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摘要：通信组网的快速发展、各类业务的需求与承载极大推动了OTN技术的发展，采用基于PID的下一代OTN技术打造的通信网络具有鲜明的特点：容量大、调度灵活、安全性高。本文主要介绍下一代OTN网络中PID技术的特性、原理、组网和设计原则，同时介绍PID和普通OTN波分、SDH应用的对比，进而探讨PID的组网运用。
关键词：PID；OTN；城域网
引言
随着业务IP化趋势，业务承载方式由SDH向WDM/OTN转变，OTN承载的业务颗粒大，业务接口多样化；随着OTN在城域网各大层面的大规模部署，基于PID-OTN在资源节省、业务开通等方面的众多优势将使其成为城域网部署的首选方案。
光子集成技术（PID）是将光层器件与电层芯片进行统一的芯片级集成，将多个光收发器及合/分波器等光器件集成起来，构成单片SOC系统（System On Chip）。传统WDM系统中，这些器件都分离在不同的板卡中，整个系统庞大而又昂贵，且管理功能弱，组网能力低下；PID器件中，将上述分立光器件统一集成在单个芯片上，PID集成封装可大幅提升互联可靠性，加强管理性。
一、PID+OTN实现技术组网
随着通信网络的光纤到户、高速宽带网的发展，运营商、设备市场对基于PID技术产品的需求将越来越迫切，PID是光通信领域未来发展的趋势；PID技术带动IT设备的容量和性能迅速提高，采用PID构建的高性能IT基础设施，将反过来大幅度提升对传输带宽的需求。
图1为基于PID构建的OTN设备连接逻辑图。
光层波带化：光层集成度高，以4波/8波/12波为一个波带，整个波带一次性完成统一的光层信号处理。对于多波带到线路侧光纤的连接仍需先连接到波带合分波器。
电层上总线：统一将光层信号全部转换为标准的G.709格式线路侧OTN电层信号（ODUk信号），送至大容量电层交叉总线，客户侧根据需要自行完成线路侧OTN信号至支路侧业务信号的格式转换。
二、技术比较
2.1 PID技术与传统波分
传统波分包含收发器（OTU）、AWG合波器、分波器、ITL（梳状滤波器）、光放等各种板卡和部件。部件之间通过光纤连接，连纤数量很多。工程开通时需要对各段落光放输入输出功率、色度色散（CD）、偏振模色散（PMD）、光信噪比（OSNR）等多个光学参数进行逐段的调节匹配，网络才能正常工作。采用PID技术的OTN系统天然的电再生中继，不需要考虑对光纤模拟参数的适配。减少大量连纤（减少90%），减少板卡数量，减少故障点，降低障率。节能、体积小（功耗可降低约30%～40%，体积降低20%～30%），减少机房资源占用和电费。不需要逐段调整光层模拟参数，便于快速调测、快速开通和加载业务。PID技术与传统波分技术比较如图2。
2.2 PID技术构建的OTN与SDH
基于PID构建的OTN设备，特别是单波带PID，与SDH设备结构非常类似，如图3所示。
三、PID-OTN城域网组网应用
3.1 OTN+PID方案OTN+PID方案的网络配置见4。该方案具有接入灵活、光层架构最小化（无OA/DCM）的优点，非常适合用于以下场景：
（1）城域网络：每环4～5个节点，4、8、12～20×10G容量，每节点2～4个10G（波）上下环网距离200～300km，80%～90%跨段小于40km，95%跨段小于60km不推荐和其他10G码型/40G码型混传组网。
（2）本地网：每环6～8个节点，40×10G（80%）/80×10G（20%）容量，每节点初期上下2～3个波，未来扩满6～8波，或者8～10波，环网距离400km～500km，节点之间距离50km，覆盖90%场景。
3.2 OTN“全系统+小系统”
该方案通过全系统80×40GMESH网调度，小系统通过PID组网，该组网模式下的线路侧通过PID的NPO2板的业务接口直接连向东、西向的尾纤，节省了OTN下的光方向子架，且减少跳纤。PID组成的汇聚环容量适中、节省机房空间资源节省、网络易开通、网络复杂度下降易维护从而提升运维效率。
3.3 OTN传送解决方案（大城市）
骨干層存在超宽带/大客户/3G/语音等业务的横向调度需求，需通过在骨干层构建80×40G带宽资源池来满足横向调动。设备容量必须满足大于等1.28T，设备槽位需32及以上槽位。还支持ASON，提高调度效率，支持PID，提高可维护性，极大减少机房面积。
汇聚层的设备容量应为640G/1.28T，汇聚环120/200G，汇聚层需要满足两年带宽需求，网络结构类SDH特性，灵活组网，扩容方便，业务即开即通，运维高效，光电集成，总体节省50%机房面积。
3.4 OTN传送解决方案（中小城市）
中小城市的BRAS/SR机房数量不大，核心节点直接带多汇聚的方式解决。
骨干层的两个核心节点下挂所有的汇聚环，设备容量需满足1.28T及以上，超宽带/大客户/语音/3G等综合调度，支持PID，提高可维护性，极大减少机房面积。
汇聚层的设备交叉容量为640G，120G带宽，满足2年以上带宽需求，类似SDH特性，灵活组网、扩容方便、业务即开即通、运维高效，光电集成，总体节省40%机房面积。
四、PID环扩容
为满足日益增长的业务需求，业务多样化的复杂性给各大运营商带来了挑战，要考虑到资源利用率最大化，网络的容量仅按近几年的需求来规划，随着业务扩展，网络容量已不再满足需求，网络容量升级，又要考虑网络的扁平化，业务故障节点减少，架构调整就在所难免。同样，对于PID的环网也面临如何才能更加安全升级的问题。
PID环网可行的三种扩容方式为逐点电中继、波带光穿通、跳点扩环，其中，逐点电中继方式类似SDH的扩容方式，扩容最为灵活、方便。跳点扩环方式只需增加一对光纤，扩容代价最小。上述两种方式都为优先扩容方式。波带光穿通方
式因需要合、分波器及放大器，需要独立的光层，最不为推崇。
五、结论
基于PID的OTN网络在城域网、省内干线网络中面临大的发展机遇，现有城域网是一个庞大复杂的网络，网络结构多样、网络层次多，核心节点光方向多、光层单板纷繁、站点机房众多。传统OTN光层处理没有数字化、ROADM器件和可调OTU器件的反应时间是秒级的，业务调度时间可达小时级，众多的分立元件连纤极大降低了网络的安全性。而基于PID的OTN技术架构的城域承载网的众多技术优势使其必将得到广泛运用。
参考文献：
[1]陈君，王国栋.OTN技术发展和应用探讨[J].移动通信，2012，36（4）：63-66.
[2]杨爱霞.OTN在移动传送网建设演进中的应用探讨[J].电信技术，2011，1（6）：52-55.
关键词：PID；OTN；城域网
引言
随着业务IP化趋势，业务承载方式由SDH向WDM/OTN转变，OTN承载的业务颗粒大，业务接口多样化；随着OTN在城域网各大层面的大规模部署，基于PID-OTN在资源节省、业务开通等方面的众多优势将使其成为城域网部署的首选方案。
光子集成技术（PID）是将光层器件与电层芯片进行统一的芯片级集成，将多个光收发器及合/分波器等光器件集成起来，构成单片SOC系统（System On Chip）。传统WDM系统中，这些器件都分离在不同的板卡中，整个系统庞大而又昂贵，且管理功能弱，组网能力低下；PID器件中，将上述分立光器件统一集成在单个芯片上，PID集成封装可大幅提升互联可靠性，加强管理性。
一、PID+OTN实现技术组网
随着通信网络的光纤到户、高速宽带网的发展，运营商、设备市场对基于PID技术产品的需求将越来越迫切，PID是光通信领域未来发展的趋势；PID技术带动IT设备的容量和性能迅速提高，采用PID构建的高性能IT基础设施，将反过来大幅度提升对传输带宽的需求。
图1为基于PID构建的OTN设备连接逻辑图。
光层波带化：光层集成度高，以4波/8波/12波为一个波带，整个波带一次性完成统一的光层信号处理。对于多波带到线路侧光纤的连接仍需先连接到波带合分波器。
电层上总线：统一将光层信号全部转换为标准的G.709格式线路侧OTN电层信号（ODUk信号），送至大容量电层交叉总线，客户侧根据需要自行完成线路侧OTN信号至支路侧业务信号的格式转换。
二、技术比较
2.1 PID技术与传统波分
传统波分包含收发器（OTU）、AWG合波器、分波器、ITL（梳状滤波器）、光放等各种板卡和部件。部件之间通过光纤连接，连纤数量很多。工程开通时需要对各段落光放输入输出功率、色度色散（CD）、偏振模色散（PMD）、光信噪比（OSNR）等多个光学参数进行逐段的调节匹配，网络才能正常工作。采用PID技术的OTN系统天然的电再生中继，不需要考虑对光纤模拟参数的适配。减少大量连纤（减少90%），减少板卡数量，减少故障点，降低障率。节能、体积小（功耗可降低约30%～40%，体积降低20%～30%），减少机房资源占用和电费。不需要逐段调整光层模拟参数，便于快速调测、快速开通和加载业务。PID技术与传统波分技术比较如图2。
2.2 PID技术构建的OTN与SDH
基于PID构建的OTN设备，特别是单波带PID，与SDH设备结构非常类似，如图3所示。
三、PID-OTN城域网组网应用
3.1 OTN+PID方案OTN+PID方案的网络配置见4。该方案具有接入灵活、光层架构最小化（无OA/DCM）的优点，非常适合用于以下场景：
（1）城域网络：每环4～5个节点，4、8、12～20×10G容量，每节点2～4个10G（波）上下环网距离200～300km，80%～90%跨段小于40km，95%跨段小于60km不推荐和其他10G码型/40G码型混传组网。
（2）本地网：每环6～8个节点，40×10G（80%）/80×10G（20%）容量，每节点初期上下2～3个波，未来扩满6～8波，或者8～10波，环网距离400km～500km，节点之间距离50km，覆盖90%场景。
3.2 OTN“全系统+小系统”
该方案通过全系统80×40GMESH网调度，小系统通过PID组网，该组网模式下的线路侧通过PID的NPO2板的业务接口直接连向东、西向的尾纤，节省了OTN下的光方向子架，且减少跳纤。PID组成的汇聚环容量适中、节省机房空间资源节省、网络易开通、网络复杂度下降易维护从而提升运维效率。
3.3 OTN传送解决方案（大城市）
骨干層存在超宽带/大客户/3G/语音等业务的横向调度需求，需通过在骨干层构建80×40G带宽资源池来满足横向调动。设备容量必须满足大于等1.28T，设备槽位需32及以上槽位。还支持ASON，提高调度效率，支持PID，提高可维护性，极大减少机房面积。
汇聚层的设备容量应为640G/1.28T，汇聚环120/200G，汇聚层需要满足两年带宽需求，网络结构类SDH特性，灵活组网，扩容方便，业务即开即通，运维高效，光电集成，总体节省50%机房面积。
3.4 OTN传送解决方案（中小城市）
中小城市的BRAS/SR机房数量不大，核心节点直接带多汇聚的方式解决。
骨干层的两个核心节点下挂所有的汇聚环，设备容量需满足1.28T及以上，超宽带/大客户/语音/3G等综合调度，支持PID，提高可维护性，极大减少机房面积。
汇聚层的设备交叉容量为640G，120G带宽，满足2年以上带宽需求，类似SDH特性，灵活组网、扩容方便、业务即开即通、运维高效，光电集成，总体节省40%机房面积。
四、PID环扩容
为满足日益增长的业务需求，业务多样化的复杂性给各大运营商带来了挑战，要考虑到资源利用率最大化，网络的容量仅按近几年的需求来规划，随着业务扩展，网络容量已不再满足需求，网络容量升级，又要考虑网络的扁平化，业务故障节点减少，架构调整就在所难免。同样，对于PID的环网也面临如何才能更加安全升级的问题。
PID环网可行的三种扩容方式为逐点电中继、波带光穿通、跳点扩环，其中，逐点电中继方式类似SDH的扩容方式，扩容最为灵活、方便。跳点扩环方式只需增加一对光纤，扩容代价最小。上述两种方式都为优先扩容方式。波带光穿通方
式因需要合、分波器及放大器，需要独立的光层，最不为推崇。
五、结论
基于PID的OTN网络在城域网、省内干线网络中面临大的发展机遇，现有城域网是一个庞大复杂的网络，网络结构多样、网络层次多，核心节点光方向多、光层单板纷繁、站点机房众多。传统OTN光层处理没有数字化、ROADM器件和可调OTU器件的反应时间是秒级的，业务调度时间可达小时级，众多的分立元件连纤极大降低了网络的安全性。而基于PID的OTN技术架构的城域承载网的众多技术优势使其必将得到广泛运用。
参考文献：
[1]陈君，王国栋.OTN技术发展和应用探讨[J].移动通信，2012，36（4）：63-66.
[2]杨爱霞.OTN在移动传送网建设演进中的应用探讨[J].电信技术，2011，1（6）：52-55.