光傳送網絡(OTN,Optical Transport Network)是建立在WDM網絡基礎之上組織的全光網絡。在我國行業標準YD/T 1462中給出的光傳送網絡(OTN)的定義是:由一系列光纖鏈路連接的光網絡要素組成,根據ITU-T G.872的要求,能夠提供的功能包括傳輸、復用、路由、管理、監視以及承載客戶信號的光通道的生存性。
一、OTN的接口
OTN的接口是指支持的客戶信號(速率高、顆粒大)經OTN處理(包括映射、復用與開銷等)后,送入光通道(包括單通道與多通道)進行傳輸(即光纜線路上進行傳輸)的光接口。該接口的信號結構稱為光傳送模塊(OTM,Optical Transport Module)。
1、接口的基本信號結構
OTN的接口技術要求是由ITU-T建議G.709所規范的。OTN接口的基本信號結構是由數字結構和光結構組成。其中信號的數字結構如下圖1-1-1所示。圖中非OTN的客戶信號(如STM-N、IP和以太網等信號)被映射到光凈荷單元OPUk,OPUk映射到光數據單元ODUk,ODUk映射到光傳輸單元OTUk。OTUk再運載到光載波網絡而插入到光信道(OCh)中。這個過程可以簡化為下圖1-1-2所示。
圖1-1-1:OTN接口的數字結構
圖1-1-2:OTN接口的信號結構
2、接口類型
如果OTN只有一個光通道,那么OTUk送入光信道(OCh),客戶信號就實現了傳輸,此時,OTN的信號傳輸接口稱為單傳輸單元(SOTU,Single optical transport unit)接口,若是多個光波長的光通道,此時,OTN的信號傳輸接口稱為多傳輸單元(MOTU,Multi optical transport unit)接口。
3、接口的比特率
對于OTUk、ODUk和OPUk,它們都是有相應的幀結構與容量(即比特率)的。其比特率的等級與k值相關,對于OTUk,其k=1,2,3和4;ODUk和OPUk,其k=1,2,2e,3,4和flex(flex與映射的客戶信號有關)。
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4、OTN信號的復用與映射
在ITU-T建議G.709給出了OTN信號的復用與映射原則,分別在電層和光層進行,也即分為時分復用和波分復用,最后形成再光通道傳輸的信號結構稱為光傳送模塊OTM-n。
根據復用與映射原則,OTN可接入的客戶信號應包括SDH STM-16/64/256信號;OTM OTUk(k=1,2,3)信號;以太網信號(GE/10GE WAN和10GE LAN)等。
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二、OTN的體系結構
1、OTN的功能結構
OTN從功能上可被分解成不同的獨立的傳輸層網絡,其中每一層網絡可以被單獨劃分,以反映該層網絡的內部結構。OTN的功能層結構如下圖2-1所示,它分為數字層、光信號層和媒質層。OTN的數字層(包括光數據單元(ODU)和光傳輸單元(OTU))為數字客戶端的復用和維護提供了支持。OTU由一個光支路信號組件(OTSiA)所支持,且一個OTSiA支持一個OTU。光信號層的OTSiA是一個管理/控制抽象,它表示光支路信號群(OTSiG)管理/控制抽象和非相關開銷(OTSiG-O)。在OTSi下面是媒質結構,它們提供了配置媒質通道的能力。媒體信道的標稱中心頻率和間隔由G.694.1中定義。每個OTSi由一個獨立的網絡媒質通道引導到它的目的地。
圖2-1:OTN的功能結構
2、OTN的垂直分層結構
OTN在垂直方向上的分層,如下圖2-2-1所示。可分為光通道(OCh)層網絡、光復用段(OMS)層網絡和光傳輸段(OTS)層網絡,相鄰層之間的關系采用客戶/服務者的關系。其每層網絡的功用匯總在下表2-2中。OCh層又可以被劃分為三個子層網絡:光通路子層網絡、光通路傳送單元(OTUk,k = 1,2,3,4)子層網絡和光通路數據單元(ODUk,k=0,1,2,2e,3,4)子層網絡,其中OTUk和ODUk子層采用數字封裝技術實現。相鄰子層之間具有客戶/服務者關系。垂直分層與網絡組網局站相結合,其示意圖詳見下圖2-2-2,以說明三層間的關聯。
圖2-2-1:OTN的垂直分層結構
表2-2:各垂直分層的功用
圖2-2-2:垂直分層與組網局站
3、OTN的水平分域結構
OTN在水平方向上可分為不同的管理域,其中單個管理域可以由單個設備商OTN設備組成,也可以由運營商的某個網絡或子網絡組成,如下圖2-3所示。不同域之間物理連接稱為域間接口(IrDI),域內的物理連接稱為域內接口(IaDI)。IrDI和IaDI物理接口傳送的信號結構即為OTM-n.m。
圖2-3:OTN的水平分域結構
為了提供OTN網絡的橫向兼容性(多運營商互通),ITU-T建議G959.1為域間接口(IrDI)規定了技術要,主要包括接口的應用及應用代碼與分類、基于應用的參數與參數值等。這些要求適當條件下可適用于IaDI。
欲詳細了解G.959.1建議相關內容的請進入:應用代碼與應用分類;基于應用的參數與參數值
4、OTN的傳輸實體結構
下圖2-4顯示了如何在OTN中使用上述傳輸實體的示例,包括功能設備實體。圖中,在終端數字交叉連接(DXC)之間傳輸的客戶端信號是STM-N信號。STM-N由SDH段(OS)和這個STM-N是在SDH段的連接上進行的ODUk端到端連接在OTN 中。ODUk是在一系列OTUk上的連接,且每個為3R再生點為界。每個OTUk通過OCh與一個光波長相關聯。一定數量的OCh被復用成一個n階光復用段(OMS-n),它的跨段距離是在終端設備之間,終端設備包括線路終端(LT)、光通路分插復用設備(OCADM)和光通路交叉連接設備(OCXC)。
圖2-4:OTN的傳輸實體結構
三、OTN的設備
OTN設備分為OTN終端復用設備、OTN電交叉設備、OTN光交叉設備和OTN光電混合交叉設備。其功能模型分別詳見下圖3-1~圖3-4,其主要功能匯總在下表3中。OTN設備應具備接口適配功能、線路接口處理功能、ODUk調度功能(電路調度)、OCh調度功能(光波調度)、光復用段和傳輸段處理功能和OTN開銷處理功能。
圖3-1:OTN終端復用設備功能示意圖
圖3-2:OTN電交叉設備功能示意圖
圖3-3:OTN光交叉設備功能示意圖
圖3-4:OTN光電混合交叉設備功能示意圖
表3:各OTN設備的主要功能描述
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四、OTN網絡的組網
1、OTN網絡組網拓撲
OTN利用上述OTN實體進行OTN網絡的組建與運營。OTN網絡大量組建于長途網中,也可以在本地網/城域網中使用,其組網結構如下圖4-1所示。可采用線型、環型、樹型、星型和網狀型等多種拓撲結構。
圖4-1:OTN網絡的組網結構
OTN在我國,長途傳輸網的波道容量常采用80波及以上,本地/城域網采用80或40波。OTN系統線路側單波速率應采用10 Gbit/s及以上速率,其線路接口處理功能應包括ODUk時分復用、ODUk映射到OTUk功能。客戶信號接口適配功能應支持STM-16/64/256業務、OTU1/2/3業務、GE/10GE WAN/ 10GE LAN以太網業務等,經過映射復用處理后產生ODUk(k=0,1,2,2e,3和4)通道信號。
2、OTN網絡的傳輸性能要求
OTN網絡的傳輸性能要求主要包括誤碼性能、抖動性能和光信噪比性能等。誤碼性能應滿足ITU-T G.8201及M.2401的規定;抖動性能應滿足ITU-T G.8251的要求。
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3、OTN網絡的網絡保護
OTN網絡可選的網絡保護方式包括:線性保護(包括基于ODUk的SNC保護和基于OCh的1+1或1:N保護),可用于各種類型的網絡結構中;環網保護(包括ODUk環網保護(ODUk SPRing)和光通道共享保護(OCh SPRing)),可用于環網和網狀網拓撲結構中。除了上述保護方式外,也可在光線路系統上采用基于光放段的OLP和基于光復用段的OMSP的保護方式。各種保護方式的保護倒換應在50ms內完成。
五、OTN的標準規范
OTN系統的規范要求主要是由ITU-T進行研究制定的。ITU-T建議G.872、G.709、G.798、G.959.1等一系列建議為OTN技術給出了規范,其系列建議的組成匯總于下表5,僅供參考。
表5:ITU-T關于OTN系列建議的組成
OTN的標準在我國,主要是由信息產業主管部門參照ITU-T的相關建議,并結合我國網絡的實際情況,制定了一系列有關OTN的通信行業標準,主要有YD/T 1990、YD/T 1462、YD/T 1634等等。若要具體了解YD/T 1990標準詳細內容的請查閱下附件。
附件:YD/T 1990-2009《光傳送網(OTN)網絡總體技術要求》
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在我國,關于OTN的工程建設標準主要是GB/T 51398所規范的。
欲詳細了解我國OTN的工程建設標準GB/T 51398具體內容的請進入。
光傳送網(OTN)克服了WDM網絡的無波長/子波長的調度能力、組網能力和保護能力相對較弱的瓶頸,同時它兼容了SDH技術、WDM技術等技術,提供了高速率業務、大顆粒數據業務的傳輸條件,成為了新一代的光傳送網體系。
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