技術基礎篇導引

光傳送網（OTN）體系介紹

瀏覽：43099 來源：通信人在線日期：2024-05-22

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）。

欲詳細了解OTN接口要求及速率值的請進入。

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。

欲詳細了解G.709建議規范的復用與映射過程的請進入。

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。

欲詳細了解OTN網絡的傳輸性能要求的請進入。

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。