otn技术简介

陈翠 发表于 2017-12-28 18:14:48 收藏 已收藏
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otn技术简介

陈翠 发表于 2017-12-28 18:14:48

  otn介绍

  OTN是以波分复用技术为基础、在光层组织网络的传送网,是下一代的骨干传送网。OTN是通过G.872、G.709、G.798等一系列ITU-T的建议所规范的新一代“数字传送体系”和“光传送体系”,将解决传统WDM网络无波长/子波长业务调度能力差、组网能力弱、保护能力弱等问题。

  OTN跨越了传统的电域(数字传送)和光域(模拟传送),是管理电域和光域的统一标准。

  OTN处理的基本对象是波长级业务,它将传送网推进到真正的多波长光网络阶段。由于结合了光域和电域处理的优势,OTN可以提供巨大的传送容量、完全透明的端到端波长/子波长连接以及电信级的保护,是传送宽带大颗粒业务的最优技术。

  otn技术简介

  1、OTN技术的体系结构及发展历程

  OTN概念和整体技术架构是在1998年由ITU.T正式提出的,在2000年之前,OTN的标准化基本采用了与SDH相同的思路,以G.872光网络分层结构为基础,分别从网络节点接口(G.709)、物理层接口(G.959.1)、网络抖动性能(G.8251)等方面定义了OTN。此后,OTN作为继PDH、SDH之后的新一代数字光传送技术体制。经过近10年的发展,其标准体系日趋完善,目前已形成一系列框架性标准。

  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。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,提供完善的性能和故障监测功能。OTN的主要优势包括:多种客户信号封装和透明传输,支持SDH、ATM、以太网,其它业务也正在制订中;大颗粒的带宽复用、交叉和配置,可以基于电层ODU1(2.5Gb/s)、ODU2(10Gb/s)和ODU3(40Gb/s),远大于SDH的VC12和VC4;强大的开销和维护管理能力;增强了组网和保护能力。

  作为新型的传送网络技术,OTN并非尽善尽美。最典型的不足之处就是目前不支持2.5Gb/s以下颗粒业务的映射与调度,相关标准正在制定之中。另外,OTN标准最初制定时并没有过多考虑以太网完全透明传送的问题,导致目前通过超频方式实现10GELAN业务比特透传后,出现了与ODU2速率并不一致的ODU2e颗粒,40GE也面临着同样的问题。这使得OTN组网时可能出现一些业务透明度不够或者传送颗粒速率不匹配等互通问题。目前OTN的标准化工作主要集中在以下几个方面:①适应FE/GE等低速信号传送的帧结构,如最近提出的ODU0;②透明的10GE-LAN的传送,如OTU2e超频方式等;③更高速的40GE/100GE信号的传送,如正在定义的ODU4;④ODUk共享保护环;⑤多种FEC的应用导致的互联互通问题。

  国内几大运营商已经开展OTN技术的应用研究与测试验证,而且部分省内或城域传送网也局部部署了基于OTN技术的网络,组网节点有基于电层交叉的OTN设备,也有基于ROADM的OTN设备。目前在国内得到应用的支持OTN电交叉的设备主要有华为的OSN 6800/OSN 8800、中兴的ZXMPM800和烽火FONST3000等设备,部分设备的电交叉能力已经达到了Tb/s量级。

  2、OTN标准化体系

  OTN技术标准主要在ITU-T开展,图1回顾了OTN技术标准的发展进程,从时间、需求和成果的角度很好地诠释了整个OTN标准化的起步和发展。从图中不难看出,未来两年的工作重点在于开展ODU0、通用映射规程(GMP)、40GE/ODU3、100GE/ODU4等方面的标准化工作,为了更好地为大颗粒数据业务提供透明传送通道,ITU-T和IEEE两个标准化组织通过联络函等多种方式开展互动。

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  经过十多年的发展,OTN技术标准在ITU-T已经形成了比较完善的OTN相关标准体系,其中涉及到传送平面和管理平面的标准,具体如图2所示。

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  (1)体系结构

  G.872采用原子功能建模方法描述OTN的体系结构,并从网络角度描述OTN功能,内容包括光网络的分层结构、客户特征信息、客户/服务器关联、网络拓扑以及诸如光信号传输、复用、选路、监控、性能评估和网络生存性等层网络功能。

  (2)结构和映射

  G.709规范了OTN的网络节点接口,G.7041规范了通用成帧协议,G.7042规范了虚级联信号的自动链路容量调整方案。《光传送网(OTN)接口》(G.709)规范了在OTN点到点、环形和网状网结构下的OTH支持的操作和管理,定义了在光网络子网内和子网之间的OTN接口,包括OTH、支持多波长光网络的开销功能、帧结构、比特率、客户信号的映射格式等。

  (3)功能特性方面

  G.798规范了传输网络设备功能描述。这些功能包括光传输段终结和线路放大功能、光复用段终结功能、光通路终结功能、光通路交叉连接功能等。

  (4)物理接口方面

  G.959.1规范了光网络的物理接口,主要目的是在两个管理域间的边界间提供横向兼容性,规范了有可能使用WDM技术的IrDI的物理层规范。G.693规范了局内系统的光接口,规定了标称比特率10Gbit/s和40 Gbit/s、链路距离最多2 km的局内系统光接口的指标,以保证横向兼容性。

  (5)网络性能方面

  G.8251规范了OTN NNI的抖动和漂移要求,G.optperf定义了OTN国际通道的误码和可用度性能参数,M.24 OTN定义了OTN投入业务和维护的误码性能目标和程序。

  (6)网络保护力方面

  G. 808. 1规范了通用保护倒换技术要求,G. 873. 1和G.873.2分别定义了ODUk线性保护技术要求和共享保护环技术要求。

  (7)网络安全力方面

  G. 664规范了OTN安全要求。

  (8)网络管理力方面

  G.7710规范了通用设备竹理功能需求,适用于SDH和OTN;G.874规范了OTN管理信息模型和功能需求,并基于G.7710描述了OTN特有的五大管理功能(FCAPS)。 3、OTN国内标准化最新进展

  中国通信标准化协会(CCSA)传送网与接入网工作委员会TC6从2004年开始正式启动OTN相关行业标准的制定工作,目前已颁布了一个国家标准和两个通信行业标准: GB/T 20187-2006光传送网体系设备的功能块特性(对应于G.7982004版本); YD/T 1462-2006光传送网(OTN)接口(对应于G.709 2003.10版本); YD/T 1634-2007光传送网(OTN)物理层接口(对应于G.959.12006.2版本)。 CCSA TC6于2005年8月申请立项了研究课题2006B68《OTN网络对节点设备总体要求》在2007年12月TC6 WG1标准会上进行了审查。

  随着OTN在我国运营商网络应用需求的不断明确,2008年开始制定了《OTN网络总体技术要求》,并立项开始制定《OTN网络测试方法》。

  《OTN网络总体技术要求》在2009年4月送稿审查,该标准规定了基于ITU-T G.872定义的OTN总体技术要求。其主要内容包括OTN网络功能结构、接口要求、复用结构、性能要求、设备类型、保护要求、DCN实现方式、网络管理和控制平面要求等;适用于O T N终端复用设备和OTN交叉连接设备,其中OTN交叉设备主要包括OTN电交叉设备、OTN光交叉设备以及同时具有OTN电交叉和光交叉功能的设备。

  4、OTN技术应用

  随着近几年带宽数据业务的持续增长,大颗粒业务调度和传送的需求日益增加,OTN技术如何应用日益成为业界探讨的焦点。在实际组网中,如何合理地应用和选择OTN技术及设备,何时、在何层面、以何种方式引入OTN,业界仍存在不同看法。

  4.1、OTN技术的应用层面

  目前光传送网包括城域网(核心层、汇聚层和接入层)和干线网(省内干线和省级干线),OTN作为承载2.5Gbit/s颗粒以上的传送网技术,需要根据不同网络层面业务承载的特点来考虑是否适合引入。

  对于城域光传送网而言,汇聚与接入层客户信号的带宽粒度较小,基于ODUk调度的业务可能性较小,而且OTN目前暂未标准化ODU1(2.5Gb/s)以下的带宽粒度。因此,目前的OTN技术在城域汇聚与接入层引入与应用的优势并不明显。

  对于城域传送核心层和干线网而言,客户业务的特点主要为分布型,客户信号的带宽粒度较大,基于ODUk和波长调度的需求和优势明显,OTN技术特点应用的优势比较适宜发挥。因此,考虑到现有的传送网络分层关系和传送业务颗粒分布特征,目前OTN技术的引入与应用主要应侧重于城域核心层和干线网络。

  4.2、OTN应用时机

  从传送网业务驱动、OTN技术的完善程度、OTN设备的实现程度等方面来看,OTN目前已经具备了应用条件。首先,IP数据业务的的高速发展导致大带宽粒度传送与调度的需求增长非常迅速,基于VC-12/VC-4的带宽颗粒的适配与调度方式显然满足不了传送网业务对于大颗粒带宽的传送与调度需求。其次,从OTN技术的完善程度来看,ITU-T制定的系列标准经过近10年的修订,目前已经基本完善,只有个别细节问题有待解决。第三,从OTN设备的实现程度来看,目前的OTN设备已经基本支持了OTN技术的主要特征,如多速率映射与透明传送、大颗粒带宽的调度与处理、OTN帧结构的开销实现与处理、OTN的组网与保护等,同时实现了对于这些OTN技术特征的管理。

  因此,从设备实现上而言,OTN设备已经具备了初步应用的功能特征。因此,现阶段可以在综合考虑其他非技术因素的基础上,逐步引入与应用OTN技术,以增强传送网络的传送能力与效率,适应客户信号的高速和动态发展。

  4.3、OTN应用功能选择

  OTN技术的典型应用功能目前可分为如下3种:OTN接口、ODUk交叉和波长交叉。不同的网络层面应根据不同的业务特征而选择不同的OTN功能。 首先,在城域传送网核心层层面,由于节点调度与处理要求中等,网络规模较小但调度需求较大,一般选择ODUk交叉和波长交叉或者ODUk和波长混合交叉功能,同时提供对于OTN接口功能的支持。第二,在省内干线层面,由于节点调度与处理要求较大,网络规模和调度需求较大,一般选择波长交叉或者仅选择OTN接口功能。第三,在省级干线层面,由于节点调度与处理要求很大,网络规模大,但调度需求一般,一般选择OTN接口功能,特殊需求可局部选择波长交叉功能。

  4.4、设备类型选择

  目前除了支持G.709接口的OTN设备(传统WDM节点)之外,基于光交叉的OTN设备(ROADM)和基于电(ODUk)交叉或者基于光电混合交叉的OTN设备均已成熟。作为OTN技术的基本特征,除了强大的维护管理功能之外,主要是基于不同类型的OTN设备支持多种的组网方式和保护功能。基于光交叉的ROADM设备的主要优势是基于波长调度,子网内部全光操作,省去了O-E-O功能单元。目前最大的容量可达到8到9个维度,单维度支持80波长,有效地实现了在增加组网灵活性的同时降低光电变换的组网成本的目标,但组网半径和物理参数限制等因素在一定程度上妨碍了ROADM在大范围和传输线路复杂环境下的组网应用。基于电(ODUk)交叉的OTN设备支持波长和子波长粒度的调度,但有限的调度容量限制了其在大容量节点组网中的应用。同时支持光电混合调度的OTN设备可以在一定程度上解决上述这些缺陷,但在实际组网应用中,同时支持光电混合调度的OTN设备也并不是任何场景都适用。对于仅需固定提供大容量传送带宽的应用场景,基于点到点的OTN传送设备依然是最佳选择。

  因此,选择何种设备类型,应根据其应用的网络层面、业务传送需求和实际组网成本等多方因素综合选择,同时可采用分域的方式解决组网的一些限制因素。

  4.5、网络过渡时期OTN应用方式

  由于目前传统的SDH+WDM网络规模巨大,在实际应用中发挥着巨大作用,短时间不可能进行大规模淘汰,因此,OTN应用初期宜采取从现有网络逐步升级过渡的方式来加以引入。对于基于现有WDM系统的已有网络,条件具备时可根据需求逐步升级为支持G.709开销的维护管理功能,而对于WDM系统新建或扩容的传送网络,在省去SDH网络层面以后,应支持基于G.709开销的维护管理功能和基于光层的保护倒换功能,也就是说,OTN网络替代了SDH网络相应的功能。WDM网络应逐渐升级过渡到OTN网络,而基于OTN技术的组网则应逐渐占据传送网主导地位。

  5、结束语

  OTN技术作为全新的光传送网技术,继承并加强了现有传送网络优势,同时具备了SDH的灵活可靠和WDM的大容量,既可以提供超大容量的带宽,又可以直接对大颗粒业务进行调度,并能够实现类似于SDH完善的保护和管理功能,更可以与ASON结合实现智能光网络。虽然目前OTN技术在大颗粒IP数据业务封装、未知比特速率业务映射、40GE/1 00GE信号格式未标准化等方面仍存在待完善之处,但是可以预见,随着ALL-IP业务发展的推动和设备厂家的投入加大,OTN技术标准和设备功能将日渐成熟,基于IPover OTN的组网方式必将逐步取代传统的SDH+WDM的网络架构,成为下一代光传送网络的发展主流。

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