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1、一、OTN技术发展与应用探讨1、 OTN 技术概述 近年来，通信网络所承载的业务发生了巨大的变化。数据业务发展非 常迅速，特别是宽带、IPTV、视频业务的发展，对运营商的传送网络提出 了新的要求。传送网络要能够提供适应这种增长的海量带宽，更重要的是 要求传送网络可以进行快速灵活的业务调度，完善便捷的网络维护管理（OAM功能）以适应业务的需求。目前传送网使用的主要是SDH和WDM 技术，但这2 种技术都存在着一定的局限性。SDH技术偏重于业务的电层处理，具有灵活的调度、管理和保护能力， OAM功能完善。但是，它以VC4为基本交叉调度颗粒，采用单通道线路， 容量增长和调度颗粒大小受到限制，无法满足
2、业务的快速增长。WDM技术 以业务的光层处理为主，多波长通道的传输特性决定了它具有提供大容量 传输的天然优势。但是，目前的WDM网络主要采用点对点的应用方式， 缺乏有效的网络维护管理手段。纯光调度系统（如ROADM ）虽然可实现 类似于SDH的调度和保护功能，但由于物理受限和波长受限问题，很难在 大范围网络中应用。而且颗粒度单一，灵活性差，不能实现不同厂家设备 的互通。而 OTN 技术包括了光层和电层的完整体系结构，各层网络都有相应的 管理监控机制，光层和电层都具有网络生存性机制，从而可以解决上述存 在的问题。OTN技术可以提供强大的OAM功能，并可实现多达6级的串 联连接监测（TCM ）功能
3、，提供完善的性能和故障监测功能。OTN设备基 于ODUk的交叉功能使得电路交换粒度由SDH的155M提高到、10G、40G， 从而实现大颗粒业务的灵活调度和保护。OTN设备还可以引入基于ASON 的智能控制平面，提高网络配置的灵活性和生存性。2、OTN 技术的优势多种客户信号封装和透明传输OTN 可以支持多种客户信号的透明传送，如 SDH、GE 和 10GE 等。 OTN定义的OPUk容器传送客户信号时不更改其净荷和开销信息，而其采 用的异步映射模式保证了客户信号定时信息的透明。10GE接口相对于10G POS接口具有很大的成本优势，路由器采用 10GE接口可以大大降低网络建设成本。而目前基于
4、SDH的WDM系统主 要是针对SDH信号的传送，无法实现对10GE LAN信号的透明传送。因此， WDM系统引入OTN接口是路由器采用10GE接口的前提条件。2.2 大颗粒调度和保护恢复OTN 技术提供 3 种交叉颗粒点卩 ODU1( 2.5 Gbit/s )、ODU2( 10 Gbit/s) 和ODU3 ( 40 Gbit/s )高速率的交叉颗粒具有更高的交叉效率，使得设备 更容易实现大的交叉连接能力，降低设备成本。经过测算，基于OTN交叉 设备的网络投资将低于基于SDH交叉设备的网络投资。在OTN大容量交 叉的基础上，通过引入ASON智能控制平面，可以提高光传送网的保护恢 复能力，改善网络
5、调度能力。2.3 完善的性能和故障监测能力目前基于SDH的WDM系统只能依赖SDH的B1和J0进行分段的性 能和故障监测。当一条业务通道跨越多个WDM系统时，无法实现端到端 的性能和故障监测，以及快速的故障定位。而OTN弓|入了丰富的开销，具备完善的性能和故障监测机制。OTUk 层的段监测字节(SM )可以对电再生段进行性能和故障监测；ODUk层的 通道监测字节(PM )可以对端到端的波长通道进行性能和故障监测。从而 使WDM系统具备类似SDH的性能和故障监测能力。OTN还可以提供6级连接监视功能（TCM ），对于多运营商/多设备商/ 多子网环境，可以实现分级和分段管理。适当配置各级TCM，可
6、以为端到 端通道的性能和故障监测提供有效的监视手段，实现故障的快速定位。因此在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，而不需要依赖于所承载的业务信号（SDH/10GE等）的OAM 机制。从而使基于OTN的WDM网络成为一个具备OAM功能的独立传送 网。2.4 FEC 能力G709为OTN帧结构定义了标准的带夕卜FEC纠错算法，FEC校验字节 长达4x256字节，使用RS （ 255,239 ）算法，可以带来最大6.2 dB （ BER二 10-15 ）编码增益，降低OSNR容限，延长电中继距离，减少系统站点个数， 降低建网成本。G.975.1定义了非标准FEC，
7、进一步提高了编码增益，实现 更长距离的传送，但是因为多种编码方式不能兼容，不利于不同厂家设备 的对接，通常只能应用于IaDI接口互联。3、OTN设备形态和发展现状OTN设备应具备客户接口、接口适配、线路接口处理等功能，OTN设 备存在以下几种形态。3.1 OTN终端复用设备OTN终端复用设备即支持OTN接口的WDM设备，这里的OTN接口 包括线路接口和支路接口（也称为业务接口或域间互联接口）。用于域间互 联的OTN IrDI接口的FEC应采用G.709定义的标准FEC，或者关闭FEC 方式。采用白光OTUk接口用于不同厂家传送设备的互联，代替传统传送 设备采用SDH和以太网等客户业务接口对接的
8、方式，可以实现对波长通道 端到端的性能和故障监测。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G709标准的OTN接口，因此都属于OTN终端复用设备。图1 示出的是OTN终端复用设备功能模型。其他岛速接丨】OTUk 接口ETH接I】丸网接口)t复用段处理主比逋道 1 ()TN终端复用设备功能橈型3.2 OTN电交叉设备类似于现在的SDH交叉设备，OTN电交叉设备完成ODUk级别的电 路交叉功能，为OTN网络提供灵活的电路调度和保护能力。OTN电交叉设 备可以独立存在，类似于SDH DXC设备，对外提供各种业务接口和OTUk 接口(包括IrDI接口)。也可以与OTN
9、终端复用功能集成在一起，同时提 供光复用段和光传输段功能，支持WDM传输。Infinera公司的DTN WDM设备就是一种集成了 OTN终端复用功能的OTN电交叉设备，支持ODU1级别的交叉，交叉容量为400G，还支持GMPLS控制协议。图2示出的是OTN电交叉设备的功能模型。以太网接丨1STM-X 接 11OTUk 接 IIJt他高速按丨】比传输段社理 二：九si胖燮处加主比通道 主光通道E 2 OTN电交叉设备的功能模型3.3 OTN光电混合交叉设备OTN电交叉设备可以与OCh交叉设备(ROADM或PXC )相结合，同 时提供ODUk电层和OCh光层调度能力。波长级别的业务可以直接通过 O
10、Ch交叉，其他需要调度的业务经过ODUk交叉。两者配合可以优势互补， 又同时规避各自的劣势。这种大容量的调度设备就是OTN光电混合交叉设 备。这种设备的一个典型产品就是华为推出的OSN6800设备，该设备同时 支持基于ROADM的OCh交叉和ODU1/GE交叉，其中ODU1交叉容量为320G，支持ASON控制平面。其他厂家如烽火和中兴通讯也在开发类似的 产品。图3示出的是OTN光电混合交叉调度设备的功能模型。图3 OTN光电混合交叉调度设备的功能棋型4、OTN 应用方式探讨基于OTN设备存在的不同形态QTN在网络建设中也存在着不同的应 用方式。下面就对OTN的几种应用方式进行探讨。4.1波分系
11、统的全OTN化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G709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
12、设中提出对符合G709标准OTN接 口支持的要求，要求提供标准域间互通接口 OTU2( 10 Gbit/s)。4.2 OTN交叉设备在长途骨干网的应用随着长途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。利用大容量OTN交叉设备，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。同时，引入OTN交叉设备可以优化现有IP网络的组网结
13、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。4.3 OTN交叉设备在城域网的应用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
14、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，2.5 Gbit/s ）的调度和保 护是一种比较可行的应用方式（见图4）图4 OTN交叉设备和ROADM联合组网砧意图同时，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。5、OTN 与现有传送网络的关系5.1
15、 OTN与现有SDH网络的关系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）客户一服务关系：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，
16、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。5.2 OTN与现有WDM网络的关系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 G709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
