otn技術(shù)簡介

　　otn介紹

　　OTN是以波分復用技術(shù)為基礎(chǔ)、在光層組織網(wǎng)絡的傳送網(wǎng)，是下一代的骨干傳送網(wǎng)。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(shù)字傳送體系”和“光傳送體系”，將解決傳統(tǒng)WDM網(wǎng)絡無波長/子波長業(yè)務調(diào)度能力差、組網(wǎng)能力弱、保護能力弱等問題。

　　OTN跨越了傳統(tǒng)的電域（數(shù)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(wǎng)推進到真正的多波長光網(wǎng)絡階段。由于結(jié)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(shù)。

　　1、OTN技術(shù)的體系結(jié)構(gòu)及發(fā)展歷程

　　OTN概念和整體技術(shù)架構(gòu)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(wǎng)絡分層結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，分別從網(wǎng)絡節(jié)點接口（G.709）、物理層接口（G.959.1）、網(wǎng)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(shù)字光傳送技術(shù)體制。經(jīng)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(shù)包括了光層和電層的完整體系結(jié)構(gòu)，各層網(wǎng)絡都有相應的管理監(jiān)控機制，光層和電層都具有網(wǎng)絡生存性機制。OTN技術(shù)可以提供強大的OAM功能，并可實現(xiàn)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(wǎng)，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(wǎng)和保護能力。

　　作為新型的傳送網(wǎng)絡技術(shù)，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(diào)度，相關(guān)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(wǎng)完全透明傳送的問題，導致目前通過超頻方式實現(xiàn)10GELAN業(yè)務比特透傳后，出現(xiàn)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(wǎng)時可能出現(xiàn)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(jié)構(gòu)，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(nèi)幾大運營商已經(jīng)開展OTN技術(shù)的應用研究與測試驗證，而且部分省內(nèi)或城域傳送網(wǎng)也局部部署了基于OTN技術(shù)的網(wǎng)絡，組網(wǎng)節(jié)點有基于電層交叉的OTN設(shè)備，也有基于ROADM的OTN設(shè)備。目前在國內(nèi)得到應用的支持OTN電交叉的設(shè)備主要有華為的OSN 6800/OSN 8800、中興的ZXMPM800和烽火FONST3000等設(shè)備，部分設(shè)備的電交叉能力已經(jīng)達到了Tb/s量級。

　　2、OTN標準化體系

　　OTN技術(shù)標準主要在ITU-T開展，圖1回顧了OTN技術(shù)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(shù)據(jù)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(jīng)過十多年的發(fā)展，OTN技術(shù)標準在ITU-T已經(jīng)形成了比較完善的OTN相關(guān)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。

　?。?）體系結(jié)構(gòu)

　　G.872采用原子功能建模方法描述OTN的體系結(jié)構(gòu)，并從網(wǎng)絡角度描述OTN功能，內(nèi)容包括光網(wǎng)絡的分層結(jié)構(gòu)、客戶特征信息、客戶/服務器關(guān)聯(lián)、網(wǎng)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(wǎng)絡生存性等層網(wǎng)絡功能。

　　（2）結(jié)構(gòu)和映射

　　G.709規(guī)范了OTN的網(wǎng)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(diào)整方案。《光傳送網(wǎng)（OTN）接口》（G.709）規(guī)范了在OTN點到點、環(huán)形和網(wǎng)狀網(wǎng)結(jié)構(gòu)下的OTH支持的操作和管理，定義了在光網(wǎng)絡子網(wǎng)內(nèi)和子網(wǎng)之間的OTN接口，包括OTH、支持多波長光網(wǎng)絡的開銷功能、幀結(jié)構(gòu)、比特率、客戶信號的映射格式等。

　?。?）功能特性方面

　　G.798規(guī)范了傳輸網(wǎng)絡設(shè)備功能描述。這些功能包括光傳輸段終結(jié)和線路放大功能、光復用段終結(jié)功能、光通路終結(jié)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(wǎng)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(shù)的IrDI的物理層規(guī)范。G.693規(guī)范了局內(nèi)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(nèi)系統(tǒng)光接口的指標，以保證橫向兼容性。

　　（5）網(wǎng)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(shù)，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。

　?。?）網(wǎng)絡保護力方面

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

　?。?）網(wǎng)絡安全力方面

　　G. 664規(guī)范了OTN安全要求。

　?。?）網(wǎng)絡管理力方面

　　G.7710規(guī)范了通用設(shè)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(nèi)標準化最新進展

　　中國通信標準化協(xié)會（CCSA）傳送網(wǎng)與接入網(wǎng)工作委員會TC6從2004年開始正式啟動OTN相關(guān)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(wǎng)體系設(shè)備的功能塊特性（對應于G.7982004版本）； YD/T 1462-2006光傳送網(wǎng)（OTN）接口（對應于G.709 2003.10版本）； YD/T 1634-2007光傳送網(wǎng)（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(wǎng)絡對節(jié)點設(shè)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(wǎng)絡應用需求的不斷明確，2008年開始制定了《OTN網(wǎng)絡總體技術(shù)要求》，并立項開始制定《OTN網(wǎng)絡測試方法》。

　　《OTN網(wǎng)絡總體技術(shù)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(shù)要求。其主要內(nèi)容包括OTN網(wǎng)絡功能結(jié)構(gòu)、接口要求、復用結(jié)構(gòu)、性能要求、設(shè)備類型、保護要求、DCN實現(xiàn)方式、網(wǎng)絡管理和控制平面要求等；適用于O T N終端復用設(shè)備和OTN交叉連接設(shè)備，其中OTN交叉設(shè)備主要包括OTN電交叉設(shè)備、OTN光交叉設(shè)備以及同時具有OTN電交叉和光交叉功能的設(shè)備。

　　4、OTN技術(shù)應用

　　隨著近幾年帶寬數(shù)據(jù)業(yè)務的持續(xù)增長，大顆粒業(yè)務調(diào)度和傳送的需求日益增加，OTN技術(shù)如何應用日益成為業(yè)界探討的焦點。在實際組網(wǎng)中，如何合理地應用和選擇OTN技術(shù)及設(shè)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(shù)的應用層面

　　目前光傳送網(wǎng)包括城域網(wǎng)（核心層、匯聚層和接入層）和干線網(wǎng)（省內(nèi)干線和省級干線），OTN作為承載2.5Gbit/s顆粒以上的傳送網(wǎng)技術(shù)，需要根據(jù)不同網(wǎng)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(wǎng)而言，匯聚與接入層客戶信號的帶寬粒度較小，基于ODUk調(diào)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(shù)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(wǎng)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(diào)度的需求和優(yōu)勢明顯，OTN技術(shù)特點應用的優(yōu)勢比較適宜發(fā)揮。因此，考慮到現(xiàn)有的傳送網(wǎng)絡分層關(guān)系和傳送業(yè)務顆粒分布特征，目前OTN技術(shù)的引入與應用主要應側(cè)重于城域核心層和干線網(wǎng)絡。

　　4.2、OTN應用時機

　　從傳送網(wǎng)業(yè)務驅(qū)動、OTN技術(shù)的完善程度、OTN設(shè)備的實現(xiàn)程度等方面來看，OTN目前已經(jīng)具備了應用條件。首先，IP數(shù)據(jù)業(yè)務的的高速發(fā)展導致大帶寬粒度傳送與調(diào)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(diào)度方式顯然滿足不了傳送網(wǎng)業(yè)務對于大顆粒帶寬的傳送與調(diào)度需求。其次，從OTN技術(shù)的完善程度來看，ITU-T制定的系列標準經(jīng)過近10年的修訂，目前已經(jīng)基本完善，只有個別細節(jié)問題有待解決。第三，從OTN設(shè)備的實現(xiàn)程度來看，目前的OTN設(shè)備已經(jīng)基本支持了OTN技術(shù)的主要特征，如多速率映射與透明傳送、大顆粒帶寬的調(diào)度與處理、OTN幀結(jié)構(gòu)的開銷實現(xiàn)與處理、OTN的組網(wǎng)與保護等，同時實現(xiàn)了對于這些OTN技術(shù)特征的管理。

　　因此，從設(shè)備實現(xiàn)上而言，OTN設(shè)備已經(jīng)具備了初步應用的功能特征。因此，現(xiàn)階段可以在綜合考慮其他非技術(shù)因素的基礎(chǔ)上，逐步引入與應用OTN技術(shù)，以增強傳送網(wǎng)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(shù)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(wǎng)絡層面應根據(jù)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(wǎng)核心層層面，由于節(jié)點調(diào)度與處理要求中等，網(wǎng)絡規(guī)模較小但調(diào)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(nèi)干線層面，由于節(jié)點調(diào)度與處理要求較大，網(wǎng)絡規(guī)模和調(diào)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(diào)度與處理要求很大，網(wǎng)絡規(guī)模大，但調(diào)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(shè)備類型選擇

　　目前除了支持G.709接口的OTN設(shè)備（傳統(tǒng)WDM節(jié)點）之外，基于光交叉的OTN設(shè)備（ROADM）和基于電（ODUk）交叉或者基于光電混合交叉的OTN設(shè)備均已成熟。作為OTN技術(shù)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(shè)備支持多種的組網(wǎng)方式和保護功能?；诠饨徊娴腞OADM設(shè)備的主要優(yōu)勢是基于波長調(diào)度，子網(wǎng)內(nèi)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(xiàn)了在增加組網(wǎng)靈活性的同時降低光電變換的組網(wǎng)成本的目標，但組網(wǎng)半徑和物理參數(shù)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(wǎng)應用?；陔姡∣DUk）交叉的OTN設(shè)備支持波長和子波長粒度的調(diào)度，但有限的調(diào)度容量限制了其在大容量節(jié)點組網(wǎng)中的應用。同時支持光電混合調(diào)度的OTN設(shè)備可以在一定程度上解決上述這些缺陷，但在實際組網(wǎng)應用中，同時支持光電混合調(diào)度的OTN設(shè)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(shè)備依然是最佳選擇。

　　因此，選擇何種設(shè)備類型，應根據(jù)其應用的網(wǎng)絡層面、業(yè)務傳送需求和實際組網(wǎng)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(wǎng)的一些限制因素。

　　4.5、網(wǎng)絡過渡時期OTN應用方式

　　由于目前傳統(tǒng)的SDH+WDM網(wǎng)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(xiàn)有網(wǎng)絡逐步升級過渡的方式來加以引入。對于基于現(xiàn)有WDM系統(tǒng)的已有網(wǎng)絡，條件具備時可根據(jù)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(wǎng)絡，在省去SDH網(wǎng)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(wǎng)絡替代了SDH網(wǎng)絡相應的功能。WDM網(wǎng)絡應逐漸升級過渡到OTN網(wǎng)絡，而基于OTN技術(shù)的組網(wǎng)則應逐漸占據(jù)傳送網(wǎng)主導地位。

　　5、結(jié)束語

　　OTN技術(shù)作為全新的光傳送網(wǎng)技術(shù)，繼承并加強了現(xiàn)有傳送網(wǎng)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(diào)度，并能夠?qū)崿F(xiàn)類似于SDH完善的保護和管理功能，更可以與ASON結(jié)合實現(xiàn)智能光網(wǎng)絡。雖然目前OTN技術(shù)在大顆粒IP數(shù)據(jù)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(shè)備廠家的投入加大，OTN技術(shù)標準和設(shè)備功能將日漸成熟，基于IPover OTN的組網(wǎng)方式必將逐步取代傳統(tǒng)的SDH+WDM的網(wǎng)絡架構(gòu)，成為下一代光傳送網(wǎng)絡的發(fā)展主流。