光传送网络OTN架构简介及应用解决方案

什么是OTN ?

OTN(Optical Transport Network, 光传送网络)以WDM(波分复用)技术为基础，在超大传输容量的基础上引入了SDH(同步数字体系)强大的操作、维护、管理与指配能力，同时弥补SDH在面向传送层时的功能缺乏和维护管理开销的不足。

OTN使用内嵌标准FEC(前向纠错)，丰富的维护管理开销，适用于大颗粒业务接入FEC纠错编码，提高了误码性能，增加了光传输的距离。

由于丰富的业务和带宽需求，即对传送网能力和性能的要求, OTN将电域和光域统一管理，可提供巨大的传送容量、完全透明的端到端波长连接以及电信级保护，以其强大的开销、维护管理以及组网能力成为当前传送网的主要方向。

通信网与光传输网之间的关系

通信网是各种业务统一传送、处理和交换的信息网络，这个业务网络可以是PSTN的网络(程控交换所构成的公用电话), 也可以是CATV电视网络和其他一些专用网络的应用网络，这些应用网络都要通过底层的传输网来进行信息的传递。

通信网络的底层传输网分为两部分：

• WDM光传送网

• SDH

光传送网是一个典型的WDM网络，中间的设备包括OXC(光交叉连接)和OADM(光分插复用器)等;SDH网络则是用在边缘交换层的网络，采用的是分层和分割理念。

SDH和WDM系统位于不同的层面，基于WDM的光传送网属于光层面，而SDH传送网是应用在边缘层的电层面上的网络，实际上这两种网络一般都是综合起来使用，边缘网络使用SDH网络，中间的传输网络采用WDM波分复用网络。

SDH光同步数字网

SDH(Synchronous Digital Hierarchy, 同步数字体系)网由一些SDH的网络单元组成，在光纤上进行同步信息传输、复用、分插和交叉连接等功能。

如图所示一个块状帧分为9行270列，一帧中的字节数为9x270=2430; 折合成比特数(一字节8比特), 9x270x8=19440。

SDH起初是为语音通信而设计;对于语音信息需要遵循PCM的抽样、量化编码原则。抽样量化编码的原则是指语音信息的带宽为0~4KHz, 符合奈奎斯特抽样准则的话，每秒需要抽8k次，时间为125us。

如果要保证语音通信的顺利进行, STM-1这一帧需要在125us之内把它传输出去;也就意味着对于SDH的任何一帧，其周期相同，均为125us。

而帧速率就可以求得：

对于目前的单波长光通信系统来说，商用一般最高为40G, 不过该速率下需要利用价格很高的光器件来保证其质量，因此设备成本很高，当前SDH网络中主要还是以10G以及以下速率为主。

基于WDM的光传送网

对于WDM来说，光传送网也分为通道层和传输媒质层。上面有一个电路层，跟SDH一样，电路层是用来描述其应用的网络，有多少个应用网络，提供应用业务，这些业务都是要送到它的电路层上。通道层除了电通道之外，还有一个光通道层。接着是光的复用层OMS、传输层OTS。

光通道层网络主要是完成光通道适配(OPA)、光通道终端(OPT)、光通道交叉连接(OPX)和对光连接的监控功能。

波分复用WDM系统工作波段位于C波段和L波段，根据波长间隔的不同可分为两类：DWDM(波长间隔在0.4nm和2nm之间)和CWDM(波长间隔为20nm)。当前100GHz的DWDM系统波长间隔为0.8nm, 而50GHz的波长间隔为0.4nm。

WDM系统中的部分光器件如下：

光纤

G.655或G.692+DCF(色散补偿)。利用DCF弥补G.692在1550nm波长处色散大带来的脉冲展宽现象;

EDFA

掺铒光纤放大器，工作波长为1528~1565nm。放大信号将多波长信号和OSC监控信道的1510nm信号经过光耦合器进行合波处理。

光模块

主要封装包括SFP+、XFP等。比如10G工业级温度波分复用模块等。

举个例子说明光模块在系统中的应用。

上图是易飞扬通信推出的4路10G业务接入单板模拟图。

它的主要功能是将接入的4路1.25Gbit/s~11.3Gbit/s速率范围内任意协议业务信号进行3R再生，并可转换为DWDM或CWDM标准波长光信号，以便于合波单元对不同波长的光信号进行波分复用，同时实现上述过程的逆过程。

适用于10G或以下速率的任意业务接入波分传输方案。

WDM光传送网的网络单元连接模型

1. WDM光传送网的范畴是从左边的红虚线到右边的红虚线之间的区域。在这个区域内，两个OLT(光线路终端)中间的通道是光通道;而OLT光线路终端实际上就是设备OTM(光终端复用设备), 负责一个波长信号的上和一个波长信号的下，实现多路的合分波作用。

2. OXC(光数字交叉连接器), 它在网络管理系统的控制下来控制那些进行光纤的交叉连接。

3. OXC和OLT之间的部分是光复用段，也就是说光的复用段是指两个复用设备OXC和OTM之间的这段距离。

4. 从OTM出来的单波波长会送到基于SDH的传送网中。由OLT进入到一个SDH终端，这个SDH终端应该是一个TM(SDH的终端复用设备), 由OLT到TM之间应该是一个SDH中的复用段，用MS来表示，这个复用段属于电层面上的复用段。一个复用段可以包含若干个再生中继段，再生中继段中间又使用了再生中继器(具有电再生功能), 这时候复用设备PLT与再生中继器之间的距离叫做再生段RS。

对OTN未来的展望

OTN支持多种上层业务或协议，如SONET/SDH, ATM, Ethernet, IP, PDH, FibreChannel, GFP, MPLS, OTN虚级联, ODU复用等，是未来网络演进的理想基础。

全球范围内越来越多的运营商开始构造基于OTN的新一代传送网络，系统制造商也推出更多OTN功能的产品来支持下一代传送网络的构建。

然而在新型业务的需求下, 100G DWDM系统波长资源即将耗尽，大颗粒(波长级)调度需求日益增加，大容量OTN交叉，成本、功耗和散热压力变大。此外新型业务对时延参数比较敏感，现网很难适应大量的业务需求。智能光交换ROADM系统的发展标志着全光网络时代的来临。

新的机遇来临，在OTN解决方案上，易飞扬通信不仅可以提供从155M到10G及以上速率的SDH网络模块(比如长距离10G SFP+ ZR系列)、应用于新一代WDM网络的100G CFP-DCO相干模块等，更可以提供相关无源器件以及可以OEM的CWDM/DWDM波分设备。

部分设备如下图所示：

◮易飞扬OTM设备

以WDM设备为例：

责任编辑：gt