、业务，垂直业务对网络的上下行带宽、时延、可靠性等有更高要求，需要网络提供更高等级的保护和更好的网络性能及自动化运维管理能力。 品质移动业务对承载网的要求体现在： 带宽：带宽需求持续增长，10G 接入环是是品质移动承载网的基本要求，10G 到站是移动业务持续发展的坚实保障。 同步：移动通信 TDD 制式要求亚微秒级的时间同步，未来的业务协调，精确定位等新兴垂直行业应用都要求更高精度的时间同步。 时延：在距离一定的情况下，减少转发是降低时延的关键因素，一跳直达可以大幅降低转发时延。 1.2 融合业务成为趋势 随着个人、家庭和企业对移动、固定通信需求边界的打破，以及企业在通信、IT 和云服务需求的不
9、断融合，越来越多的运营商为了扩大业务边界，吸引高价值客户，相继推出 FMEC（Fixed Mobile Enterprise Convergence, 固定、移动和企业融合）融合业务。融合业务包括向个人和家庭提供移动通信、固定通信和娱乐融合绑定的业务，向企业提供通信、IT 和云服务绑定的业务，以满足全连接时代的用户需求。 个人用户普遍追求无处不在的连接能力，打破了移动通信固定通信需求的传统边界。单一业务无法提供足够的粘性，难以降低用户换网率。MBB 流量、家庭宽带和视频业务打包的套餐具备明显的吸引力。 企业用户云化转型，通信、IT 和云服务需求的不断融合，当业务系统迁移上云后，通信连接的重要性
10、进一步提升，移动办公、远程办公、云化作业成为新的工作习惯，高价值用户需要统一的 ICT 服务。 从全球来看，仅能提供单一业务的运营商在市场上的竞争优势越来越少，运营商发展融合业务成为全球主流趋势。到 2025 年，全球 TOP 运营商 FMEC 建网占比将会超过90%，几乎所有 TOP 运营商都将发展 FMEC 业务。 图1-3 全球 241 个 TOP 运营商 FMEC 建网比例 Source: Huawei survey and forecast for global Top241 operators Edge OTN 解决方案 技术白皮书 文档版本 V1.1 (2021-03-20) 版
11、权所有 华为技术有限公司 第 7 共 29 提供融合业务能为运营商带来明显的运营优势： 拓展商业边界，增加收入拓展商业边界，增加收入：在饱和市场中寻找新的商业机会点，移动运营商大力发展宽带业务，固网运营商大力发展专线业务，成为综合运营商，拉动收入持续增长和提升企业抗风险能力。 提升客户体验，增加客户粘性提升客户体验，增加客户粘性：从单一业务服务到全业务融合的一站式打包服务可以有效增加客户粘性和忠诚度，提升客户体验。 提升运营效率，降低运营成本提升运营效率，降低运营成本：利用已有基础设施，一网多用，充分发挥运营商网络价值，有效提升网络资源利用效率，降低网络运营成本。 1.3 FMEC 网络建设面
12、临的挑战 由于历史原因，运营商在由单一业务向全业务 FMEC 发展的过程中，往往采用分离建网方式：面向移动业务、企业专线业务、家宽业务基本上是各自发展、独立成网。 图1-4 传统 FMEC 分离建网模式 随着网络规模增大，业务发展到一定阶段，传统分离建网方式存在以下几个方面的挑战： 网络建设成本高 分离建网需要消耗大量光纤和机房资源，光纤和机房不足时会导致无法覆盖，新部署/租用光纤和机房成本高昂。多套设备组网也带了更高的功耗。 网络维护难度大 分离建设导致资源缺乏统一管理，资源难共享，运维响应时间长。同时多张网络的维护和运营困难，维护工作量大，运维成本高。 承载和覆盖难协同 业务发展的不确定性
13、，价值区域难以精准识别，网络覆盖难以匹配。 例如，热点区域业务发展快，网络流量大，频繁升级和扩容，导致机房、光纤、供电等配套设施无法同步，影响业务的长期发展和用户体验。 随着 FBB/MBB/专线业务的规模发展，若依然采用分离建网方式，不仅对于投资是极大的浪费，也会严重制约网络建设和业务接入的灵活性和可扩展性，无法满足用户对业务品质的要求。 Edge OTN 解决方案 技术白皮书 文档版本 V1.1 (2021-03-20) 版权所有 华为技术有限公司 第 8 共 29 1.4 总结 随着业务对大带宽、低时延、低抖动、高可靠、高安全等品质的要求提升以及运营商发展融合业务的需要，对运营商的基础网
14、络提出了新的挑战，受成本、预算和运营的限制，几乎不可能为每种业务提供一张基础承载网络。运营商需要建设一张面向固定、移动和企业融合的（FMEC，Fixed Mobile Enterprise Convergence）高品质可弹性扩展的承载网，从而可以快速的发展综合业务，并提供高品质体验，保持在全连接时代的竞争力。 Edge OTN 解决方案 技术白皮书 文档版本 V1.1 (2021-03-20) 版权所有 华为技术有限公司 第 9 共 29 2 Edge OTN 方方案是案是 FMEC 融合建网的最佳融合建网的最佳选择选择 2.1 Edge OTN 架构 组网架构 Edge OTN 由 AGG
15、（汇聚）站点，ACC（接入）站点以及相应的管控系统组成，支持多业务承载和 ACC 到 AGG 一跳直达，构建弹性的承载网络。 组网架构要求组网架构要求 Edge OTN 需要采用 ACC 到 AGG 一跳直达的网络架构，这种架构的主要优势在于： 实现按需带宽精准扩容 当部分热点站点随着业务发展带宽不够时，只需要对热点站点进行扩容，其他中间节点无需整改，从而可以快速的对网络进行扩容以及保护投资。 最优的时延路径 对于金融/证券/DC 双活类的时延敏感型的专线业务，时延是核心竞争力。而时延是由光纤+设备转发跳数组成，一跳直达的架构可以减少设备转发跳数从而做到最优时延。 承载技术要求承载技术要求 E
16、dge OTN 采用 OTN/Liquid OTN 承载技术，负责将多种接入技术协议转换到统一的 ODU/OSU 管道，简化网络侧承载技术和组网架构，提供 2M100G+的物理管理的高品质承载通道，最大化接入站点和光纤的价值。 Edge OTN 解决方案 技术白皮书 文档版本 V1.1 (2021-03-20) 版权所有 华为技术有限公司 第 10 共 29 图2-1 Edge OTN 架构 ACC 站点功能 ACC 定义为业务接入点，支持如下的功能： 任意环境的部署能力：ACC 站点网络位置比较低，机房环境获取不便，需要支持室内/室外的部署能力。 超高集成度的设备：ACC 站点机房空间不足，
17、需要光电集成在同一个子架以减少子架类型，从而节约空间。 任意业务的接入能力：专线业务带宽跨度大，通常以小颗粒居多，90%小于 100M，部分业务是传统 E1 接口即 2M 业务，随着企业上云的发展，大颗粒 GE/10GE 专线越来越多，另外随着数据中心的下移，DC 间同步采用 100GE 高速率的端口。因此 Edge OTN 需要具备 2M100G 的接入能力以匹配不同的业务带宽诉求。 高效率高可靠承载管道：部分业务（比如专线）带宽40波*200G 演进。配合 X+Y 创新分布式电层技术，可以持续平滑扩容，Pay As Your Growth。 Edge OTN 解决方案 技术白皮书 文档版本
18、 V1.1 (2021-03-20) 版权所有 华为技术有限公司 第 23 共 29 图4-6 持续演进，PAYG 4.4 智慧运维 4.4.1 NCE 智能管控 华为 iMaster NCE 自动驾驶网络管理与控制系统是业界首个集管理、控制、分析功能于一体的网络自动化与智能化平台，实现了物理网络与商业意图的有效连接。向下实现全局网络的集中管理、控制和分析，面向商业和业务意图使能资源云化、全生命周期网络自动化，以及数据分析驱动的智能闭环；向上提供开放网络 API 与 IT 快速集成。通过引入增强 AI 算法、大数据、强大算力和自动化等关键技术，构建智能化的全光网络。 图4-7 智能化运维 Ed
19、ge OTN 解决方案 技术白皮书 文档版本 V1.1 (2021-03-20) 版权所有 华为技术有限公司 第 24 共 29 4.4.2 光层自动调测 华为 Edge OTN 光层单板内置 Optical Sensor，支持光层自动调测，极大的简化了开局步骤。 自动连纤检测：在开局阶段，硬装人员完成安装和设备上电后，通过按钮一键式操作，软件自动检测单板间的物理连纤正确性，并自动生成逻辑连纤配置、自动配置 OTU 单板波长，实现一键式自动开局，减少了大量人工操作，避免二次进站。 自动光功率调测：通过内置光线路 Sensor 和可调衰减器，自动调测工具可以按照组网拓扑，自动调平上下波长和穿通波
20、长光功率，降低了对操作人员的技能要求，网络调测时间从天级提高到分钟级。 4.4.3 智能光纤管理 华为 Edge OTN 支持智能光纤管理系统（Fiber Doctor System，简称 FD） ，实现对网络中线路光纤的监控管理，FD 系统通过将 OTDR 探测信号调制在光监控信号中，利用光纤瑞利散射及菲涅尔反射原理探测光纤损耗变化的大小和位置，并将检测数据上报网管，及时把握线路健康状况，实现对光纤连接状态的精准检测和在线监测（不影响业务） ，协助维护人员分析光纤接口、熔纤点质量，快速定位光纤质量问题，节省光纤现场维护成本和方便工程实施。 图4-8 FD 系统 4.4.4 智慧光性能管理 华
21、为 Edge OTN 支持智能光层管理系统（Optical Doctor 系统，简称 OD） ，实现对波分网络光层性能端到端、精细化、数字化管理。依托于 OD 系统，华为 Edge OTN 可实现对光层参数集中式配置以及各种速率波长的 OSNR 在线监测和图形化显示，能够对网络性能自动化监控、分析、调测和优化，使得 OSNR 检测变得非常方便，极大的提升了日常光层维护的便捷性和节省 OPEX。 Edge OTN 解决方案 技术白皮书 文档版本 V1.1 (2021-03-20) 版权所有 华为技术有限公司 第 25 共 29 图4-9 OD 系统 Edge OTN 解决方案 技术白皮书 文档版
22、本 V1.1 (2021-03-20) 版权所有 华为技术有限公司 第 26 共 29 5 总结总结 随着品质业务的快速发展和运营商发展 FMEC 业务的需要，为了降低运维成本，传统的分立建网方式向 FMEC 融合建网方式转变成为必然。 Edge OTN 通过灵活全场景站点能力、极简光层技术、ODU/OSU 电层调度能力以及自动化运维技术的结合，提供创新 FMEC 融合建网解决方案；通过一跳直达的架构和按需部署的策略，支持 OTN 快速部署到 CO 以及 CO 以下的价值站点，支持与RRU/AirPON 共站点、共抱杆，可以大幅降低建网成本，加快业务开通时间。 Edge OTN 解决方案 技术
23、白皮书 文档版本 V1.1 (2021-03-20) 版权所有 华为技术有限公司 第 27 共 29 A 缩略语缩略语 Number 1D1S One Direction One Slot 1 维度 1 槽位 1D2S One Direction Two Slots 1 维度 2 槽位 A ACC Access 接入 AGG Aggregation 汇聚 AI Artificial Intelligence 人工智能 API Application Programming Interface 应用编程接口 AR Augmented Reality 增强现实 B BBU Baseband Uni
24、t 基带单元 BC Boundary Clock 边界时钟 C CFP centum form-factor pluggable transceiver 100G 封装可插拔光模块 CO Central Office 中心局 CTC Center&Tree Cover D DC Data Center 数据中心 Edge OTN 解决方案 技术白皮书 文档版本 V1.1 (2021-03-20) 版权所有 华为技术有限公司 第 28 共 29 F FBB Fixed BroadBand 固定宽带 FD Fiber Doctor System 智能光纤管理系统 FIU Fiber Interfa
25、ce Unit 光纤接口单元 FMEC Fixed, Mobile, and Enterprise Convergence 固定、移动和企业融合 G GIS Geographic Information System 地理信息系统 I ICT Information and Communications Technology 信息和通信技术 ITU International Telecommunication Union 国际电信联盟 K KPI Key Performance Indicator 关键性能指标 M MBB Mobile BroadBand 移动宽带 MUX-DEMUX Mu
26、ltiplexer/Demultiplexer module 合分波器 N NCE Network Cloud Engine 网络云化引擎 NGOF Next Generation Optical Transport Network Forum 新一代光传送网发展论坛 NR New Radio 新空口 O OA Optical Amplifier 光放大器 OD Optical Doctor System 智能光层管理系统 ODU Optical channel Data Unit 光通道数据单元 Edge OTN 解决方案 技术白皮书 文档版本 V1.1 (2021-03-20) 版权所有
27、华为技术有限公司 第 29 共 29 OLT Optical Line Terminal 光线路终端 OPEX OPerating EXpense 运营支出 OSC Optical Supervisory Channel 光监控信道 OSN Optical Switch Node 光交换节点 OSNR Optical Signal-to-Noise Ratio 光信噪比 OSU Optical Service Unit 光通道业务单元 OTDR Optical Time Domain Reflectometer 光时域反射仪 OTN Optical Transport Network 光传送网
28、 OTT Over The Top OTU Optical Transponder Unit 光转换器单元 P PAYG Pay As You Grow 随成长付费 PCB Printed Circuit Board 印制电路板 PID Proportional-Integral-Derivative 比例积分微分 PON Passive Optical Network 无源光网络 Q QSFP Quad Small Form-factor Pluggable 四通道 SFP 接口 S SDH Synchronous Digital Hierarchy 同步数字体系 SFP Small Form-factor Pluggable 小型可插拔 SMP Separated Multiple Point T TDD Time Division Duplex 时分双工 V VR Virtual Reality 虚拟现实
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