教学PPT传送网OTN光传送网

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1、第2章 传 送 网基于DWDM技术的OTN正是为满足未来NGN的需求而设计的。 OTN与SDH/SONet传送网主要的差异在于复用技术不同，但在很多方面又很相似，例如，都是面向连接的物理网络，网络上层的管理和生存性策略也大同小异。比较而言，OTN有以下主要优点：第2章 传 送 网 (1) DWDM满足用户对带宽持续增长的需求。 (2) 由于DWDM技术独立于具体的业务，同一根光纤的不同波长上接口速率和数据格式相互独立，使得运营商可以在一个OTN上支持多种业务。OTN可以保持与现有SDH/SONET网络的兼容性。 (3) SDH/SONET系统只能管理一根光纤中的单波长传输，而OTN系统既能管理

2、单波长，也能管理每根光纤中的所有波长。第2章 传 送 网 (4) 随着光纤的容量越来越大，采用基于光层的故障恢复比电层更快、更经济。 与OTN相关的主要标准有：ITU-T G.872，定义了OTN主要功能需求和网络体系结构；ITU-T G.709，主要定义了用于OTN的节点设备接口、帧结构、开销字节、复用方式以及各类净负荷的映射方式，它是ITU-T OTN最重要的一个建议；OTN网络管理相关功能则在G.874和G.875建议中定义。第2章 传 送 网2.4.2 OTN的分层结构的分层结构 OTN是在传统SDH网络中引入光层发展而来的，其分层结构如图2.15所示。光层负责传送电层适配到物理媒介层

3、的信息，在ITU-T G.872建议中，它被细分成三个子层，由上至下依次为：光信道层(OCh：Optical Channel Layer)、光复用段层(OMS：Optical Multiplexing Section Layer)光传输段层(OTS：Optical Transmission Section Layer)第2章 传 送 网图2.15 OTN的分层结构相邻层之间遵循OSI参考模型定义的上、下层间的服务关系模式。第2章 传 送 网OCh层为来自电层的各类业层为来自电层的各类业务信号提供以波长为单位的务信号提供以波长为单位的端到端的连接；端到端的连接；OMS层实现层实现多个多个OCh层

4、信号的复用、解层信号的复用、解复用；复用；OTS层解决光信号在层解决光信号在特定光介质上的物理传输问特定光介质上的物理传输问题题各层之间形成各层之间形成Client/Server形形式的服务关系式的服务关系一个一个OCh层由多个层由多个OMS层组层组成，一个成，一个OMS层又由多个层又由多个OTS层组成。底层出现故障，层组成。底层出现故障，相应的上层必然会受到影响。相应的上层必然会受到影响。第2章 传 送 网 1光信道层光信道层 OTN很重要的一个设计目标就是要将类似很重要的一个设计目标就是要将类似SDH/SONet网网络中基于单波长的络中基于单波长的OMAP(Operations、Admin

5、istration、Maintenance and Provision运行、管理、维护和保障系统运行、管理、维护和保障系统 )功功能引入到基于多波长复用技术的光网络中，能引入到基于多波长复用技术的光网络中，OCh就是为实现这就是为实现这一目标而引入的。它负责为来自电复用段层的各种类型的客户一目标而引入的。它负责为来自电复用段层的各种类型的客户信息信息选择路由、分配波长，为灵活的网络选路安排光信道连接，选择路由、分配波长，为灵活的网络选路安排光信道连接，处理光信道开销，提供光信道层的检测、管理功能，并在故障处理光信道开销，提供光信道层的检测、管理功能，并在故障发生时，它还支持端到端的光信道发生时

6、，它还支持端到端的光信道(以波长为基本交换单元以波长为基本交换单元)连连接接，在网络发生故障时，执行重选路由或进行保护切换。，在网络发生故障时，执行重选路由或进行保护切换。第2章 传 送 网 2光复用段层光复用段层 光复用段层是保证光复用段层是保证相邻的两个相邻的两个DWDM设备之间的设备之间的DWDM信号的完整传输的，为波长复用信号提供网络功能信号的完整传输的，为波长复用信号提供网络功能。该段层该段层功能主要包括：功能主要包括：为支持灵活的多波长网络选路为支持灵活的多波长网络选路重新配置重新配置光复用段光复用段功能；为保证功能；为保证DWDM光复用段适配信息的完整性进行光复用段适配信息的完整

7、性进行光复用段光复用段开销的处理开销的处理；光复用段的；光复用段的运行、检测、管理等运行、检测、管理等功能。功能。第2章 传 送 网 3 光传输层光传输层 光传输层为光传输层为光信号在不同类型的光纤介质上光信号在不同类型的光纤介质上(如如 G.652、G.655等等)提供传输功能提供传输功能，同时实现，同时实现对光放大器和光再生中继器对光放大器和光再生中继器的检测和控制等功能。例如，通常会涉及功率均衡问题、的检测和控制等功能。例如，通常会涉及功率均衡问题、EDFA掺铒光纤放大器掺铒光纤放大器(Erbium Doped Fiber Amplifier ，缩写为，缩写为EDFA)增益控制、色散的积

8、累和补偿等问题。增益控制、色散的积累和补偿等问题。第2章 传 送 网图2.16 光传送网各层间的关系第2章 传 送 网2.4.3 OTN的帧结构的帧结构 1数字封包数字封包 ITU-T G.709中定义了OTN的NNI接口、帧结构、开销字节、复用以及净负荷的映射方式。如前所述，为了在OTN中实现灵活的OMAP，OTN专门引入了一个OCh层，在该层采用数据封包(Digital Wrapper)技术将每个波长包装成一个数字信封,每个数字信封由三部分组成，如图2.17所示。第2章 传 送 网图2.17 光信道的数字封包第2章 传 送 网 (1) 开销部分(Overhead)：位于信封头部，装载开销字

9、节。利用开销字节，OTN节点可以通过网络传送和转发管理、控制信息、执行性能监视，以及其他可能的基于每波长的网络管理功能。 (2) FEC部分：位于信封尾部，装载前向差错校正码FEC(Forward Error Correction)，FEC部分执行差错的检测和校正，与SDH/SONET中采用的BIP-8(Bit Interleaved Parity)错误监视机制不同，FEC有校正错误的能力，这使得运营商可以为支持不同级别的SLA(Service Level Agreement)。通过最大限度地减少差错，FEC在扩展光段的距离、提高传输速率方面扮演了关键的角色。 (3) 净负荷部分：位于Head

10、er和Trailer之间，它承载现有的各种网络协议数据包，而无需改变它们，因此OTN是独立于协议的。第2章 传 送 网 2OTN的帧结构的帧结构 OTN中的帧被称为光信道传送单元(OTU：Optical Channel Transport Unit)，如前所述，它是通过数字封包技术向客户信号加入开销OH(Overhead)和FEC部分形成的。在G .709中，定义了三种不同速率的OTU-k(k=1，2，3)帧结构，速率依次为2.5 Gb/s、10 Gb/s、40 Gb/s。第2章 传 送 网图2.18 OTN ITU-T G.709客户信号的映射第2章 传 送 网一个OTUk由以下四部分实体组

11、成： (1) OPUk (Optical Channel Payload Unit) ：由净负荷和开销组成，净负荷部分包含采用特定映射技术的客户信号，而开销部分则包含用于支持特定客户的适配信息，不同类型的客户都有自己特有的开销结构。 (2) ODUk（OpticalChannel Data Unit） ：提供级联连接监测、端到端的通道监测，除OPUk外, ODUk号包含多个开销字段，它们是PM(Path performance Monitoring)、TCM (Tandem Connection Monitoring)和APS/PCC(Automatic Protection Switchin

12、g/Protection Communication Control channel)等。 (3) OTUk（Optical Channel Transport Unit） ：OTN中再生节点之间传输信号状态的监测功能（4）FEC，前向纠错技术前向纠错技术 第2章 传 送 网图2.19 OTN的帧结构和开销字节第2章 传 送 网 3OTN的时分复用的时分复用 OTN的时分复用采用异步映射方式，规则如下：四个ODU1复用成一个ODU2，四个ODU2复用成一个ODU3，即16个ODU1复用成一个ODU3。图2.20描述了四个ODU1信号复用成一个ODU2的过程。包含帧定位字段(Alignment)

13、和OTU1-OH字段为全0的ODU1信号以异步映射方式与ODU2时钟相适配，适配后的四路ODU1信号再以字节间插的方式进入OPU2的净负荷区。加上ODU2的开销字节后，将其映射到OTU2中，最后加上OTU2开销、帧定位开销和FEC，完成信号的复用。 第2章 传 送 网图2.20 OTN的时分复用第2章 传 送 网2.4.4 光传送网的结构光传送网的结构 实现光网络的关键是要在OTN节点实现信号在全光域上的交换、复用和选路，目前在OTN上的网络节点主要有两类：光分插复用器(OADM)和光交叉连接器(OXC)。 1光分插复用器光分插复用器 OADM主要是在光域实现传统SDH中的SADM在时域中实现

14、的功能，包括从传输设备中有选择地下路(Drop)去往本地的光信号，同时上路(Add)本地用户发往其他用户的光信号，而不影响其他波长信号的传输。与电ADM相比，它更具透明性，可以处理不同格式和速率的信号，大大提高了整个传送网的灵活性。第2章 传 送 网 2光交叉连接器光交叉连接器 OXC的主要功能与传统的主要功能与传统SDH中的中的SDXC在时域中实现的功在时域中实现的功能类似，不同点在于能类似，不同点在于OXC在光域上直接在光域上直接实现了光信号的交叉连实现了光信号的交叉连接，路由选择，网络恢复等接，路由选择，网络恢复等功能，功能，无需进行无需进行OEO转换和电处理转换和电处理，它是构成它是构

15、成OTN的核心设备。十几种的的核心设备。十几种的OXC节点还应包括节点还应包括光监控光监控模块、光功率均衡模块以及光网络管理系统模块、光功率均衡模块以及光网络管理系统等。等。第2章 传 送 网 3典型的典型的OTN拓扑结构拓扑结构 图2.21描述了一个三级OTN结构。在长途核心网络中，为保证高可靠性和实施灵活的带宽管理，通常物理上采用网孔结构，在网络恢复策略上可以采用基于OADM的共享保护环方式，也可以采用基于OXC的网格恢复结构。在城域网中和接入网中则主要采用环形结构。第2章 传 送 网图2.21 光网络的结构第2章 传 送 网思思 考考 题题 1简述几种主要传输介质的特点及应用场合。 2SDH的帧结构由哪几部分组成，各起什么作用？ 3目前使用的SDH信号的速率等级是如何规定的？ 4在SDH中，虚容器的含义是什么，它在SDH中起什么作用？ 5构成SDH/SONet传送网的主要网元设备有哪些，它们在网络中的作用是什么? 6分析SDH/SONet传送网的主要优缺点。第2章 传 送 网 7简述光传送网的分层结构，为什么要引入一个光信道层，它在OTN中起什么作用？ 8简述OTN的帧结构，OTN中低阶信号复用成高阶信号的规则是什么？ 9在现代电信网中，为什么要引入独立于业务网的传送网？