POTN多层网络优化机制

       POTN将以往PTN和OTN两套设备的功能在一套设备得到了实现，但如果仅仅是设备功能的简单叠加，网络层次、承载效率、网络保护等方面改进都不明显，需要进一步进行多层网络优化。POTN的优化包括转发平面的优化、光层的优化、映射路径的优化、OAM与保护的优化等内容。

POTN转发平面的优化

    PTN设备的分组交换不具备大颗粒ODUk调度能力，OTN设备一般通过TDM电路交换技术实现ODUk调度而不具备分组交换能力。PTN和OTN功能的融合，既应具备小颗粒分组业务交换能力，又应具备大颗粒ODUk业务的交换能力。POTN设备采用统一信元交换技术，实现业务无关的无阻塞调度，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，可以任意调整分组和TDM业务的比例而总的交换能力不变。

    PTN和OTN如果是简单的叠加，同样面临大量设备内跳纤和配置多块OTU单板以及业务延时加大的问题。因此数据转发面还需要PTN和OTN功能的进一步集成，线路侧通过hybrid线卡完成分组业务与OTN子波长业务的统一承载，客户侧PTN和OTN业务都可以任意比例交换到hybrid线卡，减少了大量的OTU线卡，较以往PTN+OTN的组网减少了大量的设备间跳纤以及业务时延。

POTN光层的优化

    传统波分包括合分波单板、ROADM单板、放大板等光层单板，系统复杂，其规划和运维更是复杂，包括色散补偿、OSNR、光功率均衡等诸多因素，规划不合理还会出现波长阻塞等问题。POTN应用在汇聚接入层时，对波长调度需求不明显，一般距离在80km之内；汇聚接入层涉及产品数量多，而且汇聚接入网络维护人员对波分维护经验相对欠缺；再加上汇聚机房空间紧张，这些因素都要求POTN的波分功能需要集成化，降低设备成本、提升设备的集成度。基于以上几方面原因，需要去掉复杂的光层单板，而选择光层的集成技术。

    PIC是光子集成技术，一个PIC模块就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。而且PIC采用全电中继方式组网，避免了OCh层调度，实现更加灵活的网络应用，避免波长规划带来的工程开局时间长和业务阻塞问题。

    目前成熟商用的PIC可以提供10×10G带宽，通过波带合分波可以进一步提升线路侧的带宽m×10×10G（m为波带合分波带的PIC个数）。预计1到2年，8×25G和4×100G PIC技术将会逐步商用。

    如果采用10×10G的PIC技术，当承载的业务速率高于10G的接口速率，可考虑物理层聚合方式来承载。OTU3按照标准的OTL3.4接口，可以将40G信号采用4个10G波长来承载。如果业务容量达到100G，也可以将10个通道捆绑使用，即OTU4反向复用到OTL4.10接口。

POTN映射路径的优化

    MPLS-TP业务经过OTN传送可以采用两种方式：

    ● 方式一，业务—MPLS-TP—Eth—GFP封装—ODUk；

    ● 方式二，业务—MPLS-TP—GFP封装—ODUk。

    方式一的以太网封装没有实际意义，只会增加开销，导致POTN设备的带宽利用率下降，因此针对POTN设备的业务封装一般省略掉以太网层，即采用方式二。POTN的封装效率比传统PTN封装效率有了很大的提升，如针对64字节的业务，POTN比PTN现有的以太网封装承载效率提升20%。这给现实应用带来很大优势，比如用户业务是GE速率，由于存在封装消耗，采用PTN的线路侧GE接口承载，用户侧GE业务将达不到线速转发，如果采用POTN MPLS-TP over ODUk封装方式，用户侧GE速率的业务完全可以支持线速转发。

POTN的OAM优化

    PTN具备完善的层次化OAM，但对链路误码的检测能力有一定欠缺。MPLS-TP定义了LM（Loss Measure，丢包率测量）功能，可以检测出链路误码造成的丢包，但LM只能针对特定的优先级进行，难以反映整个链路的状况。以太网的FCS可以检验出链路误码造成的丢包，考虑分组报文长度的随机性、报文流量的不均匀性，当线路上报文流量较少时，对链路误码的检测同样也不准确。

    为了提升以太网端口基于FCS的误码检测，可以根据业务情况适当增加背景流，当业务流量小于阀值时自动发送背景流，大于阀值时自动停发，接收端收到背景流时进行FCS检测后丢弃，可以有效提升误码检测效果，但与SDH/OTN的固有性能监视相比，依然存在误码率检测不够准确的状况。

    OTN接口中，其固有开销可以监视误码状况，固有监视与是否承载业务、业务流量大小无关，因此能够准确反应链路状况。POTN设备可以将PTN与OTN的OAM完美融合起来。

    POTN设备中，可以充分利于OTN的固有监视提升PTN层面的OAM特性。

    在POTN的层次化OAM中，相邻层之间属于客户服务模型，OAM处理机制通常由服务层触发相邻客户层，但告警性能繁殖也可以跨层使用，比如在PE节点，可以直接根据LOS告警触发PW层的保护倒换，不需要逐级进行告警检测，在LSP的P节点，根据ODU层的BIP性能检测，触发LSP的FEI报文发送，在LSP的PE节点，根据FEI报文统计出LSP误码状况，触发LSP的SD倒换。

POTN的保护优化

    POTN设备中，MPLS-TP层面具有LSP/PW线性保护、PTN共享环保护、双归保护等，OTN层面具有ODU线性保护、ODUk共享环保护。OTN层如何配合PTN层的保护，多层保护如何融合？应重点考虑如下因素：

    ● 实现用户业务的端到端保护；

    ● 具备抗多点失效能力；

    ● 带宽使用最小化。

    用户业务的端到端保护主要由PTN的保护来实现，OTN层面的保护主要实现抗多点失效和减少带宽浪费。

    在两层均配置了网络保护机制的情况下，POTN网络应支持采用层间客户层/服务层模式实现层间保护协调机制。

    ● 客户层应支持启动拖延时间（hold off timer）机制。目前ITU-T标准规范的拖延时间至少为100ms，步长为100ms；在服务层网络保护机制严格满足50ms的情况下，为了进一步缩短业务受损时间，建议支持优化拖延时间配置为50ms，步长为50ms。

    ● 为了进一步缩短层间保护协调的业务受损时间，可对基于拖延时间的层间协调机制进行改进：在客户层启动拖延（hold off）期间，若服务层保护失效，服务层可以向客户层主动插入服务层保护失效的指示机制，例如RFI（Recovery Failed Indication）信息，以便于快速启动客户层的保护机制；POTN网络应根据告警关联分析定位故障发生的网络层次，来判定是否启动客户层的拖延时间，服务层应及时告知客户层其网络保护是否成功，如失败，客户层可在更短时间内启动网络保护机制。

    POTN提供了最佳的多层网络优化方案，转发平面采用支持分组和TDM任意比例交换的统一交换矩阵，省略了大量功能重复的单板，提升设备集成度；光层通过PIC的应用，较少了大量光层单板和设备跳纤；通过电层封装映射的优化，提升了POTN的业务承载效率，优化了网络层次；通过对OAM和保护的优化，使PTN和OTN的优势互补，减少不必要的冗余，进一步增强了网络的自愈能力。