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1、OTN技术原理 华北分院 传输培训 什么是OTN OTN OpticalTransportNetwork 光传送网络 是由一组通过光纤链路连接在一起的光网元组成的网络 能够提供基于光通道的客户信号的传送 复用 路由 管理 监控以及保护 可生存性 OTN的一个明显特征是对于任何数字客户信号的传送设置与客户特定特性无关 即客户无关性 承载对象为比特流 什么是OTN 特点 1 接口 基于G 709接口 OTU1 4接口 帧结构等 2 光交叉 基于ROADM 可重构的光分插复用器 3 电交叉 ODUk交叉 OTH 4 控制平面 管理开销丰富 一般定义提供OTNG 709接口的设备统称为OTN设备 但O
2、TN网络核心是OTN节点设备 特别是交叉节点 WDM 波分复用把不同波长的光信号复用到一根光纤中传送的技术主要功能 线路技术 模拟信号 多波长复用高速长距离传输光层监控和管理OTN 光传送网络通过引入电域子层 为客户信号提供在波长 子波长上进行传送 复用 交换 监控和保护恢复的技术特点 节点技术 数字化 交叉 线路上采用WDM技术采用G 709封装和开销管理 提高管理和互通能力对波长 子波长进行交叉连接提高组网 保护和调度能力 WDM与OTN对比 WDM与OTN对比 WDM与OTN对比 DWDM好比高速公路 超大容量 超高速率 超长距离传送 OTN好比有立交桥的高速公路智能控制平面相当于交通运
3、输管理系统 OTN WDM SDH OTN WDM SDH 1 SDH提供保护和性能监视 同时支持多种协议 灵活 透明 包括 IP FiberChannel EthernetandGFP 2 WDM网的实现增加了现有的光纤带宽 但它缺乏SDH技术所固有的保护和管理能力 3 OTN综合了SDH的优点和DWDM的带宽可扩展性 总之 OTN将SDH的OAM P功能应用到到DWDM光网络 正是因循这样的思路 OTN设计之初是为了承载SDH的 所以对于以太网业务 IP业务承载有先天性不足 典型表现在10GE业务的承载方面 先后出了很多标准 目前最常用的是ODU2e OTN技术演进趋势 SDH OTN A
4、SON 控制协议为GMPLS WDM AON ROADM 未来 光 电 控制 OTN吸收了SDH和WDM的优点 具备完善的保护和管理能力 将成为大颗粒宽带业务传送的主流技术SDH OTN等技术均有各自适合的使用场景 将长期并存 ASON GMPLS将成为统一的控制平面 目录 1 1OTN分层结构 G 872标准 整个光层分为三个层次 光传输段层 OTS 光复用段层 OMS 光信道层 OCh 光信道层OCh又分为三个电域子层 光信道净荷单元 OPUk k 0 1 2 2e 3 4 子层光信道数据单元 ODUk k 0 1 2 2e 3 4 子层光信道传送单元 OTUk k 1 2 3 4 子层
5、SDH分层模型 OTN分层模型 1 1OTN分层结构 光层 一 光层 光传输段层网络 OTS 通过OTS路径实现光复用段在接入点之间的传送 提供在光纤上传输光信号的功能 可由物理信号描述 即n级光复用段和光监控通路 具体表示为n级光传输模块 OTU n 为光信号在不同类型的光媒质上提供传输功能 对光放大器和中继器进行检测和控制 光复用段层网络 OMS 将各个不同波长的光信道集成为一个确定光带宽的单元 保证相邻两个波长复用传输设备间多波长光信号的完整传输 为多波长信号提供网络功能 通过OMS路径实现光通路在接入点之间的传送 为经过波分复用的多波长信号提供组网功能 采用n级光复用单元 OMU n
6、表示 其中n为光通路个数 光通路子层网络 OCh 通过OCh路径实现客户信号OTUk在OTN网络3R再生点之间透明传送 通过光通路路径实现接入点之间的数字客户信号传送 为各种类型的用户信号如SDH 以太网 IP ATM等提供端到端的组网功能 每个光通路OCh占用一个光波长 1 1OTN分层结构 电层 二 电层 OPUk 光通路数据单元 ODUk 通过ODUk路径实现数字客户信号 如SDH 以太网等 在OTN网络端到端的传送 以OPU为净负荷 增加相应的开销 提供端到端光通道的性能监测 光通路传送单元 OTUk 通过OTUk路径实现客户信号ODUk在OTN网络3R再生点之间传送 以ODU为净负荷
7、 增加相应开销 主要是提供FEC功能与对OTU段的性能监测 1 2OTN路径关系 以OTSn OMSn OCh OTUk ODUk OPS0踪迹为例通过OTM 0 OTM n和STM N专线传输STM N信号 DXC 3R 3R 3R Client Client 3R DXC OTM 0 OTM n STM N ODXC OCADM LT R R LT LTLineTerminalw opticalchannelmultiplexing OCADMOpticalChannelAdd DropMultiplexer ODXCODUCross Connect 3RO E Ow Reamplific
8、ation Reshaping Retimingandmonitoring RRepeater 1 3OTN层级关系 在电层 OTN借鉴了SDH的映射 复用 交叉 嵌入式开销等概念 客户侧信号 OTU 在光层 OTN借鉴了传统WDM的技术体系并有所拓展 及光层交叉 OTM n m n表示波数 m表示颗粒大小 如OTM 40 2表示40波 10G系统 r表示没有 非随路开销 如OTM 40r 2 备注 Och 光通道 信号OCC 光通道载波OCG n n阶光载波组 n个波 OMSn 光复用段OTSn 光传输段OOS 光传送模块开销信号OSC 光监控信道OPSn 光物理段TCMi 串联连接监视OT
9、M 光传送模块 OTN的OTM定义类似SDH的STM 如 STM 1 4 16 64OTM n m 0表示单波 如OTM 0 2 OPU ODU OTU 1 3OTN层级关系 OCC 光通路载波 是指承载OCh信号的某个具体光波长 有两种OCC 全功能OCC与简化功能OCC 主要区别为是否支持非随路开销 全功能OCC包括两部分 光通路载波净负荷OCC p与光通路载波开销OCC o OCC p就是OCh的净负荷 并由WDM系统中的某个指定波长承载 OCC o为OCh的非随路开销 在OSC中传送 简化功能OCC即OCCr不支持非随路开销 只包括光通路载波净负荷OCC p OCG 光载波群 n个光通
10、路载波OCC构成了n阶的光载波群OCG n 它在光传送模块OTM的净负荷中占有位置 有两种OCG 全功能OCG n与简化功能OCG nr 其主要区别为是否支持非随路开销 全功能OCG n包括两部分 净负荷为n个光通路载波OCC 开销为OCC o 简化功能OCG nr不支持非随路开销 OMU 光复用单元 支持光复用段层OMS连接的信息结构 OMU包括净负荷与开销两部分 净负荷为OCG n 开销由OCG开销与OMS开销组成 由OSC传送 OTM 光传送模块 是跨越光网络 网络接口ONNI传送的重要信息结构 它包括一个或多个承载用户信息的光通路载波OCC 1 4OTN的开销 电层 OTN开销分为两大
11、类型 随路开销 电层 与非随路开销 光层 随路开销包含在相应帧结构之内 随同用户信号一起传送 非随路开销不包含在帧结构之内 由单独的光监控通路OSC传送 一 随路开销 电层 OPUkOH 包含在OPUk帧结构之内 主要用于标识净负荷的类型 如SDH IP等 用户信息的映射方式 如AMP BMP GMP GFP F等 OPUk虚级联信息等 它在OPUk进行组装与分解时终结 ODUkOH 包含在ODUk帧结构之内 主要用于监测ODUk通道性能与ODUk串行连接性能 它在ODUk进行组装与分解时终结 OTUkOH 包含在OTUk帧结构之内 主要是对一个或多个OTUk连接的性能进行监测 它在OTUk进
12、行组装与分解时终结 1 4OTN的开销 电层 ODUk层开销TCMACT TCM激活 去激活协调协议控制通道TCMi 串行连接监视子层i开销 注 运行维护用信号 监视光用户 UNI的串联连接 监视光网络至NNI的串联连接 1 1 1 n等保护倒换的监视 保护恢复的监视 故障定位或验证传送质量等 FTFL 故障类型和故障位置上报通道PM 通道监控EXP 实验通道GCC1 2 通用通信通道1 2 两网元间互通 用于访问ODUk帧结构 APS PCC 自动保护倒换和保护通信控制通道假设 帧对齐开销FAS 帧对齐信号MFAS 复帧对齐信号 注 开销信号跨多帧时使用 OTUk层开销SM 段监控GCC0
13、通用通信通路0 注 用于支持终结点之间的综合通信 RES 保留作国际标准化用途开销 OPUk层开销PSI 净荷结构标识符JC 调整控制NJO 负调整机会字节 RES 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1 2 3 4 TCM3 TCM6 TCM5 TCM2 TCM1 TCM4 PM TCMACT GCC1 FTFL RES JC RES JC NJO PSI GCC2 APS PCC RES EXP FAS MFAS SM GCC0 RES JC RES 1 5OTN的开销 光层 二 非随路开销OOS 光层 OChOH 光通路开销 主要监测故障管理方面
14、的信息 包括开销的前向缺陷指示FDI O 净负荷的前向缺陷指示FDI P与开放连接指示OCI等 它在OCh进行组装或分解时终结 OMSOH 光复用段开销 主要对光复用段维护与运行性能进行监测 包括FDI O FDI P 开销的后向缺陷指示BDI O 净负荷的后向缺陷指示BDI P与净负荷丢失PMI等 OMSOH加上OCG构成OMU OMSOH在OMU进行组装或分解时终结 OTSOH 光传送段开销 主要对光传送段的性能进行监测 包括路径踪迹标识TTI BDI O BDI P与PMI等 它们在OTM进行组装或分解时终结 COMMSOH 综合管理通信开销 主要是提供网元之间的综合管理通信 利用OSC
15、进行传送 1 5OTN的开销 光层 OOS功能已标准化 比特率和格式尚未完全标准化 TTI 路径踪迹标示符 用于OTSn段监控的64字节 BDI P 后向缺陷指示 净荷 向上游传送说明OTSn净荷失效 BDI O 后向缺陷指示 开销 向上游传送说明OTSn开销失效 PMI 净荷丢失指示 FDI P 前向缺陷指示 净荷 向下游说明OMSn的净荷状态 正常或失效 FDI O 前向缺陷指示 开销 OCI 开放连接指示 向下游说明 上游的交叉矩阵连接已经开放 用于Och信号的关联 目录 线路侧 支路侧 2 1OTN设备功能模型 G 806 798 OTN设备完整功能模型 1 客户信号通过映射成为重要的
16、ODUk颗粒 2 ODUk颗粒是电层交叉的基本单位 从ODU0到ODU4 颗粒大小涵盖GE 2 5G 10G GE 40GE 100GE 所谓的ODUk的交叉连接 其实质是映射与复用 即低速复用至高速 一般是4倍关系 其中 由ODU0复用至ODU2是8倍关系 即8 GE复用至10GE 及2倍 16倍关系 3 交叉完成之后的ODUk通过适配成为OTUk OTUk通过光电转换成为Och 4 Och是光层交叉的基本单位 实现光层面的分叉复用 如图所示绿色 黄色波 6 业务信号也可通过OTUk转换后也可直连至合波器 分波器 完成业务上下 类似WDM波分设备 另 彩光 2 1OTN设备功能模型 略缩图 光层调度和电层调度的架构光层调度静态光分插复用动态光分插复用电层调度L1电层L2电层 2 2OTN系统总体结构 由客户层 OTN电传送层 OTN光传送层以及网管系统组成 UNI 用户网络接口NMI 网络管理接口CLI 白光接口CSI 单波长彩色光接口CMI 多波长彩色光接口ECC 嵌入式通信通路Och 全功能 光通路OTU 光传送单元MUX OA 复用 解复用 光放大OTM 光终端复用器OADM
