otn技術簡介

　　otn介紹

　　OTN是以波分復用技術為基礎、在光層組織網絡的傳送網，是下一代的骨干傳送網。OTN是通過G.872、G.709、G.798等一系列ITU-T的建議所規(guī)范的新一代“數字傳送體系”和“光傳送體系”，將解決傳統(tǒng)WDM網絡無波長/子波長業(yè)務調度能力差、組網能力弱、保護能力弱等問題。

　　OTN跨越了傳統(tǒng)的電域（數字傳送）和光域（模擬傳送），是管理電域和光域的統(tǒng)一標準。

　　OTN處理的基本對象是波長級業(yè)務，它將傳送網推進到真正的多波長光網絡階段。由于結合了光域和電域處理的優(yōu)勢，OTN可以提供巨大的傳送容量、完全透明的端到端波長/子波長連接以及電信級的保護，是傳送寬帶大顆粒業(yè)務的最優(yōu)技術。

　　1、OTN技術的體系結構及發(fā)展歷程

　　OTN概念和整體技術架構是在1998年由ITU.T正式提出的，在2000年之前，OTN的標準化基本采用了與SDH相同的思路，以G.872光網絡分層結構為基礎，分別從網絡節(jié)點接口（G.709）、物理層接口（G.959.1）、網絡抖動性能（G.8251）等方面定義了OTN。此后，OTN作為繼PDH、SDH之后的新一代數字光傳送技術體制。經過近10年的發(fā)展，其標準體系日趨完善，目前已形成一系列框架性標準。

　　OTN技術包括了光層和電層的完整體系結構，各層網絡都有相應的管理監(jiān)控機制，光層和電層都具有網絡生存性機制。OTN技術可以提供強大的OAM功能，并可實現多達6級的串聯(lián)連接監(jiān)測（TCM）功能，提供完善的性能和故障監(jiān)測功能。OTN的主要優(yōu)勢包括：多種客戶信號封裝和透明傳輸，支持SDH、ATM、以太網，其它業(yè)務也正在制訂中；大顆粒的帶寬復用、交叉和配置，可以基于電層ODU1（2.5Gb/s）、ODU2（10Gb/s）和ODU3（40Gb/s），遠大于SDH的VC12和VC4；強大的開銷和維護管理能力；增強了組網和保護能力。

　　作為新型的傳送網絡技術，OTN并非盡善盡美。最典型的不足之處就是目前不支持2.5Gb/s以下顆粒業(yè)務的映射與調度，相關標準正在制定之中。另外，OTN標準最初制定時并沒有過多考慮以太網完全透明傳送的問題，導致目前通過超頻方式實現10GELAN業(yè)務比特透傳后，出現了與ODU2速率并不一致的ODU2e顆粒，40GE也面臨著同樣的問題。這使得OTN組網時可能出現一些業(yè)務透明度不夠或者傳送顆粒速率不匹配等互通問題。目前OTN的標準化工作主要集中在以下幾個方面：①適應FE/GE等低速信號傳送的幀結構，如最近提出的ODU0；②透明的10GE-LAN的傳送，如OTU2e超頻方式等；③更高速的40GE/100GE信號的傳送，如正在定義的ODU4；④ODUk共享保護環(huán)；⑤多種FEC的應用導致的互聯(lián)互通問題。

　　國內幾大運營商已經開展OTN技術的應用研究與測試驗證，而且部分省內或城域傳送網也局部部署了基于OTN技術的網絡，組網節(jié)點有基于電層交叉的OTN設備，也有基于ROADM的OTN設備。目前在國內得到應用的支持OTN電交叉的設備主要有華為的OSN 6800/OSN 8800、中興的ZXMPM800和烽火FONST3000等設備，部分設備的電交叉能力已經達到了Tb/s量級。

　　2、OTN標準化體系

　　OTN技術標準主要在ITU-T開展，圖1回顧了OTN技術標準的發(fā)展進程，從時間、需求和成果的角度很好地詮釋了整個OTN標準化的起步和發(fā)展。從圖中不難看出，未來兩年的工作重點在于開展ODU0、通用映射規(guī)程（GMP）、40GE/ODU3、100GE/ODU4等方面的標準化工作，為了更好地為大顆粒數據業(yè)務提供透明傳送通道，ITU-T和IEEE兩個標準化組織通過聯(lián)絡函等多種方式開展互動。

　　經過十多年的發(fā)展，OTN技術標準在ITU-T已經形成了比較完善的OTN相關標準體系，其中涉及到傳送平面和管理平面的標準，具體如圖2所示。

　　（1）體系結構

　　G.872采用原子功能建模方法描述OTN的體系結構，并從網絡角度描述OTN功能，內容包括光網絡的分層結構、客戶特征信息、客戶/服務器關聯(lián)、網絡拓撲以及諸如光信號傳輸、復用、選路、監(jiān)控、性能評估和網絡生存性等層網絡功能。

　　（2）結構和映射

　　G.709規(guī)范了OTN的網絡節(jié)點接口，G.7041規(guī)范了通用成幀協(xié)議，G.7042規(guī)范了虛級聯(lián)信號的自動鏈路容量調整方案?！豆鈧魉途W（OTN）接口》（G.709）規(guī)范了在OTN點到點、環(huán)形和網狀網結構下的OTH支持的操作和管理，定義了在光網絡子網內和子網之間的OTN接口，包括OTH、支持多波長光網絡的開銷功能、幀結構、比特率、客戶信號的映射格式等。

　　（3）功能特性方面

　　G.798規(guī)范了傳輸網絡設備功能描述。這些功能包括光傳輸段終結和線路放大功能、光復用段終結功能、光通路終結功能、光通路交叉連接功能等。

　?。?）物理接口方面

　　G.959.1規(guī)范了光網絡的物理接口，主要目的是在兩個管理域間的邊界間提供橫向兼容性，規(guī)范了有可能使用WDM技術的IrDI的物理層規(guī)范。G.693規(guī)范了局內系統(tǒng)的光接口，規(guī)定了標稱比特率10Gbit/s和40 Gbit/s、鏈路距離最多2 km的局內系統(tǒng)光接口的指標，以保證橫向兼容性。

　?。?）網絡性能方面

　　G.8251規(guī)范了OTN NNI的抖動和漂移要求，G.optperf定義了OTN國際通道的誤碼和可用度性能參數，M.24 OTN定義了OTN投入業(yè)務和維護的誤碼性能目標和程序。

　　（6）網絡保護力方面

　　G. 808. 1規(guī)范了通用保護倒換技術要求，G. 873. 1和G.873.2分別定義了ODUk線性保護技術要求和共享保護環(huán)技術要求。

　?。?）網絡安全力方面

　　G. 664規(guī)范了OTN安全要求。

　?。?）網絡管理力方面

　　G.7710規(guī)范了通用設備竹理功能需求，適用于SDH和OTN；G.874規(guī)范了OTN管理信息模型和功能需求，并基于G.7710描述了OTN特有的五大管理功能（FCAPS）。 3、OTN國內標準化最新進展

　　中國通信標準化協(xié)會（CCSA）傳送網與接入網工作委員會TC6從2004年開始正式啟動OTN相關行業(yè)標準的制定工作，目前已頒布了一個國家標準和兩個通信行業(yè)標準： GB/T 20187-2006光傳送網體系設備的功能塊特性（對應于G.7982004版本）； YD/T 1462-2006光傳送網（OTN）接口（對應于G.709 2003.10版本）； YD/T 1634-2007光傳送網（OTN）物理層接口（對應于G.959.12006.2版本）。 CCSA TC6于2005年8月申請立項了研究課題2006B68《OTN網絡對節(jié)點設備總體要求》在2007年12月TC6 WG1標準會上進行了審查。

　　隨著OTN在我國運營商網絡應用需求的不斷明確，2008年開始制定了《OTN網絡總體技術要求》，并立項開始制定《OTN網絡測試方法》。

　　《OTN網絡總體技術要求》在2009年4月送稿審查，該標準規(guī)定了基于ITU-T G.872定義的OTN總體技術要求。其主要內容包括OTN網絡功能結構、接口要求、復用結構、性能要求、設備類型、保護要求、DCN實現方式、網絡管理和控制平面要求等；適用于O T N終端復用設備和OTN交叉連接設備，其中OTN交叉設備主要包括OTN電交叉設備、OTN光交叉設備以及同時具有OTN電交叉和光交叉功能的設備。

　　4、OTN技術應用

　　隨著近幾年帶寬數據業(yè)務的持續(xù)增長，大顆粒業(yè)務調度和傳送的需求日益增加，OTN技術如何應用日益成為業(yè)界探討的焦點。在實際組網中，如何合理地應用和選擇OTN技術及設備，何時、在何層面、以何種方式引入OTN，業(yè)界仍存在不同看法。

　　4.1、OTN技術的應用層面

　　目前光傳送網包括城域網（核心層、匯聚層和接入層）和干線網（省內干線和省級干線），OTN作為承載2.5Gbit/s顆粒以上的傳送網技術，需要根據不同網絡層面業(yè)務承載的特點來考慮是否適合引入。

　　對于城域光傳送網而言，匯聚與接入層客戶信號的帶寬粒度較小，基于ODUk調度的業(yè)務可能性較小，而且OTN目前暫未標準化ODU1（2.5Gb/s）以下的帶寬粒度。因此，目前的OTN技術在城域匯聚與接入層引入與應用的優(yōu)勢并不明顯。

　　對于城域傳送核心層和干線網而言，客戶業(yè)務的特點主要為分布型，客戶信號的帶寬粒度較大，基于ODUk和波長調度的需求和優(yōu)勢明顯，OTN技術特點應用的優(yōu)勢比較適宜發(fā)揮。因此，考慮到現有的傳送網絡分層關系和傳送業(yè)務顆粒分布特征，目前OTN技術的引入與應用主要應側重于城域核心層和干線網絡。

　　4.2、OTN應用時機

　　從傳送網業(yè)務驅動、OTN技術的完善程度、OTN設備的實現程度等方面來看，OTN目前已經具備了應用條件。首先，IP數據業(yè)務的的高速發(fā)展導致大帶寬粒度傳送與調度的需求增長非常迅速，基于VC-12/VC-4的帶寬顆粒的適配與調度方式顯然滿足不了傳送網業(yè)務對于大顆粒帶寬的傳送與調度需求。其次，從OTN技術的完善程度來看，ITU-T制定的系列標準經過近10年的修訂，目前已經基本完善，只有個別細節(jié)問題有待解決。第三，從OTN設備的實現程度來看，目前的OTN設備已經基本支持了OTN技術的主要特征，如多速率映射與透明傳送、大顆粒帶寬的調度與處理、OTN幀結構的開銷實現與處理、OTN的組網與保護等，同時實現了對于這些OTN技術特征的管理。

　　因此，從設備實現上而言，OTN設備已經具備了初步應用的功能特征。因此，現階段可以在綜合考慮其他非技術因素的基礎上，逐步引入與應用OTN技術，以增強傳送網絡的傳送能力與效率，適應客戶信號的高速和動態(tài)發(fā)展。

　　4.3、OTN應用功能選擇

　　OTN技術的典型應用功能目前可分為如下3種：OTN接口、ODUk交叉和波長交叉。不同的網絡層面應根據不同的業(yè)務特征而選擇不同的OTN功能。 首先，在城域傳送網核心層層面，由于節(jié)點調度與處理要求中等，網絡規(guī)模較小但調度需求較大，一般選擇ODUk交叉和波長交叉或者ODUk和波長混合交叉功能，同時提供對于OTN接口功能的支持。第二，在省內干線層面，由于節(jié)點調度與處理要求較大，網絡規(guī)模和調度需求較大，一般選擇波長交叉或者僅選擇OTN接口功能。第三，在省級干線層面，由于節(jié)點調度與處理要求很大，網絡規(guī)模大，但調度需求一般，一般選擇OTN接口功能，特殊需求可局部選擇波長交叉功能。

　　4.4、設備類型選擇

　　目前除了支持G.709接口的OTN設備（傳統(tǒng)WDM節(jié)點）之外，基于光交叉的OTN設備（ROADM）和基于電（ODUk）交叉或者基于光電混合交叉的OTN設備均已成熟。作為OTN技術的基本特征，除了強大的維護管理功能之外，主要是基于不同類型的OTN設備支持多種的組網方式和保護功能?；诠饨徊娴腞OADM設備的主要優(yōu)勢是基于波長調度，子網內部全光操作，省去了O-E-O功能單元。目前最大的容量可達到8到9個維度，單維度支持80波長，有效地實現了在增加組網靈活性的同時降低光電變換的組網成本的目標，但組網半徑和物理參數限制等因素在一定程度上妨礙了ROADM在大范圍和傳輸線路復雜環(huán)境下的組網應用?；陔姡∣DUk）交叉的OTN設備支持波長和子波長粒度的調度，但有限的調度容量限制了其在大容量節(jié)點組網中的應用。同時支持光電混合調度的OTN設備可以在一定程度上解決上述這些缺陷，但在實際組網應用中，同時支持光電混合調度的OTN設備也并不是任何場景都適用。對于僅需固定提供大容量傳送帶寬的應用場景，基于點到點的OTN傳送設備依然是最佳選擇。

　　因此，選擇何種設備類型，應根據其應用的網絡層面、業(yè)務傳送需求和實際組網成本等多方因素綜合選擇，同時可采用分域的方式解決組網的一些限制因素。

　　4.5、網絡過渡時期OTN應用方式

　　由于目前傳統(tǒng)的SDH+WDM網絡規(guī)模巨大，在實際應用中發(fā)揮著巨大作用，短時間不可能進行大規(guī)模淘汰，因此，OTN應用初期宜采取從現有網絡逐步升級過渡的方式來加以引入。對于基于現有WDM系統(tǒng)的已有網絡，條件具備時可根據需求逐步升級為支持G.709開銷的維護管理功能，而對于WDM系統(tǒng)新建或擴容的傳送網絡，在省去SDH網絡層面以后，應支持基于G.709開銷的維護管理功能和基于光層的保護倒換功能，也就是說，OTN網絡替代了SDH網絡相應的功能。WDM網絡應逐漸升級過渡到OTN網絡，而基于OTN技術的組網則應逐漸占據傳送網主導地位。

　　5、結束語

　　OTN技術作為全新的光傳送網技術，繼承并加強了現有傳送網絡優(yōu)勢，同時具備了SDH的靈活可靠和WDM的大容量，既可以提供超大容量的帶寬，又可以直接對大顆粒業(yè)務進行調度，并能夠實現類似于SDH完善的保護和管理功能，更可以與ASON結合實現智能光網絡。雖然目前OTN技術在大顆粒IP數據業(yè)務封裝、未知比特速率業(yè)務映射、40GE/1 00GE信號格式未標準化等方面仍存在待完善之處，但是可以預見，隨著ALL-IP業(yè)務發(fā)展的推動和設備廠家的投入加大，OTN技術標準和設備功能將日漸成熟，基于IPover OTN的組網方式必將逐步取代傳統(tǒng)的SDH+WDM的網絡架構，成為下一代光傳送網絡的發(fā)展主流。