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【摘要】：对于PON系统中OLT设备双路上行究竟采用光纤直连还是通过OTN承载这个大家比较关心和有争论的话题，通过对光纤直连和OTN承载进行成本、综合性能分析比较，提出“PON系统OLT上行业务在光缆环长超过50公里后应选用OTN技术承载，在30～50公里之间应结合管道资源及业务特点确定是否选用OTN承载，30公里以下时宜优选光纤承载”的建议。
【关键词】：光纤直连、OTN承载、成本、网络安全、对比分析。
中图分类号：C35文献标识码： A
1.PON系统OLT上行承载现状
PON大規模应用于宽带业务、普通集团专线和少量基站业务承载，对于PON系统中OLT设备双路上行究竟采用光纤直连还是通过OTN承载是大家比较关心和有争论的话题。也有运营商对于规模采用OTN承载提出质疑，因为应用中发现波道利用率不高，建设成本巨大。实际应用中也出现了各种承载方式，比如双路光纤上行；一路光纤加上一路波分承载，2路波分承载等。通过近几年的应用，不能说哪一种方式绝对好，不同的部门从成本、网络安全、维护角度考虑问题可能有不同的观点，本文从上述几方面进行分析，提出意见及建议供大家在应用中参考。
2.OTN承载与光纤承载的比较
对于大颗粒业务传送，在光模块能实现的范围内，可选择光纤承载或OTN承载，实际工程中两种承载方式都有典型应用场景和案例。下面通过一个组网模型，对两种方式在成本、综合性能等多面进行分析比较。
2.1OTN承载与光纤承载比较的组网模型
用于比较的组网模型，80*10G的OTN系统和光缆环总节点数量为6个，网络拓扑如下图2.1-1所示，其中光缆环的特点如下：
（1）每个汇聚节点都有共享、独享12/24/36/48芯光纤到骨干节点，根据业务需求规划纤芯数量；另有24/36/48芯备用光纤，当任何汇聚节点纤芯数量不够时，都可以灵活的将其中12的整数倍纤芯成端到本节点。
（2）汇聚节点到骨干节点端口连接时不用跳纤，当某节点纤芯不足时可通过备用纤芯进行扩容，大大地提高了光缆调度的灵活性，避免了光缆跳纤带来的维护难度。
图2.1-1OTN承载与光纤承载比较的组网模型图
2.2 OTN承载与光纤承载的成本比较
对比的计算方式：N个设备接口端到端连接等效为光缆环光纤N*2芯连接，光缆环一个方向为正常连接纤芯，另一个方向则全部考虑为备用纤芯。
成本计算方法：按照工程建设方式和业务需求，光缆考虑为一次性投资，OTN为一次性投资后，后期根据业务需求扩容分批投资。初次建设时，每个汇聚节点配置1个波道业务到骨干节点。
承载GE业务时，OTN的投资计算公式=第一次建设投资【节点数量×（单套设备投资+单架ODF投资】+（N-40）/8 ×单波道扩容投资，其中N大于40，且为8的倍数，小于或等于40时为第一次建设；
承载10GE业务时，OTN的投资计算公式=第一次建设投资【节点数量× （单套设备投资+单架ODF投资】+（N-5） ×单波道扩容投资，其中N大于5；
光缆方式投资计算公式=光缆环长度×单公里光缆综合造价+节点数量×单架ODF投资。
光纤承载方式考虑了10%的备用纤芯和管道分摊成本1.2万元/公里；OTN系统承载利用已有光缆，未考虑系统组网2芯光缆的分摊成本。综合造价包括设备及材料费、施工费、设计费及监理费等，不包括设备的维护成本。以下为光缆环长度为30公里时，OTN承载与光纤承载成本对比表和关系图。
表2.2-1OTN承载与光纤承载成本分析表
图2.2-1 光缆环长度为30公里时业务需求与成本的关系图
从图中可以看出，当光缆环长度在30公里以下时采用光纤承载方式投资具有优势：
端口数量在32个以下时，“72芯管道方式”最有优势
端口数量在 33~64个时，“144芯管道方式”最有优势
端口数量在 65~128个时，“288芯管道方式”最有优势
端口数量在128个以上时，“288芯管道方式”最有优势
对于不同光缆环长度时的成本比较，通过表2.2-1中相同的计算公式，端口不同时其成本关系可通过下图表示：
图2.2-2不同端口需求及光缆环距离的成本比较图
根据分析可看出，采用两种方式承载业务，需由业务需求及光缆环长度两方面因素共同确定：
（1）、当光缆环长大于40公里时，端口需求数量大于72个时， 随着端口数量的增加，采用OTN承载GE业务投资更具有优势；
（2）、当光缆环长大于50公里时，端口需求数量大于40个时， 随着端口数量的增加，采用OTN承载GE业务投资更具有优势；
（3）、当光缆环长大于80公里时，端口需求数量大于16个时， 随着端口数量的增加，采用OTN承载GE业务投资更具有优势；
（4）、OTN承载10GE业务，OTN在160公里以上时有明显优势。
2.3OTN承载与光纤承载的综合比较
对于OTN承载与光纤承载，不仅仅要从成本上进行考虑，还要从网络安全、网络维护、节能减排及机房空间等方面进行比较，对比分析如下表所示：
表2.3-1OTN承载与光纤承载对比表
OTN建设将带来更高的局房需求。普通的汇聚节点多数与基站共址，目前可能同时安装有汇聚层SDH设备、PTN设备和OLT设备，机房空间紧张。因此新增OTN设备将有更高的局房需求，可能需面临扩建或新购机房，原有汇聚层光缆需新建或割接。
OTN建设需要更高的电源保障。当OTN设备与原有汇聚节点共址时，外市电及开关电源面临扩容考验，可能存在电源改造，进一步加剧了机房紧张情况。
OTN承载不利于节能减排。OTN设备功耗较大，电费也是一笔不小的开支，例如以包括核心节点/骨干节点在内组成的6点环为例，业务量较大时典型配置总功耗以平均单节点2～3KW计算，一年的电费为（2～3）*24*365*0.7=1.2264～1.8396万元，而且OTN设备的折旧年限为7年，光缆寿命为20年以上。
OTN优点是适用于超长距离、超大容量、多业务及透明传输；提高光缆纤芯利用率，节约大量光缆资源。
光缆承载存在可监控性及网络安全方面的不足，OTN承载存在成本高及更高局房需求、更高电源等配套需求的缺点。
前面的成本模型是基于80*10G的OTN系统进行比较，对于逐渐应用于省内骨干传送网的80*100G的OTN系统，由于集成度高，电源需求特别大，1.5～2万瓦的单机架最大功耗是普通城域网汇聚节点很难满足的，加上建设成本高，应用于城域网还有待技术进一步发展。
对于是采用光纤直连还是OTN承载，实际应用时可综合业务特点及对成本和安全性的不同权重考虑确定采用哪种方案。
3.总结
根据前面数据分析和技术比较，建议PON系统OLT上行业务在光缆环长超过50公里后应选用OTN技术承载，在30～50公里之间应结合管道资源及业务特点确定是否选用OTN承载，30公里以下时宜优选光纤承载。对于业务需求不大的区域，OLT业务还可考虑通过PTN等系统承载。
【关键词】：光纤直连、OTN承载、成本、网络安全、对比分析。
中图分类号：C35文献标识码： A
1.PON系统OLT上行承载现状
PON大規模应用于宽带业务、普通集团专线和少量基站业务承载，对于PON系统中OLT设备双路上行究竟采用光纤直连还是通过OTN承载是大家比较关心和有争论的话题。也有运营商对于规模采用OTN承载提出质疑，因为应用中发现波道利用率不高，建设成本巨大。实际应用中也出现了各种承载方式，比如双路光纤上行；一路光纤加上一路波分承载，2路波分承载等。通过近几年的应用，不能说哪一种方式绝对好，不同的部门从成本、网络安全、维护角度考虑问题可能有不同的观点，本文从上述几方面进行分析，提出意见及建议供大家在应用中参考。
2.OTN承载与光纤承载的比较
对于大颗粒业务传送，在光模块能实现的范围内，可选择光纤承载或OTN承载，实际工程中两种承载方式都有典型应用场景和案例。下面通过一个组网模型，对两种方式在成本、综合性能等多面进行分析比较。
2.1OTN承载与光纤承载比较的组网模型
用于比较的组网模型，80*10G的OTN系统和光缆环总节点数量为6个，网络拓扑如下图2.1-1所示，其中光缆环的特点如下：
（1）每个汇聚节点都有共享、独享12/24/36/48芯光纤到骨干节点，根据业务需求规划纤芯数量；另有24/36/48芯备用光纤，当任何汇聚节点纤芯数量不够时，都可以灵活的将其中12的整数倍纤芯成端到本节点。
（2）汇聚节点到骨干节点端口连接时不用跳纤，当某节点纤芯不足时可通过备用纤芯进行扩容，大大地提高了光缆调度的灵活性，避免了光缆跳纤带来的维护难度。
图2.1-1OTN承载与光纤承载比较的组网模型图
2.2 OTN承载与光纤承载的成本比较
对比的计算方式：N个设备接口端到端连接等效为光缆环光纤N*2芯连接，光缆环一个方向为正常连接纤芯，另一个方向则全部考虑为备用纤芯。
成本计算方法：按照工程建设方式和业务需求，光缆考虑为一次性投资，OTN为一次性投资后，后期根据业务需求扩容分批投资。初次建设时，每个汇聚节点配置1个波道业务到骨干节点。
承载GE业务时，OTN的投资计算公式=第一次建设投资【节点数量×（单套设备投资+单架ODF投资】+（N-40）/8 ×单波道扩容投资，其中N大于40，且为8的倍数，小于或等于40时为第一次建设；
承载10GE业务时，OTN的投资计算公式=第一次建设投资【节点数量× （单套设备投资+单架ODF投资】+（N-5） ×单波道扩容投资，其中N大于5；
光缆方式投资计算公式=光缆环长度×单公里光缆综合造价+节点数量×单架ODF投资。
光纤承载方式考虑了10%的备用纤芯和管道分摊成本1.2万元/公里；OTN系统承载利用已有光缆，未考虑系统组网2芯光缆的分摊成本。综合造价包括设备及材料费、施工费、设计费及监理费等，不包括设备的维护成本。以下为光缆环长度为30公里时，OTN承载与光纤承载成本对比表和关系图。
表2.2-1OTN承载与光纤承载成本分析表
图2.2-1 光缆环长度为30公里时业务需求与成本的关系图
从图中可以看出，当光缆环长度在30公里以下时采用光纤承载方式投资具有优势：
端口数量在32个以下时，“72芯管道方式”最有优势
端口数量在 33~64个时，“144芯管道方式”最有优势
端口数量在 65~128个时，“288芯管道方式”最有优势
端口数量在128个以上时，“288芯管道方式”最有优势
对于不同光缆环长度时的成本比较，通过表2.2-1中相同的计算公式，端口不同时其成本关系可通过下图表示：
图2.2-2不同端口需求及光缆环距离的成本比较图
根据分析可看出，采用两种方式承载业务，需由业务需求及光缆环长度两方面因素共同确定：
（1）、当光缆环长大于40公里时，端口需求数量大于72个时， 随着端口数量的增加，采用OTN承载GE业务投资更具有优势；
（2）、当光缆环长大于50公里时，端口需求数量大于40个时， 随着端口数量的增加，采用OTN承载GE业务投资更具有优势；
（3）、当光缆环长大于80公里时，端口需求数量大于16个时， 随着端口数量的增加，采用OTN承载GE业务投资更具有优势；
（4）、OTN承载10GE业务，OTN在160公里以上时有明显优势。
2.3OTN承载与光纤承载的综合比较
对于OTN承载与光纤承载，不仅仅要从成本上进行考虑，还要从网络安全、网络维护、节能减排及机房空间等方面进行比较，对比分析如下表所示：
表2.3-1OTN承载与光纤承载对比表
OTN建设将带来更高的局房需求。普通的汇聚节点多数与基站共址，目前可能同时安装有汇聚层SDH设备、PTN设备和OLT设备，机房空间紧张。因此新增OTN设备将有更高的局房需求，可能需面临扩建或新购机房，原有汇聚层光缆需新建或割接。
OTN建设需要更高的电源保障。当OTN设备与原有汇聚节点共址时，外市电及开关电源面临扩容考验，可能存在电源改造，进一步加剧了机房紧张情况。
OTN承载不利于节能减排。OTN设备功耗较大，电费也是一笔不小的开支，例如以包括核心节点/骨干节点在内组成的6点环为例，业务量较大时典型配置总功耗以平均单节点2～3KW计算，一年的电费为（2～3）*24*365*0.7=1.2264～1.8396万元，而且OTN设备的折旧年限为7年，光缆寿命为20年以上。
OTN优点是适用于超长距离、超大容量、多业务及透明传输；提高光缆纤芯利用率，节约大量光缆资源。
光缆承载存在可监控性及网络安全方面的不足，OTN承载存在成本高及更高局房需求、更高电源等配套需求的缺点。
前面的成本模型是基于80*10G的OTN系统进行比较，对于逐渐应用于省内骨干传送网的80*100G的OTN系统，由于集成度高，电源需求特别大，1.5～2万瓦的单机架最大功耗是普通城域网汇聚节点很难满足的，加上建设成本高，应用于城域网还有待技术进一步发展。
对于是采用光纤直连还是OTN承载，实际应用时可综合业务特点及对成本和安全性的不同权重考虑确定采用哪种方案。
3.总结
根据前面数据分析和技术比较，建议PON系统OLT上行业务在光缆环长超过50公里后应选用OTN技术承载，在30～50公里之间应结合管道资源及业务特点确定是否选用OTN承载，30公里以下时宜优选光纤承载。对于业务需求不大的区域，OLT业务还可考虑通过PTN等系统承载。