OTNOTN技术北京阿法迪信息技术研究中心
内容安排OTN一、业务IP化对光传送网的承载需求二、OTN标准及关键技术介绍三、OTN功能四、OTN特性五、OTN设备及应用场景六、网络应用七、组网应用2
光传送网技术OTN一、业务IP化对光传送网承载需求业务的IP化传送网技术OTN的产生32010-8-3
All IP转型对传送网的挑战OTN根据分析,中国网上的数据业务量已经超过话音业务量。IP业务将最终成为主导的联网协议。业务总量将有大幅度增加(几十倍？)。传统电话网将不可避免要过渡到分组交换为基础的融合的下一代网，下一代网将最终支持包括话音在内的所有业务。2010-8-34
All IP转型对传送网的挑战OTN面向All IP业务的骨干网传送网BackboneMetro对传送网的需求业务宽带化——大流量业务的调度和传递流量突发性——动态带宽调整接口种类减少——简化承载网，提高承载效率网络智能化——业务感知能力网络安全性——电信级的OAM和可靠性利润最大化——降低CAPEX/OPEX52010-8-3
新业务对带宽的需求OTN62010-8-3
光传送网技术OTNCPNCPNCPN: 用户驻地网MAN: 城域网UNI: 用户网络接口公用电信网NNI（SNI）: 网络节点接口NNIUNI核心网UNINNI接入网CPNCPN接入网城域网城域网核心网和城域网主要由传输和交换设备组成；CPN和接入网主要由传输设备构成接入网：分为馈线段，配线段和引入线核心网：分为省际干线（即一级干线），省内干线（即二级干线）和局间中继网（即城域网）72010-8-3
光传送网技术OTN5%5%•本地交换中继网24%22%长途网接入馈线网网共占配线网49%终端12%建筑25%7%电信网成本分布图82010-8-3
OTN光传送网技术引自：Lucent通信技术的应用范围Core networks Local areaAccessMetropolitan(long haul or WAN)networksnetworksarea networks(LANs)(MANs)Switched Cellular mobileOptical Core NetworkEthernetPONSONET ring,Cable dataWireless LANRPRResilient Packet Ring (IEEE )Subscriber1-10GbpslineEthernetVoiceband,SatelliteIEEE , xDSLtransport,LEOS, direct satellitebroadcastingIRWireless local loop("wireless MAN")BluetoothPersonal Area Networks2010-8-39
光传送网技术OTN通信技术的演进102010-8-3
OTN光通信网络的发展趋势比例TDM 承载TDM(SDH)混合业务纯IP承载Packet Over Transport(MSTP)GMPLSTDMEOSRPRMPLS业务流IP OVER WDM(ROADM)PTNOTNWDM(OXC)IP 业务流1997-20012001-20102010-112010-8-3
光传送网技术OTNOTN的产生背景•SDH/SONET已经非常成熟，但在传送层方面存在不足。•互联网、电子商务、移动技术发展迅速，以太网等数据业务发展迅速。•Internet 业务量的爆炸性增长•多种业务种类（如多媒体）的出现•DWDM的发展。•TDM业务在DWDM上传送需要一个统一的标准
OTNOTN技术—灵活调度RNCMGWRNCRNCMGWRNC提供WSS、PLC、WB技术ROADM8xany8xany支持动态的业务波长分配8xany8xany提供GSS支持动态的业务子波4xany长分配提供灵活的波长调度和子波8xany8xany长调度
光传送网技术OTN二、OTN标准及关键技术介绍协议标准关键技术传送网络模型142010-8-3
OTN的产生OTN•1999年初，Lucent 提出wave Wrapper的概念。•ITU-T在2002年发布 Interfaces for the optical transport network•定义了Optical Transport Module of order n (OTMn)的以下需求:-光传送体系Optical Transport Hierarchy (OTH);-支撑多波长传输网络的开销定义;-帧结构;-比特速率;-各种映射方式.
OTN的产生OTNITU为何要制定OTN标准•统一传送网的传送层标准：传送网从业务处理方式上可分为接入层，汇聚层和传送层。传送层原来的事实标准是SDH，但SDH太多地兼顾了接入层和汇聚层技术，不太适用于传送层，所以ITU制定了OTN，专门加强了传送层的功能，减弱了接入和汇聚层的功能，希望能将所有业务的传送层统一成一个标准。统一的标准有利于实现不同厂家设备的互通。•提供更好的管理功能：OTN更加强调面向传送层的网络管理和维护功能，为实现这些功能制定了丰富的维护管理开销，并对这些开销的功能和实现给出了详细的定义，有利于实现管理维护信息的互连互通
ITU制定的光传送网标准OTN目前ITU-T研究与制订的光网络协议2010-8-317
ITU制定的光传送网标准OTN•框架•体系架构 •结构和映射•设备功能特征•性能,•物理层,,•设备管理特性,,,•保护
ITU制定的光传送网标准OTN192010-8-3
OTN的特点OTN•建立在SDH/SONET的经验之上，为过渡到下一代网络指明了方向。•借鉴并吸收了SDH/SONET的分层结构、在线监控功能、保护、管理功能。•可以对光域中光通道进行管理。•采用FEC技术，提高了误码性能，增加了光传输的跨距。•引入了TCM监控功能，一定程度上解决了光通道跨多自治域监控的互操作问题。•希望通过光层开销实现简单的光网络管理（业务不需要OEO转换即可取得开销）•统一的标准方便各厂家设备在OTN层互连互通
OTN二、OTN标准及关键技术介绍协议标准关键技术传送网络模型212010-8-3
OTN的实现方式OTN•为实现T比特传输，传输层采用DWDM技术（OMS层）。•定义3种G比特网络速率接口,10G,40G。•SDH/SONET, ETHERNET, ATM, IP, MPLS，GFP 业务都可以透明传输。•减少了网络的层次Shortest physical layer stack for data services (IP/TDM ⇒OTN ⇒Fiber)•不采用OTN的WDM的劣势：1。直接将Client signal (. STM-N, GbE) 放到波长上，没有完善的网络监控能力。2。或者采用非介入的检测方式，在网络的各个节点尤其是中继节点上需要对不同业务作不同的检测，网络设备的复杂程度增加很多。3。不同业务的特殊信令的处理更是一个不可完成的任务。（如AIS处理等）
OTN光网络的演变交叉连接ADMADMSDH/SONETSDH/SONETADMADMDXC环网环网ADMADM第一代光网络：SDH/SONET环网。链路传输采用光技术，而交换采用电技术；交换粒度：一般为STM-1（155Mb/s）,可对E1（2Mb/s）分插复用。2010-8-323
OTN光网络的演变交叉连接ADMADMOADMOADMOXCADMADMDXCOADMOADMADMADM第二代光网络：OXC，OADM+DXC，ADM;驱动力：光传输容量急剧提高，节点处交换量大增（Tb/s至Pb/s）;1）电子速率限制；2）电交换粒度较小；2010-8-324
OTN光网络的演变交叉连接routerrouterOADMOADMOXCrouterrouterrouterOADMOADMrouterrouter智能光网络：OXC，OADM+router驱动力：动态带宽分配，集成的智能控制层面。2010-8-325
OTN光网络的演变光网络将从不透明逐步走向透明O/EE/O电光交交透明子网换换结结构构不透明节点透明节点不透明节点透明子网中光通道实现端到端的连接不透明节点实现子网间互联，包括电子3R再生随着光子技术的发展，透明子网的范围逐步扩大，（网络层次中产生光传送层）2010-8-326
OTN实现光网络的技术基础C/L InterleaverFilter容量在线升级OA400GC-Band800G1200GL-Band1600G随着技术的进步和成本的不断降低，升级的成本会越来越低2010-8-327
OTN实现光网络的技术基础多种技术实现距离升级优化OSNR>6dBSuperWDMRaman放大技术优化OSNR>6dB增强型FEC优化OSNR>7~9dB带外FEC优化OSNR>5~6dB带内FEC优化OSNR>2dB带内/带外FEC、增强FEC、Raman放大技术、SuperWDM技术均为长距离无电中继传输系统的商用技术。2010-8-328
OTN实现光网络的技术基础改善PMDPMD补偿技术特性的光纤PMD限制WDM/ETDM+L+，S，S+OTDM新型光纤L波段WDMOTDM非线性限制色散补偿孤子非零色散位移光纤WDM色散位移光纤色散限制普通单模光纤2010-8-329
OTN实现光网络的技术基础AmplifyingMach-Zehnderinterferometerregion空间光开关阵列taperplayerARcoatingGaInAsPn-InPSOA for cross-phase modulation半导体光放大器波长变换器Clamped Gain SOA gatesWlgtchonverterlaserCKr ecoveryWlgtchonverter全光3R再生器波长选择器2010-8-330
OTN实现光网络的技术基础距离升级性能升级ULH：单跨能力强，可达150KM以上；无电中继传输能力非常强，最长可达4000KM，超长大环应用OSC可传送PDH时钟ELH：内置OTDR：单跨能力强，可达150KM以实现光缆质量在线监测上；无电中继传输能力较强，可达1000KM以上全业务接入：支持GE、、10G、、TMUXLH：单跨能力弱，无电中继传输能力AGC & ALC、功率预均衡：小于640KM自适应外界因素导致的光纤衰耗变化；利于更多波长、更长距离传送容量升级内置光谱分析单元：远程监测光谱性能40波，可升级到80/160波。32/40波16波2010-8-331
ROADM技术OTNDWDM NetworkROADM ImplementationPre-AmpROADMPost-AmpExpress+VOAAttenuationOSCDCMOSCTransponders
GSSROADMROADMOTN实现光网络的技术基础ROADM 和GSS 调度结合GEGSSGSSAGSSGROADMROADMλ1 GSSGSSGEDGEBFROADMROADMGSSGSSGSSEGSSCGEGE332010-8-3GSSROADM
OTN实现光网络的技术基础由于光电子器件的发展，OXC/OADM和波长变换器的研制成功，使得建立、管理和维护透明的光连接成为可能，实现光层上的互联，即：optical -8-334
OTN二、OTN标准及关键技术介绍协议标准关键技术传送网络模型352010-8-3
OTN传送网络模型层网络模型中信息传递的描述：（ITU-T）
OTN传送网络模型TrailAPAPTrailNetwork connectionTrailterminationterminationCPSNCLink connectionTCPTCP接入点：层网Client toClient to络之边界serverserveradaptationadaptation
OTN传送网络模型TrailAPAPTrailNetwork connectionTrailterminationterminationCPSNCLink connectionTCPTCP路径：两个AP间的连接，包含适Client toClient toserver配控制信息。serveradaptationadaptation
OTN传送网络模型TrailAPAP连接点CP链路连接LCTrailNetwork connectionTrailterminationterminationCPSNCLink connectionTCPTCPClient toClient toserverserveradaptationadaptation
OTN传送网络模型TrailAPAPTrailNetwork connectionTrailterminationterminationCPSNCLink connectionTCPTCPClient toClient toserver网络连接（NC）：跨越层网络的连接serveradaptation终ada端ptati连on接（TCP）：网络连接的端点子网连接（SNC）：跨越子网的连接可见：连接也用可迭代描述的
OTN传送网络模型TrailAPAPTrailNetwork connectionTrail路径终端设备terminationtermination适配设备（层间分界）CPSNCLink connectionTCPTCPClient toClient toserverserveradaptationadaptation
OTN传送网络模型层网络间的关系：Client/ServerTrailAPAPClientNTrailetwork connectionTraillayerterminationterminationnetworkCPSNCLink connectionTCPTCPClient toClient toserverserveradaptationadaptationTrailAPAP分界点ServerTraillayerTrailterminationnetworkterminationLCLCSNCSNCLCCPCPCPTCPTCPCPT1304480-95/d04
OTN传送网络模型层网络模型中连接监控的重要性：网络中含有的设备数目和种类众多，每个设备均可能因某种原因失效，而影响网络的本身性能，甚至造成不可估量的损失。数据中心业务中断后重新启动，将有三分之一数据公司倒闭，另外三分之一两年内倒闭。因此对网络性能的监控，并且提供保护与恢复显得非常重要。
OTN传送网络模型层网络模型中连接监控：产生告警指示信号Figurea)（AIS），上报管理单元TrailTandemconnectionFigureb)Trail在线侦听Tandemconnection
OTN传送网络模型网络的管理网络的复杂性决定了对网络内各种设备的管理的必要性。ISO的管理模式：配置管理：管理所有网络设备；故障管理：界定故障位置并恢复；性能管理：统计网络的使用状况；其它：安全管理、计费管理
OTN传送网络模型TMN：电信管理网络网络的复杂性导致管理的网络化操作系统操作系统工作站其它SNMP其它TMN数据网络TMN电信网TMN与电信网的关系
OTN光传送网光传送层：光层上实现业务信号的传送、复用、路由选择、监控，并且保证服务质量和生存性要求。在光传送网络中，光技术不仅仅应用于点对点的信号传送，而且渗透到组网领域，所谓optical networking。
OTN光层网络模型OChOXCOMSWDMWDMMUXDEMUXOAOXC: 光交叉连接单元WDM-MUX：波分复用器WDM-DEMUX：波分解复用器OTSOA：光放大器
OTN三、OTN功能Client1、光层技术OHOPUkOHODUk2、电层技术OHOTUkFECOHOChOCCOCCOCC3、PID技术OHOMSnOPS0OPSnOHOTSnOOS4、接入业务Optical Transport ModuleOSCOSC5、可靠性机制6、性能监视功能492010-8-3r
OTN的接口OTNOTN接口定义•User to Network Interface (UNI)•Network Node Interface (NNI)–Inter Domain Interface (IrDI)–Intra Domain Interface (IaDI)–between equipment of different vendors (IrVI)–within subnetworkof one vendor (IaVI)Network Operator BNetworkUSEROperatorACOTM NNIOTMIaDI-IrVIOTMNNIUNIIrDIOTM NNIOTM NNIIaDI-IaVIIaDI-IaVIVendor XVendor Y
OTN的分层结构OTNClientOHClientOChPayload Unit (OPUk)OHOChData Unit (ODUk)OPUkOHODUkFECOChTransport Unit (OTUk)Optical Channel (OCh)OHOTUkOptical Channel Carrier (OCC)OCCOCCOCCOMOptical Multiplex SectionSnOHOPS0OPSnOTOptical Transmission SectionSnOHOOSOTM Overhead SignalOSCOptical Supervisory ChannelOSCOptical Transport ModuleOptical Physical Section512010-8-3WrapperNon-associated overheadAssociated overhead
OTN 层终端OTN本质上，OTN 是由通常被称为层的以下部分组成：光传输段(OTS) 光复用段(OMS) 光通道(OCh) 光传输设备(OTU) 数据单元(ODU) 光通道净荷单元(OPU)
OTN光层技术随着光联网技术的不断发展与丰富，并日趋复杂，必须建立与规划光网络模型。光网络模型与传送网络模型是相符合的从各光子层功能来看，光网络层实现三大类功能：)光网络的信息的传送：光信号传送)光网络信道的建立、动态分配与维护；)光网络的管理：配置管理、计费管理、故障管理、性能管理和安全管理；
OTN按功能划分的光层网络每一个节点的平面间通过各自的通道互相连通按照节点内部功能分类为传送，控制，管理三个部分每个节点抽象分成三个平面
OTN按功能划分的光层网络光网络控制层面的两大功能（研究热点）网络工程：put the bandwidth where traffic is.基于业务要求管理可用链路：增加新的链路，管理永久连接等，（部分功能在管理平面）业务工程:put the traffic where bandwidth is.优化路由、充分利用已有带宽：广播链路使用信息、建立连接，恢复高优先级的连接。
OTN光层技术已存的各种形式的业务，边缘电节点电路层网络光光通道(Och)层•实现端到端的光路径的传建立、管理和维护；光复用段(OMS)层•光层信头的处理；送光传输段(OTS)层•光信道的监控网•与电层适配、多种业务的接入物理媒介(OMS)层
OTN光层技术电路层网络•实现多波长光信号的光光通道(Och)层联网功能；传•实现光复用段信头开光复用段(OMS)层销的处理；送•光复用段的管理与维光传输段(OTS)层网护物理媒介(OMS)层
OTN光层技术电路层网络•实现在不同传输媒介光光通道(Och)层（即光纤）上传送光传信号的功能；光复用段(OMS)层•传送段信头开销处理送与维护；光传输段(OTS)层网各种光纤及其它物理物理媒介(OMS)层媒介的传送功能
OTN光传送网络各子层示例Functional description, G. 872•OCH Optical ChannelOCH•OMS Optical Multiplex Section•OTS Optical Transmission SectionOMSOTSOTSOTSOTSOTSOMSOMSOCH59
kUkUkUkUkU,Pd,tOPOd,PPd,Pn at atOdn atOtOd&n ae&enn ae&e&em khernUem ee&ekhrUem ekhrnUem khrm khrnUenUegvnggvilDiOOgilDvgviOOlDvOOlDiOOlDO Ae ,A , Ae , A, AO e,信号OTN1161738243825408012PayloadOTUk FEC(4 x 3808 bytes)(4 x 256 bytes)3λ4161161738243825408012PayloadOTUk FEC(4 x 3808 bytes)(4 x 256 bytes)3411617382438254080λ152PayloadOTUk FEC(4 x 3808 bytes)(4 x 256 bytes)34λ411617382438254080λ132PayloadOTUk FEC(4 x 3808 bytes)(4 x 256 bytes)34λ21161738243825408012PayloadOTUk FEC(4 x 3808 bytes)(4 x 256 bytes)3λ41•实际就是波分设备最终输出的主光信号（前面提到的光线路信号），由多个波长组成，每个波长信号都有特定的帧格式（OTUk）•n=波长数，例如n=40,n=80•r=Reduced，指不支持光层开销和光监控通道（OSC,OpticalSupervisory Channel）•m=速率等级，1=,2=10G,3=40G，例如m=2，或m=123•用于和其他厂家的波分设备互连（在波长级互连）
kU,PdtnO ae&em khrnUegilDvA OO e, 信号OTN1161738243825408012PayloadOTUk FEC(4 x 3808 bytes)(4 x 256 bytes)34•没有波长，没有光层开销，不支持光监控通道，但具有特定帧格式（OTUk）•m=速率等级，1=,2=10G,3=40G，例如m=2，或m=3•用于和其他厂家的波分设备互连（OTUk互连）
kUkUkkdUUkUad,PPda,PaPde,PdtOe,htOen e&rn htOn tOa etOare&hrnn em keve&m ke&hrveevnUgnUOm keUve&hrm knUm keUvgnggngiDOlOilDOilDOOilDOOilDOO A A A A e,ke ,ke,k Ae ,kmUe,信号OTN16738243825408012PayloadOTUk FEC(4 x 3808 bytes)(4 x 256 bytes)3λ4n16738243825408012PayloadOTUk FEC(4 x 3808 bytes)(4 x 256 bytes)341673824382540801λ2PayloadOTUk FEC(4 x 3808 bytes)(4 x 256 bytes)534λ4167382438254080λ132PayloadOTUk FEC(4 x 3808 bytes)(4 x 256 bytes)3λ42167382438254080λ112PayloadOTUk FEC(4 x 3808 bytes)(4 x 256 bytes)34λOSCOTM Overhead Signal (OOS)•实际就是波分设备最终输出的主光信号（前面提到的光线路信号），由多个波长组成，每个波长信号都有特定的帧格式（OTUk），同时支持光层开销（OOS）和光监控通道•n=波长数，例如n=40,n=80•m=速率等级，1=,2=10G,3=40G，例如m=2，或m=123•用于自己的波分设备间互连，功能强大，但无法和其他厂家波分设备互通（光监控通道每个厂家都实现方法都不一样，另外可对OTUk帧做一些修改（OTUkv），例如使用AFEC替代标准FEC）
信号OTNClients (. STM-N, ATM, IP, Ethernet)OPUkODUkPODUkODUkTOTUkVOTUkOTUkVOTUkOChOChrOMSnOPSnOTSn用于和其他厂家的设备互连，信号格式有确定的标准只能和自己的设备相连，用到functionalityfunctionality了一些自己的技术OChsubstructure
信号OTNOTM两种格式的区别•全功能(n>=1) •简化， 包含下列的内容:结构••Optical Transmission Section ••Optical Physical Section (OTSn)(OPSn)••Optical Multiplex Section ••Reduced functionality Optical (OMSn)Channel (OChr)••Full functionality Optical ••Completely or functionally Channel (OCh)standardisedOptical Channel Transport Unit (OTUk/OTUkV)••Completely or functionally standardisedOptical Channel ••Optical Channel Data Unit Transport Unit (OTUk/OTUkV)(ODUk).••Optical Channel Data Unit (ODUk).
光传送网技术OTN三、OTN功能1、光层技术2、电层技术3、PID技术4、接入业务5、可靠性机制6、性能监视功能652010-8-3
电层技术OTNClientOHClientOChPayload Unit (OPUk)OHOPUOChData Unit (ODUk)kOHODUkFECOChTransport Unit (OTUk)Optical Channel (OCh)OHOTUkOptical Channel Carrier (OCC)OCCOCCOCCOMOptical Multiplex SectionSnOHOPS0OPSnOTOptical Transmission SectionOHSnOOSOTM Overhead SignalOSCOptical Supervisory ChannelOSCOptical Transport ModuleOptical Physical SectionWrapperNon-associated overheadAssociated overhead
电层技术OTN•将各种客户信号统一封装成OTUk帧，然后在网络间传递OTUk帧•利用波分复用原理实现Tbit级传送•依靠电层开销和光层开销实现强大的网络维护管理功能•依靠统一的标准，实现不同厂家OTN设备互连互通•减少了网络层次，从而可降低运行商的成本
电层技术-帧结构OTN•从狭义的角度说，OTN就是OTUk帧•OTUk帧是OTN信号在电层的帧格式•OTM可以理解为n个OTUk同时传送OTUk帧11778811441155kkk11661177338822443388225544008800
电层技术-帧结构OTN串行信号的物理特征数据信号01100010时钟信号•串行信号指能够用最少的物理介质传输的信号•串行信号是以一定速率在0和1之间不断变化的信号，串行信号必须具备时钟和数据两个信号•用来传输的串行信号只有数据线，没有相应的时钟线和数据有效线•电层上用差分线传递一个串行信号，光层上用一根光纤传递一个串行信号•为了对串行信号做电再生，或改变其内容，必须从此串行信号中恢复出时钟，CDR（Clock and Data Recovery ）器件可从串行信号中恢复出时钟•CDR要求串行信号必须为速率恒定且0和1要不断变换，即不能出现长连0或长连1•串行信号具备速率和帧格式两个特征
电层技术-帧结构OTNOTU,ODU,OPU速率等级
电层技术-帧结构OTN712010-8-3
电层技术-帧结构OTNOTN为何要定义统一的帧格式•早期的波分设备没有统一的帧格式，客户信号直接在波长上传输•波分设备必须能检测客户信号和线路信号的质量，这就要求在客户节点和线路节点都要识别所有类型客户信号的帧格式，并执行相应的性能检测，最终导致性能检测需要花很高的成本•客户信号直接传输时无法执行业务汇聚，从而极大浪费波长上的带宽•统一的帧格式就有了波分设备专用开销，从而能利用这些开销提高波分设备的维护管理能力
电层技术-帧结构OTN成帧后应该具备的基本维护管理功能•帧定位•失效和误码检测•连接检测•净荷类型检测•维护信号•通讯通道
电层技术-帧结构OTN帧定位•在串行传输的0，1序列中，只有找到了帧头才能分清开销和净荷，也才能做其他的进一步处理•在串行信号接收处理过程中，第一步是提取时钟，第二步就是帧定位•根据帧结构的不同，帧定位的方法也不同•SDH的定帧就是找到帧头的2个0xf6和2个0x28，并在经过一个帧周期后接着检测是否还是帧头，连续2ms都能在确定位置找到帧头时才能认为帧丢失告警消失•传输设备一般用帧丢失告警指示当前是否找到了帧头，没有找到帧头就上报帧丢失告警
电层技术-帧结构OTN误码检测•SDH的B1,B2•OTUk的BIP8，例如SM-BIP8•OTUk的FEC纠错前误码数，不可纠正的帧•GE的8b/10b编码违例
电层技术-帧结构OTN连接检测•实现方法：检测连接标识符是否和期望值相符•连接标示符的作用是给帧打上一个标签，用于识别不同的帧•连接标识符的例子：SDH的J0，OTUk的TTI（Trail Trace Identifier）•连接检测的用途：防止用户错连信号
电层技术-帧结构OTN净荷类型检测•实现方法：检测净荷类型是否和期望值相符•净荷类型的作用是标明帧中净荷的种类•净荷类型的例子：OPUk的PT（Payload Type）•净荷类型检测的用途：防止用户错连信号
电层技术-帧结构OTN维护信号•实现方法：在帧中填入某种特殊的信息，破坏帧中的净荷，使得帧无法正常传输净荷•维护信号的种类：AIS信号，OCI信号，LCK信号•维护信号的用途：表示当前能正常接收信号，但信号帧处于某种特殊状态，已无法正常传输净荷•AIS（Alarm InidationSignal）的用途：当帧处于失效状态时，使用AIS替代已失效的帧信号继续传输•OCI（Open Connection Indication）的用途：表示因为没有配置连接而导致帧中没有正常的信号•LCK（LoCKeddefect）的用途：表示当前帧已经被锁定，即不允许用来正常传输数据，但仍旧能根据开销对帧进行各种检测。例如运行商正在对信号进行测试，此时不能给用户使用，就可以设置帧进入LCK状态。LCK不是自动产生的，而是完全由人来设置是否生效
电层技术-帧结构OTN•OTN维护信号通过将ODUk帧中的大部分字节设置为相同的固定字节而实现。由于净荷中也被填入了固定字节，所以此时无法传业务Column #78141738241FA OHOTUk OH2All-1s #38247814171FA OHOTUk OH2Repeating "0110 0110" #38247814171FA OHOTUk OH2Repeating "0101 0101" #Row #Row #STATSTATSTATSTATSTATSTATSTATSTATSTATSTATSTATSTATSTATSTATSTATSTATSTATSTATSTATSTATSTATFTFL
电层技术-帧结构OTN通讯通道•设备商或运营商用来传输某些自有的信息•例如设备商需要在网元间传送网管信息，传送APS保护倒换信息•使用实例：电监控通道，APS协议通道
电层技术-帧结构OTNOTN帧的周期•和SDH/SONET不同的是随着线路速率的提高，帧的结构和长度不变，不同速率等级OTN的帧周期不一样，脱离了SDH基本的8K帧周期
OTUkbit rate: 255/(239-k) * "STM-N"电层技术-帧结构OTNOTUk的帧结构OTUk1AlignmOHClient Signal2OTUkmapped inOPU k PayloadFEC3ODUkOPUkPayload4Client SignalOPUk-Optical Channel Payload UnitODUk-Optical Channel Data Unitkindicates the order:1 -Optical Channel Transport Unit2 10G3 40GAlignmentODUkbit rate: 239/(239-k) * "STM-N"1781415OPUkOH1617382438254080
电层技术-帧结构OTNOTU的帧结构Column178141516RowOTUk1FRAME ALIGNMENT OVERHEAD AMRFEASOTUk SPECIFIC OVERHEAD AREAFASSMGCC0SRESJCAlignmOHMappingTCM2TCM6TCM5TCM4RESR&E SConJcCatFTFLACTOPU k PayloadSpecific3TCM3ODUkTCM2ODUk SPECTIFCIMC 1OVERHEAD ARPEMAEXPRESJC4GCC1GCC2APS/PCCRESPSINJOPJOACT: Activation/deactivation control channelMFAS: MultiFrameAlignment Signal01910127128129137138255APS: Automatic Protection SwichingPCC: Protection Communication Control channel0PTOperatorOperatorcoordination channelPM: Path MonitoringOperator SpecificOperator SpecificFTFL1IdentifierIdentifier123456781234567812345678EXP: ExperimentalPSI: Payload Structure IdentifierMappingFAS: Frame Alignment SignalRES: Reserved for future international & ConcatTTIBIP-8BEI/BIAESTATFaultFaultForwardBackwardFTFL: Fault Type & Fault Location standardisationSpecificIndicationIndication255Fieldreporting channelSMFie:l d Section MonitoringGCC: General Communication ChannelTCM: Tandem Connection MonitoringTCMiOPUkOHBDIOPUk SPECIFICOVERHEADAREA
电层技术-帧结构OTN开销－－OTUk开销（2）•SM包含的子内容有：•－踪迹字TTI•－比特间插校验位BIP-8•－背向缺陷指示BDI•－背向误码指示BEI•－接收同步字错误IAE•－预留字RES
电层技术-帧结构OTN开销－－OTUk开销（3）1. TTI是段监控字，它是一个复帧传输字节，为64字节的内容。每一个OTUk复帧（256帧）传输4次。64字节TTI的0字节出现在OTUk的复帧位置为：0000 0000(0X00), 0100 0000 (0X40), 1000 0000 (0X80), 1100 0000 (0XC0)。2. SM误码检测(BIP-8)，一个字节，用于比特间插校验。SM的BIP-8校验的范围是OPUk（15列至3824列），第i帧地校验结果写在第i+2帧内（和SDH不同）。3. BDI：段监控字，单比特：用于向上游传送信号丢失状态。4. BEI：段监控字，4比特：用于向上游传送BIP8校验出的误码总数，0000－1000有效，表示误码的数量；其余无效，表示误码数为0。5. IAE：单比特：表示接收到的数据是否同步丢失，1表示同步丢失，0表示正常。同时如果为1禁止计算BIP错误。6. RES (SM中的RES) 7. GCC0：两个字节，不同的OTUk终端之间的通用通信通道（General Communications Channel）,传输的内容不在规范之内；功能类似SDH中的E1字节。8. RES：两个字节的预留字节，全0。
电层技术-帧结构OTN开销－－ODUk开销（1）•通道监控开销PM和汇接连接监控TCMi的结构如下图
电层技术-帧结构OTN开销－－ODUk开销（2）ODU中汇接连接监控TCM开销（Tandem Connect Monitor）共有6个字段，具体位置、结构见上页图示。TCM使得网络运营商能够让信号从自己的网络入口点和出口点对该信号进行监控。这6个监控字段的结构于PM字段相同，并且支持从下列应用情形中的一个或多个对ODU连接进行监控。1．通过公用网络对ODU连接进行UNI到UNI的监控。2．通过网络运营商对ODU进行NNI到NNI监控。3．为保护切换进行子层监控，以及检测信号故障或劣化状况。4．监控汇接连接，对故障进行定位或验证。六个TCM字段支持一各种各样的网络配置形式进行汇接连接监控，并且可以用于嵌套，重叠和级连拓扑结构。
电层技术-帧结构OTNOPUkPayload Structure Identifier (PSI)
电层技术-复用OTNOTM的复用和映射 1x 1OCCrOChrx ix 1x jx 1x 1Client signalx 1OTU3[VODU3OPU3]x kx 1x 161 ≤ i + j + k ≤ nx 1OChrOCCrODTUG3Client signalx 1x 1x 1x 4ODU2OPU2OTU2[V]Clientx 1x 1x 1signalODTUG2OCCOChx 1x ix 1x 4ODU1OPU1OTU1[V]x 1x 1x jx 1x k1 ≤ i + j + k ≤ nOCCx 1OChx 1x 1OSCOOSOTS, OMS, OCh, COMMS OHMultiplexingMappingFigure 7-1/ ?OTM multiplexing and mapping structures
电层技术-帧的应用OTNOTUk帧的特点•只考虑支持大颗粒业务，最低速率等级为，最高速率等级为40G，只有3个速率等级•多个低速ODUi汇聚成1个高速ODUk时，低速ODUi完全装入高速ODUk的净荷部分，低速ODUi和高速ODUk的开销是独立的•帧速率专门针对SDH设计，OPUk帧正好能装下同速率等级的SDH帧或多个低速率的ODUi（i<k）帧•FEC开销大大提高了10G以上速率的OTUk帧的传送能力•使用的字节调整技术比SDH的指针调整更为简单•开销（不包括FEC开销）在净荷中所占的比例很低，开销提供的维护管理功能也非常强（和SDH帧相比）•OTUk帧经过简单改造后可以方便的接入GE或10GE以太网
电层技术-帧的应用OTNOTUk,ODUk,OPUk的区别•OPUk帧是ODUk帧的一部分，ODUk帧是OTUk帧的一部分。即OTUk帧中，和业务映射相关的部分组成OPUk,OPUk加上一些维护管理开销组成ODUk，而ODUk再加上一部分维护管理开销组成OTUk•OTUk帧是为了让ODUk帧能够在光纤中传输而设计的，ODUk帧中加上一些适应于外部传输的开销或处理操作就形成了OTUk帧，例如FEC，SM开销，扰码等。出现在设备外面的信号必然是OTUk帧，不可能是ODUk或OPUk帧•ODUk帧是OTUk帧的一部分，是电层处理时用到的帧格式，例如对OTUk做电再生处理时，必须将OTUk帧转换为ODUk帧，然后再从ODUk转为OTUk帧。另外电层交叉调度也是在ODUk上实现的。电层的处理用不到OTUk帧中适用于外部传输的特征，所以应该将OTUk帧做些简化后再进行，实际上OTUk帧去掉适用于外部传输的特性后就变成了ODUk帧。ODUk帧和OTUk帧分别有自己的开销，OTUk帧的开销自然是在外部传输时用到的，而ODUk开销是在电层处理时用到的•OPUk帧是ODUk帧的一部分，OPUk帧是专门为了实现将业务装入OTUk帧而设计的。OPUk帧的主要功能就是把各种业务装OPUk帧的净荷部分，然后再加上和业务映射有关的开销，例如字节调整开销和净荷类型指示
电层技术-帧的应用OTNOTUk中用到的开销•OTUk-AIS，OTUk速率的PN-11码。PN-11码是长度为2047位的一串固定的0，1序列。PN-11码中不会出现OTUk的帧头0xf60x28•FAS开销，行1列1至行1列6固定为3个0xf6个3个0x28，这6个字节叫做FAS（Frame Alignment Signal）字节•LOF（OTUk帧丢失）告警，如果FAS字节中间的4个字节存在且每隔4080*4字节FAS中间的4个字节都会重复出现，则认为LOF告警消失；否则认为有LOF告警。判断LOF告警产生和消失要求2ms的确认时间•MFAS开销：长度为1个字节，每发送一帧此字节的内容加1，当多个连续帧的相同开销组成一个较长的开销时需要和MFAS字节对齐，例如TTI•LOM（复帧丢失）告警：检测MFAS字节是否每帧加1，如果不是则上报LOM告警，判断LOM告警产生和消失要求2ms的确认时间•FEC开销，每行255字节，用于纠正传输中产生的误码。255个字节组成一个FEC单元，里面包含239字节的信息和16字节的FEC校验字节，FEC单元的最大纠错能力是8个字节，错误字节超过8个后无法纠正所有错误。FEC单元能够准确检测到最多16字节的错误，超过16个字节的错误无法准确统计
电层技术-帧的应用OTNOTUk中用到的开销•BIP-8，长度一个字节，其值为前面第2帧中列15至列3824所有字节（OPUk帧中的所有内容）异或的结果，用于校验OPUk帧是否有误码。在网管上一般对应性能量xx-BIP-8误码数
电层技术-帧的应用OTN•正向和反向：正向和反向是相对于同一个站点而言的。例如A和B为两个站点，A发出1个OTUk帧到B，B发出一个OTUk帧到A，对于一个站点来说，本站点的发送为正向，本站点的接收为反向。本站点发出去的OTUk帧中的反向开销都是根据本站点的接收OTUk帧的结果产生的，由于本站点的接收为反向，所以和接收OTUk有关的开销就叫做反向开销。•OTN中现在定义的反向开销都是错误指示信息。对于用户来说，如果一个站点接收到反向错误指示，则说明本站点的接收到上一个站点的发送这一段传输路径是好的（否则应该接收到LOF），但本站点的发送方向出现了错误。A到C的A到B的正向反向OTUkOTUkC站点A站点B站点OTUkOTUkA到C的A到B的反向正向
电层技术-帧的应用OTN•BEI（Backward Error Indicaiton），长度为4位，一般的合法取值为0000b-1000b，其值为反向误码数，即合法的反向误码数为0-8个，为非法值时认为反向误码数为0。在网管上一般对应性能量xx-BEI误码数•TTI，踪迹标识符，长度为64个字节。TTI在每帧中只占1个字节，连续64帧凑成64字节。TTI用来标示OTUk帧的起点和终点。TTI包括3个字段，SAPI标示源地址，DAPI标示目的地址，各占16字节，还有32字节的用户自定义信息。在网管上此开销一般对应TTI失配告警•BDI，反向失效指示，长度为1位，0表示无反向业务失效，1表示有反向业务失效。一般接收口的OTUk帧检测到LOF或LOM时对应发送口会插入BDI。在网管上此开销一般对应xx-BDI告警•IAE，帧对齐错误，长度为1位（SM中）或用STAT=010b(TCMi中)表示。帧对齐错误指发送的OTUk帧出现帧头间隔不是一个帧周期的现象。IAE一般用来屏蔽下游的误码检测，防止因为帧对齐错误导致下游误码检测不准•BIAE，反向帧对齐错误，长度为1位（SM中）或用BEI=1011(TCMi中)表示，在接收检测到IAE时在发送自动插入BIAE。BIAE一般用来屏蔽下游的反向误码检测，防止出现检测错误•STAT，PM和TCM有STAT，长度为3位，接收端口通过检测STAT判断当前处于哪种维护信号状态（AIS,LCK,OCI,LTC）
电层技术-帧的应用OTN•GCC（General Communication Channel）,共3组，每组2个字节，用来传送网管信息，对应我们设备的电监控通道功能•JC（Justification Charater）,共5个字节，业务装入OPUk净荷部分时用来弥补业务速率和OPUk净荷之间的速率差，JC一般能调整正负20ppm的频差•PT(PayloadType)，1个字节，用来指示净荷类型，定义如下表所示
光传送网技术OTN三、OTN功能1、光层技术2、电层技术3、PID技术4、接入业务5、可靠性机制6、性能监视功能972010-8-3
OTN•某厂家的OTN系列设备还集成了单波40G、100G以及创新的PID（光电集成）技术，大幅提升设备集成度，以前需要多个机柜才能上下的160波业务现在只需一个子架即可完成，组网和业务调度更加灵活。
OTN三、OTN功能1、光层技术2、电层技术3、PID技术4、接入业务5、可靠性机制6、性能监视功能992010-8-3
接入业务OTNInterworkingIP/MPLSATMETHERNETSTM-Nwith pre-OTNSTM-NGbEOptical Channel (OCh)layer networkOptical Multiplex Section (OMSn)OTMlayer networkPhysicalSectionOptical Transmission Section (OTSn)(OPSn)layer networkOTM-0Optical Transport Module of order n OTM-nr, n>1(OTM-n, n≥1)1002010-8-3
接入业务OTN客户信号的帧格式•SDH为9行270*N列的字节帧，N为SDH速率等级，例如STM-16的N=16。STM-1的速率为，STM-N的速率等于N*•GE，FC，Escon等数据业务为8b/10b编码，相当于帧长为10位的帧•10GE-LAN为64/66b编码，相当于帧长为66b的帧•OTUk为4行4080列的字节帧•成帧的一个重要用途是能从串行数据中区分数据和开销
接入业务OTN各种业务信号的映射方式目前，在光传送网中，常用的映射方式有：SDH over OTN、ATM over OTN和ATM over SDH over OTN。对于SDH over OTN方式来讲，它具有SDH本身所具备的OA&M功能，具有比较强的保护和恢复能力，可以在SDH的基础上实现各种业务的综合，可以按照波长根据发展需要进行扩容，缺点是各种业务信号在进入SDH后，缺乏像ATM那样的QoS保证。对于ATM over OTN方式来讲，虽然它具有ATM和OTN方式的优点，可以提供端到端QoS保证；但由于没有SDH，加之，OTN本身的限制，使得这种传送方式缺乏足够的保护和恢复能力及网管功能，进而使得这种方式和应用在现在受到了很大的限制。1022010-8-3
接入业务OTN对于ATM over SDH over OTN方式来讲，这种方式在目前的技术发展情况下，是技术性能最完善的，但也是最复杂，最昂贵的。此外，还可以将以太网（GE）信号直接映射到OTN，这种方式可以使广域网、城域网和局域网作到无缝连接，可大大简化设备、降低成本，在小范围内抖动与定时性能较好，但这种方式只有有限的故障检测和性能管理功能，没有保护倒换能力。将来光传送网会采用建议所规范的数字包封（Digital Wrapper）技术，解决各种信号的映射问题。这种技术不仅彻底解决了客户层信号透明传送及网络边缘处故障检测和性能管理问题，而且还解决了光路性能监视和光层保护和恢复指令传送问题。另外，结合使用带外FEC，可以明显地改善系统的光信噪比。1032010-8-3
接入业务OTN常量比特率信号的映射有两种方式将CBR2G5, CBR10G 或者CBR40G（比特速率±20 ppm）映射到OPUk(k=1,2,3)，分别为：异步模式和比特同步模式。注：OPUk和用户数据的时钟同步需要为±65 ppm；其中OPUk的时钟同步需要为±20 ppm；用户数据的时钟同步需要为±45 ppm。OPUk开销中包含3字节的JC字节，一个中调整机会字节PJO，一个负调整机会字节NJO和3字节保留字节RES，它们的位置如下图1042010-8-3
接入业务OTN1052010-8-3
接入业务OTNJC字节的内容用于控制两个调整机会字节NJO和PJO。异步映射和比特同步映射的JC和NJO，PJO的对应关系如下表5所示。异步映射：采用本地时钟，时钟和接收到的SDH数据是独立的。比特同步映射：从接收到的SDH数据抽取时钟。1062010-8-3
接入业务OTN同步和异步映射时JC,NJO,PJO内容定义调整控制异步映射过程比特同步映射过程JC[7,8]NJOPJONJOPJO00调整字节数据调整字节数据01数据数据10不生成不生成11调整字节调整字节1072010-8-3
接入业务OTN将STM-16映射到OPU1，其中D为8BIT的存储单元。可以进行正负调整。1082010-8-3
接入业务OTN将STM-64到OPU2其中D为8BIT的存储单元。可以进行正负调整。每行数据有16字节的FS (FIXED STUFF)。1092010-8-3
接入业务OTN将STM-256到OPU3其中D为8BIT的存储单元。可以进行正负调整。每行数据有16 x 2 字节的FS (FIXED STUFF)。1102010-8-3
接入业务OTNATM映射到OPUk中的情况。由于OPUk的净荷区（15232字节）不是ATM信元（53字节）的整数倍，所以有的ATM信元必须跨越两个OPUk帧。ATM信元内容（48字节）应该加绕后进行映射。在解映射的过程必须解绕码。和ATM映射相关的OPUk开销包括PSI的PT和7个保留的字节(RES)。1112010-8-3
接入业务OTNGFP（general framing prcedure）映射入OPUk的情况如下图所示。GFP帧映射之前需要加绕码（一般GFP帧在封装时加入扰码）。1122010-8-3
光传送网技术OTN三、OTN功能1、光层技术2、电层技术3、PID技术4、接入业务5、可靠性机制6、性能监视功能1132010-8-3
OTN光网络的生存性层网络模型中生存性（保护与恢复）：23Backup Path154Service path
OTN光网络的生存性层网络模型中生存性（保护与恢复）：•生存性是光网络最关键的性能之一。•生存性是指网络中某些设备出现故障时能维持业务的能力。•改善网络生存性的最主要方法是保护与恢复。保护：通过利用预留的链路、节点设备等传送实体来替代出现故障或性能下降的传送实体的机制；恢复：可以利用可以获得的网络资源来搜索（路由计算）出新的传送实体来替代出现故障或性能下降的传送实体的机制；
OTN光网络的生存性保护恢复•Works in advance•Functions after failure•Lower recovery time•More recovery time •Needs redundant spare capacity•More resource utilization•Offers guarantee •Cannot offer 100% guarantee.•Also called as PROACTIVE•Also called as REACTIVErecoveryprotectionrestorationLink levelPath levelLink levelPath level
OTN光网络的生存性Link-level and path-level recoveryLightpathLink protection/restorationBACBCDAPath protection/restorationE
OTN光网络的生存性Link-level and path-level recovery2323154154Link Restoration/Protection: Path Restoration/Protection: Each failed connection is rerouted Failed connections are rerouted by the nodes adjacent to the failed linkby its source-destination nodes
OTN光网络的生存性protectionDedicated protection schemeShared protection scheme1+1 protection1:M protection1:1 protectionRedundant link capacity can be shared among Dedicated path for each individual connectionmultiple backup paths
OTN光网络的生存性专用保护AWorking path 2BEProtection path 1Working path1Protection path 2CDF
OTN光网络的生存性共享保护Source 2Can share the 23redundant link capacitySource 1154Destination6Assumption: there is only single link failure in the network
OTN光网络的生存性为适应各种业务信号日益严格的要求，光传送网必须具有极强的可生存性，这就要求光传送网，必须采用保护和恢复技术。由于技术和业务的发展，对光传送网的生存技术提出了新的挑战，主要有：（1）传送多种业务，而且，各种业务所要求的业务质量不尽相同；（2）所传送的业务容量由几Mbit/s发展到几Gbit/s乃至几Tbit/s；（3）IP、ATM、SDH信号共存。1222010-8-3
OTN光网络的生存性光传送网的生存技术需要解决以下问题：（1）IP、ATM、SDH和光传送网生存性机制间的协调问题；（2）恢复速度对网络的影响面问题；（3）各个子网间生存性机制的协调问题；（4）满足不同业务恢复要求。1232010-8-3
OTN光网络的生存性光传送网采用了两种保护体系路径(trail)保护：光路径保护是端到端保护机理，可用于各种网络结构(如网状网、环形网或两者混合结构)，它既可以是单向，也可以是双向形式工作，适用于光通道层和光复用段层，在光传输段层中不使用路径保护，保护方式既可以是单向1+1，也可以是1:1，但1:1工作时，保护通路可以支持低等级业务；子网连接保护：子网连接保护，同样适用于各种网络结构，可以用于保护网络连接的全部或其中的一部分，使用内在监视方式(SNC/I保护业务层中的故障)。1242010-8-3
OTN光网络的生存性光传送网中的子网连接保护有以下几种方式。(1) 1+1 SNC/N：它适用于光通道层和光传输段层，在光传输段层中使用时，它仅限于网络连接保护，而不是子网连接保护，因此，仅可用于没有线路放大器的短距离光线路系统；（2）1+1 SNC/I：它适用于光通道层网络；（3）1+1光通道SNCP；（4）光通道共享保护环；（5）光复用段共享保护环1252010-8-3
OTN光网络的生存性光传送网的倒换判据如下：BIP-8奇偶校验；BI字节检测；通过FEC实现误码检测；检测Q值；检测电的信噪比；检测光的信噪比；检测信号光功率。1262010-8-3
OTN光网络的生存性各种保护技术比较表灵活性/选择性保护技术标准化程度恢复速度冗余度ProtectionFlexibility/StandardizatiRestoration TimeRedundancyTechnologySelectivityon光复用段100 ms以内2000年形成线形拓扑Optical multiplex100%section光通道(SNCP)100 ms以内线形和/或环网2000年形成100%Optical channel光复用段(SPRing)100 ms以内低于100%线形和/或环网2000年后Optical multiplex光通道(SPRing)100 ms以内低于100%2000年后可在网状网中使用Optical Channel光传送网分布恢复Distribution几百毫秒最少可在网状网中优化尚未确定Restoration ofOptical trans-mission1272010-8-3
OTN三、OTN功能1、光层技术2、电层技术3、PID技术4、接入业务5、可靠性机制6、性能监视功能1282010-8-3
性能监视功能OTN性能监视主要是在光传输段层、光复用段层或光通信层中监测所给定连接的完整性，主要是通过检测和报告所给定连接的传输性能情况和连接情况实现的。光传送网采用ITU-T 建议的四种连接监视技术，即内在监视方式、非介入性监视、介入性监视和子层监视方式。光通道连接监视适用于单向和双向连接，在单向连接时，不支持远端故障管理和性能监视。1292010-8-3
性能监视功能OTN（1）内在监视方式这种方式不适用于光传输段层，因为物理媒介层不能提供数据。（2）非介入性监视这种方式同样不适用光传输段层，除非光传输段层的网络连接使用没有线路放大器的系统。（3）介入性监视这种方式适用于路径建立的开始或间隙测试，可以用于光纤连续性和故障定位。（4）子层监视这种方式不适用于光复用段和光传输段层。1302010-8-3
性能监视功能-SM,PM,TCMOTN•SM,PM,TCM的作用范围•SM的范围：OTUk电再生时•PM的范围：非OTUk信号转换到OTUk时产生，OTUk转换为非OTUk时终结•TCM的范围：在整个PM范围内的一部分，起点和终点由用户决定。设置方法：发送口可设置运行或透传，接收口可设置运行、监测或透传）PMTCM2TCM3STM-64OTU2OTU2OTU2OTU2OTU2STM-64OCH1 OCH1OCH1 OCH1OCH1 OCH1OCH1 OCH1OAC OCH OCH1 OCH1INOUTINOUTINOUTINOUTINOUTINOUTOTU10GOTU10GOTU10GOTU10GOTU10GOTU10G终端中继中继中继中继终端STM-64STM-64OAC OCH OTU2OCH2OCH2OTU2OCH2OCH2OTU2OTU2OCH2OCH2OTU2OCH2OCH2OCH2OCH2OUTIN OUTIN OUTIN OUTIN OUTIN OUTINSMSMSMSMSM
性能监视功能-SM,PM,TCMOTN•SM,PM和TCMi的开销结构BDIIAEBDIBDIi
性能监视功能OTN连接监视既可以在整个网络连接上实现，也可以在某个连接段上实现(子网连接和链路连接的任意串接)。
性能监视功能-SM,PM,TCMOTN为了支持跨不同运营商网络的通道监视（TCM）功能OTH 的ODUk拥有6 个串联连接监视（TCM）开销字段，用来支持6 级串连连接监视；在不同的段落中支持TCM 嵌套式、重叠式和/ 或级联式，而SDH 只允许单级。
OTN四、OTN特性1、业务处理和调度特性2、OTN 技术特性3、波长可调功能4、OCS 技术特性5、光功率管理功能6、数据特性7、时钟特性8、升级维护特性1352010-8-3
业务处理和调度特性OTN光传送网对于各层网络都有相应的管理监控机制和网络生存性机制。OTN的思想来源于SDH/SONET技术体制（例如映射、复用、交叉连接、嵌入式开销、保护、FEC等），把SDH/SONET的可运营可管理能力应用到WDM系统中，同时具备了SDH/SONET灵活可靠和WDM容量大的优势。关键的技术包括一下4点：客户业务映射：对于建议明确定义了映射过程的客户业务，OptiXOSN 6800采用了完全符合建议要求的映射处理方法，这些业务包括SDH/SONET业务和以太网业务。对于速率比ODU1容器小的业务，把ODU1等分为16个时隙来承载，不同速率业务分配不同的时隙数。采用划分子时隙的方法提高了ODU通道的使用效率。1362010-8-3
业务处理和调度特性OTN通道交叉和复用：OptiXOSN 6800目前支持电层ODU1的交叉连接功能和4×ODU1到ODU2的异步复用，支持光层OCh通道的交叉连接功能和OCh到信号的复用。网络保护：OptiXOSN 6800支持OTN定义的OMS、OCh、ODU层的网络保护功能，包括OMS 1+1路径保护、OChSNC/N保护和ODU1的SNC/N、SNC/I、SNC/S保护。OAM：OptiXOSN 6800全面支持定义的各种管理开销，主要包括：通过GCC字节实现ESC管理，可任意选择GCC0、GCC1和GCC2字节做为管理信息传送通道；支持SM、PM性能监视和上报；支持最多6级TCM管理；支持FEC和纠错结果上报。1372010-8-3
业务处理和调度特性OTN技术优势：通过OPUk容器，实现了真正透明的任意客户业务适配和传送，而不更改他们任何净荷和开销信息，并提供有效的管理和业务质量监视，也能够比较容易的兼容未来可能出现的各种新业务。采用了异步映射、异步复用机制，不再需要全网络同步，消除了由于同步带来的限制，简化了系统设计。通过ODU1通道的交叉连接和复用，使得子速率业务可以在不同OCh通道和客户侧端口间进行灵活的调度，同时兼顾了波长带宽高利用率和端到端的灵活调度两方面的要求。通过OTN提供的标准FEC功能，实现了最大（BER＝10E-15）编码增益，降低了光通道的OSNR（Optical Signal-to-noise Ratio）容限，延长电中继距离，减少系统站点个数，降低建网总成本。通过选择不同的TCM监测起始点，使不同的运营商和客户可对同一业务的传送质量进行监控，有利于业务的维护和故障定位。1382010-8-3
业务处理和调度特性OTN光层调度WDM设备中波长资源的分配方案有两种方式：FOADM（Fixed Optical Add/Drop Multiplexer）ROADM（Reconfigurable Optical Add/Drop Multiplexer）FOADM无法根据业务发展需要重新调整波长资源分配。ROADM通过对波长的阻塞或交叉实现了波长的可重构，从而将静态的波长资源分配变成了灵活的动态分配。ROADM技术配合T2000调配波长上下和穿通状态，实现远程动态调整波长状态，支持调配波长数量最多可达40波。1392010-8-3
业务处理和调度特性OTN电层调度提供L1电层和L2电层的调度。L1电层能够调度的颗粒有GE业务、ODU1信号和Any业务。在客户侧的接口信号和波分侧的接口信号间增加电层的处理和调度后，可提高线路的波长利用率，设备具有了与传统电层设备的网络无缝连接的能力。支持基于VLAN、Stack VLAN的L2电层的交换。实现基本的以太网管理，包括以太网EPL（Ethernet Private Line）和EVPL（Ethernet Virtual Private Line）业务的管理、QoS业务管理、端口基本属性配置和测试帧管理能力。1402010-8-3
光传送网技术OTN四、OTN特性1、业务处理和调度特性2、OTN 技术特性3、波长可调功能4、OCS 技术特性5、光功率管理功能6、数据特性7、时钟特性8、升级维护特性1412010-8-3
OTN 技术特性OTN所谓光传送网，从功能上看，就是在光域内实现业务信号的传送、复用、路由选择、监控，并保证其性能指标和生存性。它同SDH传送网一样，满足传送网的通用模型，遵循一般传送网组织原理、功能结构的建模和信息的定义，采用了相似的描述方式，因此，许多SDH传送网的功能和体系原理都可以移至光传送网。与SDH传送网技术相比，有以下几个特点：（1）因为光传送网是按照信号的波长来进行信号处理，因此，他对所传送数字信号的传输速率、数据格式及调制方式完全透明，这意味着光传送网不仅可以透明传送今天已经广泛使用的SDH、IP、以太网、帧中继(FR)和ATM 信号等，而且也完全可以透明传送今后使用的新的数字业务信号。1422010-8-3
OTN 技术特性OTN（2）因为光传送网采用了DWDM传输技术，因此，不仅实现了超大容量的传输，更重要的是使光传送网具有极强的可扩充性，这使得光传送网可以不断地根据业务发展情况，进行网络扩容。（3）因为光传送网采用了光交叉技术，因此，光传送网具有极强的重新配置及保护、恢复特性。光传送网可以进行波长级、波长组级和光纤级灵活重组，特别是在波长级可以提供端到端的波长业务。此外，光传送网的恢复时间可以降低到100 ms量级。（4）因为光传送网简化了网络层次和结构，大量使用了光无源器件，进而简化了网络管理和规划难度，提高了网络的可靠性，进而大幅度降低了网络建设和运营维护的成本。（5）因为光传送网主要在光域内传送和处理信号，因而，消除了电子瓶颈。1432010-8-3
OTN 技术特性OTN（6）光传送网既可以采用专门的波长传送全网统一的参考光载波频率，也可以在光传送网内各节点使用独立的高精度和高稳定度的频率源。（7）由于光传网使用模拟波分复用，而SDH传送网采用了时分复用，这一点使得光传送网的网络规划和设计与SDH传送网有很大的不同。（8）目前，光传送网还缺乏光域内完整和足够的性能监测和故障管理能力，这是制约光发送网发展的重要因素。（9）光传送网的标准化工作还处于初始阶段，很不成熟与完善。1442010-8-3
光传送网技术OTN四、OTN特性1、业务处理和调度特性2、OTN 技术特性3、波长可调功能4、OCS 技术特性5、光功率管理功能6、数据特性7、时钟特性8、升级维护特性1452010-8-3
OTN光网络资源的分配物理拓扑与虚拟拓扑由物理节点与它们由物理节点与它们之之间的物理链路构间分配的光通道构成成的拓扑结构；的拓扑结构；透明子网的虚拟拓扑是单跳网络（Single-hop）
OTN光网络资源的分配静态波长路由光网络：由于WDM技术的应用，光通道可以在光纤与波长两个维度上建立；在每一个节点对间利用一个波长构成光通道；N个节点的网络，逻辑上完全互联的节点对数P=C（N,2）=N(N-1)/2波长数随着网络节点的平方增加。
OTN光网络资源的分配波长变换：进一步降低波长使用数；WPVWP其冲突的限制放宽为：对应物理链路可传送波长的总数。
OTN光网络资源的分配WP网络与VWP网络的比较：¾WP网络的信道必需满足波长连续限制条件。因此它所需的波长资源（数）比VWP网络多30%-40%;¾VWP网络比WP网络更灵活、更容易扩展；¾WP网络中光源波长的精确性和稳定性要求较高；WP网络中的光波长必须在整个信道内精确、稳定；VWP网络中的光波长仅须在同波长链路内保持精确、稳定；¾VWP网络需要波长转换器、目前尚未成熟，造价高、性能也尚待改善；
OTN波长变换器New wavelength SOAλ2Data on new SOAwavelength λ2Data λ1可改善消光比：合适的相位差可使透射率足够低;可改善码型效应：由于传输函数与相位差有关而与相位关系很小，而相位差与码型无关。150
基于SOA的全光波长转换器性能比较OTN XGM XPM FWM 性能 转换关系 ωoutput=ωprobe ωoutput=ωprobe ωout=2ωpump-ωin允许的信号 较高 较高 很高 比特率 信号格式 有限透明 有限透明 严格透明 透明性 是否能改 否 是 否 进消光比 噪声指数 中等 较小 较大 转换带宽 较大 一般 较小 转换效率 较大 一般 较小 输入信号 较小 一般 较大 功率要求 啁啾特性 正啁啾 小或负啁啾 啁啾相反 偏振无关 是 是 否 同时进行多波长转否 否 是 换 结构简单 是 否 是 151
OTN波长变换的应用dropaddOXC基本结构理想情况：每一个波长信道均专用一个波长转换器152
OTN波长变换的应用设备的波长可调功能提供波长可调的波长转换板，支持波长可调的10Gbit/s，5Gbit/s和
OTN四、OTN特性1、业务处理和调度特性2、OTN 技术特性3、波长可调功能4、OCS 技术特性5、光功率管理功能6、数据特性7、时钟特性8、升级维护特性1542010-8-3
OCS 技术特性OTN光监视通路在光传送网中是一种带外、共路开销传送技术, 主要是指利用额外的光频率在光传输段层传送实体间传递开销信息的光载波。承载高速数据信息的波长信道和承载管理信息的光监视通路在传输过程中复用, 只在网络节点处通过解复用器分离分别进行处理, 从而实现带外方式的开销通信。对于光监视通路的应用, 目前主要有以下三种方式:(1) 带外波长监视技术(2) 带内波长监视技术(3) 带内、带外结合波长监控技术1552010-8-3
OCS 技术特性OTN(1) 带外波长监视技术带外波长监视技术就是选用位于EDFA 增益带宽之外的波长作为光监视通道, 此时监控信号不能通过EDFA , 也就是说必须在EDFA之前取出(下光路) , 在EDFA 之后插上(上光路)。可选用波长为1 310 nm、1 480 nm、1 510 nm , 其中1 480 nm 很少采用, 而采用1 310 nm 光监视通路虽然波分复用器简单、便宜, 但是却占用了今后可利用的宝贵波长区, 目前ITU 2T 建议采用1 510nm 波段。1562010-8-3
OCS 技术特性OTN1572010-8-3
OCS 技术特性OTNOM S 和O TS 层的管理信息可一起合用一条O SC。为了监视O TS 和OM S 层中的多路信号,可为每个传输方向提供一条O SC。目前, 供O SC用的优选波长由G. 692 给出(1510 nm )。值得注意的是, 虽然O SC 是终结与光传输层段, 但是可以携带多种开销信息并且某些开销可被其他层网络使用, 甚至可以利用O SC 集成所有层(O TS、OM S、OCH) 需要传送的开销信息。其优点是可以减少用于网络监视所牺牲的带宽, 同时也避免了在密集波分复用系统中占用净负荷的带宽。1582010-8-3
OCS 技术特性OTN光监视通路由帧定位信号(FA S)和净负荷组成, 光监视通路的净负荷可分为两类信息: 维护信号和管理信息。光监视通路帧格式1592010-8-3
OCS 技术特性OTN·维护信号是在网元之间进行交换的, 采用面向比特的协议, 用来传送光网络的状态信息。可以维护信号按网络分层结构进行划分。光通道层开销分成M 部分,M 为可复用的最大波长数。·管理消息实现数据通信通道, 用来在网元与操作系统之间传递管理数据, 是面向消息的信息, 需要专门的协议处理, 网元管理信息是通过管理消息的数据通信通道传输的。在采用面向比特的方式传输维护信号管理信息时, 应该对O SC 帧结构中比特的含义和可能的操作方法做出规定。依照相关的规定和标准, 并结光传送网中的分层结构, 可以将O SC 需完成的开销功能分为以下四部分: 通用管理功能、O TS 开销、OM S 开销和OCH 开销。1602010-8-3
OCS 技术特性OTN·通用管理功能开销包括O SC 组帧所需要的帧定位同步码, 以及其他的一些功能, 如公务、用户通道、O SC 工作状态指示等。·O TS 开销主要是用来实现O TS 的连通性和连续性管理。光传输段(O TS) 的数据控制通路DCC 用来传递组成光复用段的各个光传输段的工作状态, 包括传输段节点和线路的状态, 光线路放大器的告警状态等。·OM S 开销主要用来实现OM S 的连通性和连续性管理, 包括网络的连接的创建、删除和管理,节点状态的监测和传输以及复用段故障条件下的保护倒换问题。·OCH 层开销主要用于监视和管理OCH 层的连接, 目前一般只提供光信道层的缺陷指示信号(FD IöBD I) 以监视波长连接的连续性。1612010-8-3
OCS 技术特性OTN(2) 带内波长监视技术带内波长监视技术是在EDFA 增益带宽内(如1 532 nm ±4 nm ) 设置波长, 其优点是能利用EDFA 增益, 可将监视系统的速率提高到155M b itös。尽管1 532 nm 波长处于EDFA 增益平坦区边缘的下降区, 但因155M b itös系统的接收灵敏度优于DWDM 各个主信道系统的接收灵敏度, 所以监控信息仍能够正常传输。1622010-8-3
OCS 技术特性OTN(3) 带内、带外结合波长监控技术ITU 2T 定义的光传送网的网元管理系统一般按照光通路层、光复用层、光传输层三层设计, 因此在不同的层可采用不同方式来传递开销信息。如在EDFA 的增益带宽外是指一个专门用于光传输段通信的信道, 同时在EDFA 增益带宽内设置一个专门用于光复用段和光通道层通信的信道。对于这种方式, 需要划分光传送网络各子层管理功能及OM S 的交叉功能, 所以该设计方法意义不大。1632010-8-3
OTN四、OTN特性1、业务处理和调度特性2、OTN 技术特性3、波长可调功能4、OCS 技术特性5、光功率管理功能6、数据特性7、时钟特性8、升级维护特性1642010-8-3
光功率管理功能OTN自动光功率管理功能：APE（AutomaticPower Equilibrium）ALC（AutomaticLevel Control）。系统通过自动功率管理功能自动调节网络功率预算，使系统性能达到相对最优。功率配置自动初始化：通过功率配置自动初始化功能，在波长配置完毕后，自动为该波长所经过的路径设置功率预算，从而降低了调整功率预算的复杂程度，也节省了配置时间。1652010-8-3
光功率管理功能OTN智能光功率调节（Intelligent Power Adjustment）功能：当主光信道上的一段或多段光中继段上光功率信号丢失时，系统光放大器能探测到链路上丢失了光信号，并及时关闭上游一个光放大器，以防对维护人员造成伤害。当系统的光信号恢复正常时，又能恢复光放大器的正常工作。这种光信号的丢失可能是由于光缆被切断，设备劣化或连接器未插上等原因而引起的。自动光功率均衡（APE）：当传送距离超过一定程度时，DWDM系统的各通道功率出现严重不平坦，影响系统接收性能。APE（Automatic Power Equilibrium）功能，能通过自动调节各通道的发送端光功率，达到接收端各信道的功率均衡且信噪比优化。1662010-8-3
光功率管理功能OTN自动功率控制（ALC）：在DWDM系统应用中，光纤老化、光连接器老化或人为因素都可能引入线路的异常衰减。对于光放大器仅为增益控制模式的系统，当某一段线路衰减增加时，下游所有光放大器的输入和输出功率都将下降，系统的OSNR将变差，同时接收机接收到的光功率也会下降，这将极大影响接收性能。而且发生衰减增大的线路越靠近发送端对OSNR的影响就越大。对于采用ALC模式的系统，当某一段线路衰减增加时，只会引起该段放大器的输入功率下降，输出功率和下游其他放大器的输入、输出功率都不会改变，因此对OSNR的影响相对小得多，并且接收机接收到的光功率不会发生变化，提高了传输信号质量和设备的可维护性。1672010-8-3
光功率管理功能OTNROAMD中内部集成的VOA（Variable Optical Attenuator），以及线路增设的VOA单元，均支持远程调节光功率。系统中配置的放大器，不仅支持增益可调，还能调节增益斜率。且放大器单元提供MON光口，可以由该光口接入光谱分析单元，支持对线路功率、波长通道光功率、OSNR进行检测。远程可调可测功能允许维护人员不到达现场就能对整个网络进行监控和管理，节省了往返时间和出行成本，提供了网络维护效率。1682010-8-3
OTN四、OTN特性1、业务处理和调度特性2、OTN 技术特性3、波长可调功能4、OCS 技术特性5、光功率管理功能6、数据特性7、时钟特性8、升级维护特性1692010-8-3
数据特性OTN将全零信息映射到OPUk帧的情况如下图1702010-8-3
数据特性OTN将PRBS (pseudo-random-test sequence)映射到OPUk帧的情况如下图1712010-8-3
数据特性OTN任何用户数据都可以映射到OPUk中去，直接将它们映射到净荷中。映射的数据必须和接收的数据保持同步，并且数据在封装之前应该加绕。映射的方法如下图所示。1722010-8-3
光传送网技术OTN四、OTN特性1、业务处理和调度特性2、OTN 技术特性3、波长可调功能4、OCS 技术特性5、光功率管理功能6、数据特性7、时钟特性8、升级维护特性1732010-8-3
时钟特性OTN同步要求放宽，时钟要求+/-20ppm,相当于SDH规定的异步模式；不同速率时，帧字节定长，而不是象SDH帧字节不定而时间定死在125us；开发了有关抖动性能的规范：在任何接口都不得超过的抖动和漂移的最大网络限值。以及在相关设备接口的最小抖动和漂移容限。1742010-8-3
光传送网技术OTN四、OTN特性1、业务处理和调度特性2、OTN 技术特性3、波长可调功能4、OCS 技术特性5、光功率管理功能6、数据特性7、时钟特性8、升级维护特性：模块化设计、光器件热插拔等等1752010-8-3
光传送网技术OTN五、OTN设备及应用场景1、OTN终端复用设备及应用场景2、OTN电交叉设备及应用场景3、OTN光电混合交叉设备及应用场景1762010-8-3
OTN设备及应用场景OTN根据OTN 设备的接口适配、线路接口以及光/电交叉等功能的不同, 可以分为：•OTN 终端复用设备、•OTN 光交叉设备、•OTN 电交叉设备3 种类型。1772010-8-3
OTN设备及应用场景OTNOTN 终端复用设备OTN 终端复用设备是指支持OTN 的客户接口、接口适配、线路接口处理功能的WDM设备, 其功能结构如图所示。这种OTN 设备用白光OTU-k 接口代替传统传送设备SDH 和以太网等客户业务接口, 实现不同厂商传送设备的互联, 通过OTN 的信号开销可以实现对波长通道端到端的性能和故障监测。其中用于域间互联的IrDI的FEC 采用定义的标准FEC, 或者关闭FEC 方式。1782010-8-3
OTN设备及应用场景OTN在WDM系统中引入OTN接口, 可以实现对波长通道端到端的性能和故障监测, 为未来引入大容量的OTN 交叉设备做准备; 同时, OTN 可实现多种客户信号的透明传送, 这是路由器采用10 GE 接口的前提条件。因此, 标准OTN 域间互通接口将是波分系统进行互通的主要接口形式。长途WDM系统最好采用支持符合 标准的OTN 接口。目前, 国内外主流厂商的波分系统均支持符合标准的OTN 接口, 可以实现不同系统的互通, 并且大多数厂商的波分设备支持OTU-2 信号的网管指配选择, 便于对OTU 应用方式( 上下业务或中继) 进行选择。1792010-8-3
OTN设备及应用场景OTNOTN 终端复用设备功能结构示意1802010-8-3
OTN设备及应用场景OTNOTN的光交叉-ROADM技术•ROADM是波分设备采用的一种较为成熟的光交叉技术•利用现有技术，ROADM可以较为方便的实现4个光方向每个光方向40或80波的交叉，交叉容量或。预计将来可以很快支持8个光方向•适用于大颗粒业务•在现有技术条件下，大容量时成本明显低于电交叉技术，在小容量时成本高于电交叉•传输距离可能受到色散，OSNR和非线性等光特性的限制，增加OTU中继可以解决这个问题，但成本过高
OTN设备及应用场景OTNOTN 光交叉设备OTN 光交叉设备OTN 光交叉设备( 也称OCh设备) 以光波长为交叉颗粒, 支持多种基于光层的保护恢复功能, 交叉容量大。目前这类设备的形态为ROADM, 其功能结构如图所示。采用这类设备组网, 可以减少光—电—光转换环节, 从而在一定程度上降低成本。但其组网受传输距离、保护倒换速度、波长分配冲突、多厂商设备互联能力和不同规格WDM线路系统等条件限制, 而且在纯光环境下的交叉不支持波长的转换, 交叉的灵活性有一定限制。华为的OSN6800/3800、阿尔卡特朗讯的1696MS、烽火的FONSTW1600 等设备都支持OTN 光交叉, 目前这类设备主要用于城域网和省内干线层面。1822010-8-3
OTN设备及应用场景OTNOTN 光交叉设备的功能结构示意1832010-8-3
OTN设备及应用场景OTN•电交叉技术的特点：–交叉容量低于光交叉，一般在T比特级以下，在现有技术条件下做到T比特以上较为困难–支持子波长一级的交叉–适用于大颗粒和小颗粒业务–容量低时有成本优势，容量高时成本很高–O-E-O技术使得传输距离不受色散等光特性限制•基于ODU1的电交叉技术：–具备上面电交叉技术的所有特点–ODU1的帧结构比SDH简单，所以和SDH交叉技术相比具有低成本的优势–ODU1中的管理开销有利于实现更灵活的交叉调度，但受物理实现的限制，目前还没有交叉芯片能提供ODU1的开销检测–ODU1中没有时隙，无法实现更小颗粒业务（例如GE）的交叉
OTN设备及应用场景OTNOTN 电交叉设备OTN 电交叉设备( 也称OTH 设备) 的基本特点是以光通路数据单元(ODU-k) 为交叉颗粒, 支持多种基于电层的保护恢复功能, 交叉容量较大。其功能结构如图所示。一般来说, OTH 设备可以独立存在, 对外提供各种业务接口和OTU-k 接口( 包括IrDI) ; 也可以与OTN 光交叉设备相结合, 同时提供ODU-k 电层和OCh光层调度能力, 波长级别业务直接通过OCh交叉, 子波长级业务经过ODU-k 交叉, 优势互补, 这种大容量的调度设备称为OTN光电混合交叉设备。前, 受电交叉芯片能力和设备背板总线能力的限制, 业界的OTH 设备仅支持ODU-1 交叉颗粒, 交叉能力为320 Gbit/s左右。目前仅华为OSN 6800/3800 具备OTN的ODU-1 电交叉能力, 该设备还支持基于ROADM的OCh交叉以及GE/ANY ADM的电交叉, 并支持ASON 控制平面。1852010-8-3
OTN设备及应用场景OTNOTH 设备功能结构1862010-8-3
OTN六、网络应用1、系统架构2、OTN技术的应用定位3、OTN设备的类型选择4、OTN与IP层网络关系5、OTN与现有SDH网络的关系6、OTN与现有WDM网络的关系7、组网应用1872010-8-3
系统架构OTNOSS-Management Planer ifi r ifi Vendor Specific Vendor Specific trl lt trl lt Control Element Control Element t tt tManagement SystemManagement SystemManagement Plane LayerControl DomainControl DomainVendor Independent NetworkControl Control Control Control Domain2Domain1Domain2Domain1Vendor Specific NetworksSNCrSNCrEMFSNCrSNCrEMFEMFEMFOXCOXCOXCOXCOTN layer-Vendor domain 1OTN layer-Vendor domain 2EMF: Equipment Management Function SNCr: SubNetworkController (Vendor Specific Control Elements,Managed through EMF)1882010-8-3
OTN技术的应用定位OTNOTN 技术的应用层面目前光传送网包括城域网(核心层、汇聚层和接入层) 和干线网(省内干线和省级干线)，OTN作为承载 /s颗粒以上的传送网技术，需要根据不同网络层面业务承载的特点来考虑是否适合引入。对于城域光传送网而言，汇聚与接入层客户信号的带宽粒度较小，基于ODUk调度的业务可能性较小，而且OTN目前暂未标准化ODU1 (
OTN技术的应用定位OTN作为承载
OTN技术的应用定位OTN主要应用目前基于OTN 的智能光网络将为大颗粒宽带业务的传送提供非常理想的解决方案，它主要有在国家干线光传送网、省内/ 区域干线光传送网、城域/ 本地光传送网等应用领域。OTN 是今后传送网技术发展的唯一选择。可以预计，在不久的将来，光传送网技术会得到广泛应用，将成为运营商营造优异的网络平台，拓展业务市场的首选技术。
OTN设备的类型选择OTN目前除了支持 接口的OTN设备（传统WDM节点）之外，基于光交叉的OTN设备（ROADM）和基于电ODUk）交叉或者基于光电混合交叉的OTN设备均已成熟。作为OTN技术的基本特征，除了强大的维护管理功能之外，主要是基于不同类型的OTN设备支持多种的组网方式和保护功能。基于光交叉的ROADM设备的主要优势是基于波长调度，子网内部全光操作，省去了O-E-O功能单元。目前最大的容量可达到8 到9 个维度，单维度支持80 波长，有效地实现了在增加组网灵活性的同时降低光电变换的组网成本的目标，但组网半径和物理参数限制等因素在一定程度上妨碍了ROADM在大范围和传输线路复杂环境下的组网应用。
OTN设备的类型选择OTN基于电（ODUk）交叉的OTN设备支持波长和子波长粒度的调度，但有限的调度容量限制了其在大容量节点组网中的应用。同时支持光电混合调度的OTN设备可以在一定程度上解决上述这些缺陷，但在实际组网应用中，同时支持光电混合调度的OTN设备也并不是任何场景都适用。对于仅需固定提供大容量传送带宽的应用场景，基于点到点的OTN传送设备依然是最佳选择。因此，选择何种设备类型，应根据其应用的网络层面、业务传送需求和实际组网成本等多方因素综合选择，同时可采用分域的方式解决组网的一些限制因素。
OTN设备的类型选择OTN作为OTN技术的基本特征，除了强大的维护管理功能之外，就是基于不同类型的OTN设备支持多种的组网方式和保护功能。基于光(波长)交叉的ROADM设备的主要优势是基于波长调度，子网内部全光操作，省去了O-E-O功能单元。目前最大的容量可达到8到9个维度，单维度支持80波长，有效地实现在增加组网灵活性的同时降低光电变换的组网成本，但组网半径和物理参数(如色度色散(CD)、偏振模色散(PMD)、非线性效应、光信噪比(OSNR)等)限制等因素在一定程度上妨碍了ROADM在大范围和传输线路复杂环境下的组网应用。1942010-8-3
OTN设备的类型选择OTN基于电(ODUk)交叉的OTN设备正好回避了ROADM设备的这些缺陷，同时支持波长和子波长粒度的调度，但有限的调度容量限制了其在大容量节点组网中的应用。同时支持光电混合调度的OTN设备可以在一定程度上解决上述这些缺陷，但实际组网应用，尤其是省际干线组网应用时采用单一厂家组网的可能性不大。因此，采用同时支持光电混合调度的OTN设备也并不是任何场景都适用。另外，对于仅需固定提供大容量传送带宽的应用场景，基于点到点的OTN传送设备依然是最佳选择。简言之，基于OTN的四种设备类型中并没有哪种设备具有绝对的应用优势，而是应根据其应用的网络层面、业务传送需求和实际组网成本等多方因素综合选择，同时可采用分域的方式解决组网的一些限制因素。
OTN与IP层网络关系OTN随着IP层网络和传送层网络技术的各自发展，IP层网络和传送层网络的关系变得更为相关和紧密，传统IP层和传送层独立部署的局面将会有所变化。但对于IP层和传送层如何分担一些组网功能，业界依然存在一些争论，如IP路由器是否可以直接出彩光，IP层是否可以承担所有保证业务生存性的功能等。按照目前技术的发展趋势，IPoverOTN将是今后组网的发展趋势，但IP和部分OTN功能是否集成到路由器(出彩光)上，OTN是否仅提供传送带宽而不提供组网和保护等，是值得商榷的问题。路由器直接出彩光将导致网络维护管理界面模糊，故障定位复杂并难以实施。而节省掉的黑白光接口的成本所占总体成本比例较小，因此采用这种组网方式的优势并不明显，同时还会带来严重的缺陷，在较大范围组网时不建议采用，而在局部城域小范围网络路由器互联时可适当考虑。1962010-8-3
OTN与IP层网络关系OTN另外，随着IP技术的不断改进和完善，基于IP协议的网络生存性技术更为丰富，如基于快速的内部网关协议(IGP)收敛、快速重路由(FRR)等。基于此，有人认为IP层可保证业务的生存性要求，而传送(OTN)层仅需要为路由器提供固定带宽即可。但实际情况并非如此，基于OTN的子波长或者波长的保护无论从业务受损时间、保护效率，还是从保护可靠性等方面来看，均明显优于基于逻辑层处理的IP网络，虽然基于OTN的传送层不能保护路由器自身相关的故障，但对于线路侧故障的响应，OTN保护恢复技术是第一的选择。
OTN与IP层网络关系OTNOTN对于以太网的支持•OTN在设计时是面向TDM业务的，对于数据业务的支持并没有过多地考虑。数据业务的发展速度远远超过了TDM业务，OTN必须要考虑对数据业务的支持•在现有技术条件下，OTN有两种方式来支持数据业务：一种为通过GFP适配数据业务，例如多个GE通过GFP封装后再封装到OTN净荷中，此方式适用于低速的GE业务；一种为采用更高速率的OTN帧（Over Clock）将以太网直接作为净荷封装到OTN中，适用于高速以太网业务。例如10GE LAN速率为，可以将其映射到的OTU2帧中实现完全透传
OTN与现有SDH网络的关系OTNOTN技术和SDH技术的区别•OTN是面向传送层的技术，特点是结构简单，内嵌标准FEC，丰富的维护管理开销，只有很少的时隙，只适用于大颗粒业务接入•SDH主要面向接入和汇聚层，结构较为复杂，有丰富的时隙，对于大小颗粒业务都适用，无FEC，维护管理开销较为丰富•OTN设计的初衷就是希望将SDH作为净荷完全封装到OTN中，以弥补SDH在面向传送层时的功能缺乏和维护管理开销的不足
OTN与现有SDH网络的关系OTNSDH 网络与OTN 网络并存局部范围内建设由OTN 线路系统和具有ODUk/OCh交叉连接功能的OTN 节点设备组成的OTN 重叠网，提供广泛的OTN 通路层连接。为扩大OTN 的地理覆盖区域，可以利用“光调制解调器”将OTN通路层中的链路连接适配到SDH 通道。此外，也可考虑只建设OTN 线路系统，通过ODU 通路提供SDH 的STM-N 再生段层中的连接。由于只有OTN 线路系统，无法实现OTN 的全部功能，分步骤的安装OTN，以便提供更规范的ODU连接。
OTN与现有SDH网络的关系OTN直接建设OTN在现有光网络中间节点采用OADM 插入和分路所选择的波长或在中心局和/ 或大的枢纽节点上采用具备OTN 功能的OXC 节点的方法实现STM-N 再生段的连接控制，实现诸如波长选路、波长重用、光层保护恢复管理等功能。在OTN OXC/OADM 中的ODU/OCh通道提供STM-N 再生段的子网连接。以后可增加OTN 线路系统，以便提供更加广泛的ODU连接。同样也可以利用具有“光调制解调器”功能的SDH 高阶通道来提供更为广泛的ODU 连接。
OTN与现有SDH网络的关系OTN在已经采用IP over WDM 组网，即省去SDH 层的传输网络，选用只建设OTN ROADM 方案，也可以直接应用具备ODUk交叉能力的OTH 设备，对业务进行基于ODU1 或者ODU2 的调度；仍然应用SDH 设备的地区，可以先考虑SDH 网络和OTN 网络并存的方案再实施互通。
OTN与现有SDH网络的关系OTN国内运营商的现网部署有大量的SDH 网络, 包括线性系统、环网系统、1+1 MSP 系统和基于ASON的网状网等。未来OTN 网络与SDH 网络可以有以下2 种共存关系。a) 相互独立关系: OTN 网络与SDH 网络独立运行, 承载不同类型的业务, 原则上SDH 网络仅用于承载小颗粒业务( 小于GE) , 大颗粒业务(GE 及以上颗粒) 推荐直接用OTN 承载。b) 客户—服务关系: 适用于OTN 线路速率高于SDH 线路速率的情况, 可以提高链路资源的利用率; 同时利用OTN 网络的调度和保护能力, 可以提高SDH 系统的生存性。基于SDH 的ASON 与OTN 网络在传送平面的关系与传统SDH 网络一致, 当OTN 具备智能控制平面( 称为基于OTN 的ASON) , 两者的智能控制平面应该支持互通, 在客户—服务模型中还应该具备跨层次的保护恢复功能协调机制。
OTN 与现有WDM 网络的关系OTN国内现网部署有大量的WDM网络, 这些WDM系统主要是线性系统, 个别地区部署了少量固定OADM或者ROADM节点组成环网系统。由于早期技术限制, 已经部署的传统WDM网络调度能力较差, 虽然也采用了 封装结构, 但是目前系统对接都是采用客户接口, OTN 具有的强大OAM功能没有得到应用。未来WDM网络应该向基于OTN 的WDM网络发展。首先应该完善WDM设备对OTN 开销的处理能力, 并采用OTUk白光口进行系统间对接。其次可采用OTN 调度设备和现网WDM系统相配合的方式扩展WDM网络的灵活调度和保护能力。从降低网络建设和运维难度考虑, OTN 网络的演进应首先在单域、单厂家网络内使用, 与传统WDM系统对接可依旧采用SDH、以太网等业务接口, 在设备标准化后可逐渐考虑在多域、多厂家环境使用。
OTN 与现有WDM 网络的关系OTNO -BandE -BandS -BandC-BandL -Bandλ(nm)128013201440148016001640λ(nm)13601400152015601310 nmDWDM WINDOW2052010-8-3
OTN 与现有WDM 网络的关系OTN•波分设备的基本功能就是将各种客户业务封装到有特定帧格式，然后变成带波长的光信号，并将许多不同波长的特定帧格式汇聚到一根光纤中，从而实现长距离大容量业务传送•波分设备包括如下几个基本单元，业务接入单元，电中继单元，波长调度单元，合分波单元，光线路处理单元，监控管理单元•业务接入单元实现各种客户业务到特定波长具有特定帧格式的光信号的转换•电中继单元实现特定波长具有特定帧格式的光信号到特定波长具有特定帧格式的光信号，实际就是特定光信号的电再生器•波长调度单元实现波长一级的交叉和调度（ROADM子系统）•合分波单元实现各种特定波长光信号的汇聚和解汇聚功能•光线路处理单元实现多波长光信号的进一步处理，最终处理得到的信号叫光线路信号•监控管理单元实现波分设备的监控和管理，其中监控部分用来实现各网元之间网管信息的通讯（光监控通道和电监控通道），网管部分实现对整个设备的管理（NCP单板，网管软件等）
OTN 与现有WDM 网络的关系OTNWDM Fiber MuxSONETλ1ATMIndependent λ2Optical Bit Rates and Formatsλ3Gigabit EthernetFibreChannelλ4Single Optical Fiber2072010-8-3
OTN 与现有WDM 网络的关系OTN
OTN 与现有WDM 网络的关系OTN•OTN实际就是将波分设备抽象化的结果•波分设备中，按照各单元工作方式的不同，可将所有业务传送过程分为多个层，层实际上对应着特定的信号格式•特定波长具有特殊帧格式的信号定义为OCH层，其中的特殊帧格式定义为OTUk层•经过合波处理后的多波长光信号定义为OMS层•经过光线路处理后的信号定义为OTS层•这样波分设备可抽象为如下格式：不带ODUk交叉的波分设备（传统波分设备），带ODUk交叉的波分设备（ODUk电交叉设备）
OTN 与现有WDM 网络的关系OTN不带ODUk层交叉的波分设备
OTN 与现有WDM 网络的关系OTN带ODUk层交叉的波分设备
OTN 与现有WDM 网络的关系OTN•WDM是面向传送层的技术，而OTN实际也是更多关注传送层功能的技术，所以OTN基本可以理解为是为WDM量身定制的技术。在标准中已经提到，OMS层就是依靠WDM技术来实现的•最初的WDM设备在信号结构上并没有统一的标准，仅仅是将各种业务直接通过O-E-O实现非特定波长到特定波长的转换。OTN标准发布后，由于其非常适合WDM的特点，而且有利于推进不同厂家波分设备的互连互通，所以迅速成为WDM设备的事实标准
组网应用OTN7、组网应用 基本组网形式 波分系统的全OTN化 OTN交叉设备在长途骨干网的应用 OTN交叉设备在城域网的应用 典型组网方案介绍2132010-8-3
组网应用OTN•OTN网络的特点是网络内部的信号格式是统一的，即前面介绍波分设备时所说的光线路信号，是一种多个特定波长合波后的信号，每个特定波长在电层具有特定帧格式•光线路信号在OTN标准中叫做OTM信号•在每个网络节点，各种客户信号统一转换为OTM信号，这样节点间传送的信号只有OTM信号
组网应用-波分系统的全OTN 化OTN根据对国内外厂家设备的调研, 目前主流厂家的波分系统在线路侧已基本上采用了OTN 结构, 并均已支持符合 标准的OTN 接口, 可以实现不同系统的互通。多数厂家支持STM-64/OTU2 信号的网管指配选择, 便于实现OUT 应用方式的选择( 上下业务或中继) 。在WDM系统中引入OTN 接口, 可以实现对波长通道端到端的性能和故障监测。OTN 可以实现对多种客户信号的透明传送, 是路由器采用10GE 接口的前提条件。逐步在WDM系统中引入OTN 接口, 可以为未来引入大容量的OTN 交叉设备做准备。因此, 标准OTN 域间互通接口将是未来波分系统进行互通的主要接口形式。建议在今后的长途WDM系统建设中提出对符合 标准OTN 接口支持的要求, 要求提供标准域间互通接口OTU2( 10Gbit/s) 。
组网应用-交叉设备在长途网应用OTN随着长途IP 网的发展, IP 业务量的激增, 长途骨干网的核心节点面临着越来越大的业务量。而且为了更有效地使用IP 网络资源, 提高中继电路的利用率或提高网络运行质量, 在长途骨干网中应用大容量的OTN 交叉设备是必要的。可以实现大颗粒波长通道业务的快速开通, 提高业务响应速度。加载了ASON 智能控制平面后, 还可以提供基于ASON 的多种保护恢复方式, 提高骨干传送网的可靠性。
组网应用-交叉设备在长途网应用OTN同时, 引入OTN 交叉设备可以优化现有IP 网络的组网结构, 大幅度节省路由器组建IP 承载网络的成本。其应用方式为: IP 网络的转接业务不再进入路由器实现中转, 而是通过OTN 设备在传输层直接完成转接, 从而节约路由器的接口数量并降低对路由器容量的要求。OTN 设备提供的灵活保护恢复机制可以有效解决IP 网络中继电路故障问题, 提高网络生存性, 可以减少全部依赖路由器保护场景下的链路冗余要求, 提高链路利用率, 降低IP 网络的建设成本。
组网应用-交叉设备在长途网应用OTN对于WDM系统而言, 采用 接口(OTU-1/2/3) 互联具有以下好处。·OTN 丰富的开销字节极大地方便了系统的故障监控和运维管理, 有利于提高业务的QoS。·OTU-k 中 标准的FEC 可降低系统OSNR 容限,延长电中继距离, 减少节点数, 降低系统建网成本。·对目前骨干网大量激增的数据业务而言, OTN 能够透明传送信号, 使路由器不必采用昂贵的POS 接口, 转而大量采用10 GE 等数据接口。另外, OTU 层面的SNCP 可大大提高数据业务的QoS。·能够与智能平面结合, 有利于将来实现全面的光交叉。
组网应用-交叉设备在长途网应用OTN长途骨干网主要是承担业务的上下和传送, 不需要进行复杂的业务调度和交叉, 因此长途骨干网上使用的OTN设备一般应支持OTU 级别单通道CLI、全面的OTN 开销( 要求符合 规范) 、OSC 光监控信道管理( 包括公务电话和OTS、OMS、OCh层开销管理) 、波长上下功能等。目前华为、阿尔卡特朗讯、北电、烽火等主流厂商提供的DM统设备基本都支持。2192010-8-3
组网应用-交叉设备在城域网应用OTN城域网中的情况比较复杂, 相应的竞争技术也比较多。为了提高光纤利用率, 在城域网/本地网中建设波分系统是必然的, 基于波长级颗粒调度的OADM/ROADM是目前比较切合实际的选择。但对于子波长颗粒GE、 等业务, OADM/ROADM并不是一种很好的解决办法。加之它本身存在的波长受限、恢复速度慢等缺陷, 该方式需要与其他技术配合应用才可以实现城域网的多方面需求。在城域网中采用OTN 交叉设备, 由OADM/ROADM实现波长级的调度和保护, 由OTN 交叉设备完成子波长级(GE, Gbit/s) 的调度和保护是一种比较可行的应用方式。同时, 还需要结合业务的未来发展情况, 与其他正在发展中的城域网传送技术( 如T-MPLS 和PBT 等) 进行进一步的技术对比和成本分析, 以便选择适合的建网方式。
组网应用-交叉设备在城域网应用OTN在城域核心网的应用目前城域核心网普遍存在数据业务激增现象, IP 数据网和传输网往往分而治之, IP 数据网本身的保护恢复力度不足以满足业务的需求, 并且数据设备互连消耗了大量的光纤资源, OTN 光/电交叉设备正好可以解决目前城域核心网的迫切需求。在城域核心网引入OTN 设备主要有以下好处。2212010-8-3
组网应用-交叉设备在城域网应用OTN·采用OTN 光/电交叉设备其光交叉ROADM等能实现对波长的灵活交叉连接, 电交叉则在电层实现对子波长的交叉连接, 从而实现灵活组网、波长复用、保护和端到端业务的调度, 不仅为数据网络提供大量的带宽资源, 还为数据业务提供了电信级的保护,大大提升数据业务的QoS。·IP 网络的部分转接业务可通过OTN 设备在传输层直接完成转接, 从而节约路由器的接口资源并降低对路由器容量的要求。此外, 有些厂商( 如华为) 设备还能提供GE 等更小颗粒业务的处理, 使组网更加灵活。·与智能平面结合, 实现OCh/ODU-k自动连接配置管理, 使光传送网动态分配和灵活控制带宽资源, 提供Mesh 网的保护与恢复等。2222010-8-3
组网应用-交叉设备在城域网应用OTN城域核心网需要进行波长和子波长级大颗粒业务的交叉调度, 因此应用于城域核心网的OTN 设备需支持OTU级别单通道CLI、全面的OTN 开销( 要求符合 规范) 、OSC 光监控信道管理、多方向的波长重构等, 按实际情况可选支持ODU 交叉、ODU-k SPRing保护等。2232010-8-3
组网应用-例子OTNOTN 技术会逐渐替代传统的WDM ＋SDH 或是现在流行的IP over WDM 技术，成为未来传送网的主流方式。OTN 技术的ROADM和OTH 在光层上功能有一定的重叠，但工程实际运用中两者在某种程度上是互补的关系，在网络规模达到一定程度时，且两种技术都成熟时可考虑混合应用。
组网应用-例子OTNOTN试验网
组网应用-例子OTN骨干层节点数为5个，节点之间线路传输速率为10G;由GSS系统组成，其中“综合楼”节点由4维的ROADM组成，支持4个方向业务的灵活调度。具体实体光纤情况如下图所示：二机楼到综合楼到全球通到德德胜到桂桂江到二级站名综合楼全球通胜江楼光纤类型光放段距离光放段衰减光复用段距离
组网应用-例子OTN（1）系统架构其中，L0 层为光层，L1 和L2 为电层。光层调度的方案包括：静态光分插复用FOADM（Fixed Optical Add/Drop Multiplexer）和动态光分插复用ROADM（Reconfigurable Optical Add/Drop Multiplexer）。L1 电层支持GE 业务、Any 业务和ODU1 信号的调度。L2 电层支持基于VLAN、Stack VLAN 的EPL（Ethernet Private Line）、EVPL（Ethernet Virtual Private Line）业务、EPLAN（Ethernet Private Local Area Network）和EVPLAN（Ethernet Virtual Private Local Area Network）业务的交换。
组网应用-例子OTN（2）传输容量DWDM 系统最多可接入80 波，每波最大可支持40Gbit/s 速率。OptiXOSN 6800 CWDM 系统最多可接入18 波，每波最大可支持5Gbit/s 速率。（3）保护机制提供设备级保护和网络级保护。前者提供主控1 ＋1 保护、交叉1 ＋1 保护、输入电源保护和集中电源保护。后者包括：光线路保护，光通道保护，子网连接保护SNCP（SubnetworkConnection Protection），板级保护，ODUk环网保护，光波长共享保护OWSP（Optical Wavelength Shared Protection）等。
组网应用-例子OTN（4）业务接入能力支持SDH（Synchronous Digital Hierarchy）业务、SONET（Synchronous Optical Network）业务、以太网业务、SAN（Storage Area Network）存储业务、OTN（Optical Transport Network）业务、视频业务等多种接入业务类型。（5）业务交叉能力支持GE 业务或者ODU1 信号通过交叉板XCS 实现的集中调度：GE 业务最大可以支持160Gbit/s 的交叉调度容量。ODU1 信号最大可以支持320Gbit/s 的交叉调度容量。
组网应用-例子OTN（6）波长上下功能设备中波长资源的分配方案包括：FOADM（Fixed Optical Add/Drop Multiplexer）和ROADM（Reconfigurable Optical Add/Drop Multiplexer）。ROADM 实现的光层调度可分为环间调度和环内调度，也可以分为二维调度和多维调度。维度指的是传输方向。二维调度是指两个传输方向的波长调度，多维调度是指多个传输方向的波长调度。（7）传输距离对于40 波系统的40Gbit/s 速率，支持最大15x22dB 的无电中继传输规格。对于80 波系统的40Gbit/s 速率，支持最大8x22dB 的无电中继传输规格。对于40 波系统的10Gbit/s 速率，支持最大32x22dB 的无电中继传输规格。对于80 波系统的10Gbit/s 速率，支持最大25x22dB 的无电中继传输规格。对于 速率，支持最大25x22dB 的无电中继传输规格。对于10 波系统，支持1×63dB 单跨超长距传输。对于40 波系统，支持1×52dB单跨超长距传输。对于CWDM 系统，支持最大80km 的传输距离。
组网应用-例子OTN（8）网管系统提供多种管理和辅助接口，如表所示。
光传送网技术小结OTN★所传送的数字信号完全透明OTN是按照信号的波长来进行信号处理的，因此，它对所传送数字信号的传输速率、数据格式及调制方式完全透明，这意味着光传送网不仅可以透明传送今天已经广泛使用的SDH、IP、以太网、帧中继(FR)和ATM等信号，而且也完全可以透明传送今后使用的新的数字业务信号。★具有极强的可扩充性OTN采用了DWDM传输技术，因此，不仅实现了超大容量的传输，更重要的是使光传送网具有极强的可扩充性，这意味着光传送网可以不断地根据业务发展情况进行网络扩容。★具有极强的重新配置及保护、恢复特性因为OTN采用了光交叉技术，因此，光传送网具有极强的重新配置及保护、恢复特性。光传送网可以进行波长级、波长组级和光纤级灵活重组，特别是在波长级可以提供端到端的波长业务。★提高了网络的可靠性OTN简化了网络层次和结构，大量使用了光无源器件，进而简化了网络管理和规划难度，提高了网络的可靠性，大幅度降低了网络建设和运营维护的成本。
