光传送网(OTN)原理介绍

光传送网络新技术介绍（试行版）光传送网络新技术介绍OTN中国移动通信集团四川有限公司网络管理中心-2-▪光传送网络的发展▪光传送网络的基本概念▪OTN信号结构介绍▪OTN设备举例简介-3-PDH：准同步数字传输系统；SDH：同步数字传输系统；MSTP：多业务传送平台DWDM：密集波分复用系统；ASON：自动交换光网络（智能光网络）光传送网络的发展市场需求的发展凸显了各项技术的优势，同时也发现了各项技术的瓶颈。容量增加/业务多样化196680年代94年99年90年代初98年1976DWDM开始建设SDH标准完善PDH仍为主力实用化产品出现SDH逐步成为传输主力设备PDH产品开始规模使用高锟提出光传输理论DWDM规模建设，全光网试验MSTP/ASON02年-4-PDH（准同步数字传输系统）▪解决的问题A.实现光传输的接口标准B.实现光传输的▪存在的瓶颈A.没有实现标准的全球统一B.时分复用机制复杂C.维护管理能力差-5-SDH（同步数字传输系统）B1B2B3C1C2C3A1A2A3C2A2D2B1C1D1B2A3A1D1D2D3D3B3C3C-4C-3VC-3VC-12VC-11TU-3TU-12TU-11TUG-2TUG-3VC-3VC-4AU-4AU-3STM-Nx3x1xNx3x7x1x3x4139264Kbit/s（E4）ATM44736Kbit/s（T3）34368Kbit/s（E3）2048Kbit/s（E1）1544Kbit/s（T1）AUGC-12C-11RSOHAUpointerMSOHPOH270C424301▪解决的问题A.统一标准和帧结构B.同步复用和兼容PDHC.强大保护机制D.开销和强大的管理能力▪存在的瓶颈A.最高传送速率受限B.智能化保护机制受限C.多业务接口受限-6-MSTP（多业务传送平台）/ASON（自动光交换网络）SDHRingVPRingRPRingMSTPNGN综合接入L2/L3IP/ATMDSLAMBTSNodeBPSTN接入设备业务接入PSTNGSMATMGSRNGN软交换3G核心交换业务传送ASON通过SDH设备硬件升级实现多业务接入和智能保护功能-7-WDM（波分复用系统）SDHIPLeasedlineATM...WDMMUXλ1λ2λ3λ4λ5▪解决的问题A.大容量传送B.对数据率“透明”按光波长复用和解复用C.平滑扩容D.兼容多业务接入▪存在的瓶颈A.保护机制简单B.业务调度能力差C.监控能力较差-8-OTN基本概念介绍OTN：OpticalTransportNetwork光传送网络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”。OTN将解决传统WDM网络无波长/子波长业务调度能力、组网能力弱、保护能力弱等问题。光传送网面向IP业务、适配IP业务的传送需求已经成为光通信下一步发展的一个重要议题。光传送网从多种角度和多个方面提供了解决方案，在兼容现有技术的前提下，由于SDH设备大量应用，为了解决数据业务的处理和传送，在SDH技术的基础上研发了MSTP设备，并已经在网络中大量应用，很好地兼容了现有技术，同时也满足了数据业务的传送功能。随着数据业务颗粒的增大和对处理能力更细化的要求，业务对传送网提出了两方面的需求：一方面传送网要提供大的管道，这时广义的OTN技术（在电域为OTH，在光域为ROADM）提供了新的解决方案，它解决了SDH基于VC-12/VC4的交叉颗粒偏小、调度较复杂、不适应大颗粒业务传送需求的问题，也部分克服了WDM系统故障定位困难，以点到点连接为主的组网方式，组网能力较弱，能够提供的网络生存性手段和能力较弱等缺点-9-OTNVSSDH+DWDM绵阳BD乐山BC府青资阳高升桥BACBBDCBDC内江2府青CBSDHSDH业务SDHSDH业务SDHSDH业务SDHSDH业务南充CBBD遂宁CRAR传统的端到端DWDM不提供波长管理，依靠人工跳纤方式实现波长的基本调度。DWDM提供端到端的波道，作为大颗粒业务通道，并提供1+1的路由保护。SDH提供小颗粒业务通道，实现VC12/VC4业务的交叉，提供多种业务保护方式。-10-光纤/管道WDMSDHTDMIP/MPLS/以太网目前IPoverSDHoverWDM不再适应大颗粒IP分组业务传送！！光传输网络结构现状SDH基于VC-12/VC4交叉，大颗粒分组业务封装效率低；WDM管理功能弱，仅通过J0,B1进行质量监控;WDM组网能力弱，点到点连接网络保护方式不完善；网络层次多，功能部分重叠。-11-OTNVSSDH+DWDMOTN类似于SDH组网方式，一个网元对应多个方向，核心主架设备实现多个方向的业务交叉。OTN提供各类型的大颗粒业务通道，并提供多样的保护方式。OTN类似于SDH，实现ODUk/OTUk级别的大颗粒业务交叉。绵阳南充遂宁高升桥府青资阳内江2乐山宜宾SDHSDHSDHSDHCRAR进入全IP时代以后，小颗粒业务完全消失，OTN完全替代SDH。第一路由第二路由第三路由-12-OTN替代SDH+WDM光纤/管道OTNTDMIP/MPLS/以太网IPoverOTN适应大颗粒IP分组业务传送！！ODUk适应大颗粒分组业务封装；G.709支持比SDH更强大的维护管理开销；组网能力强，可支持多种网络拓扑，网络保护方式较完善；网络层次简化。-13-客户信号的传送功能（SDH10G;WDM10G/OCH;OTN100G/OCH）客户信号的复用功能（SDHSTM-N;WDMOCH;OTNODUk）客户信号的交叉（路由）功能（SDH有;WDM无;OTN有）客户信号的监测功能（SDHECC;WDMOSC;OTNTCM）客户信号的生存性保障功能（SDHMSP/SNCP/PP/ASON;WDMOLP/OCP;OTNOCP/OLP/OWSP/ODUkSPRing/ASON/SNCP）OTN基本功能-14-OTN分层结构▪OTN纵向分层▪光通路层（OCh）‐光通路（OCh）：3R再生点之间提供透明网络连接‐光通路传送单元(OTUk)：3R再生点之间提供信号监测‐光通路数据单元（ODUk，包括光通路净荷单元（OPUk））：串联连接监视（ODUkT）、端到端通路监测（ODUkP）、OPUk的适配▪光复用段层（OMS）▪光传送段层（OTS）光通道层光复用段层光传送段层-15-OTN带宽颗粒网络呼叫控制器连接控制器路由控制器链路资源管理器协议控制器物理设备SDH带宽颗粒OTN带宽颗粒VC-12/VC-4VC-12/4-xV/CODU1/ODU2/ODU3OPUk-xV;波长低于ODU1速率的业务（如GE等）适配？高于ODUk速率的业务（如10GE/40GE/100GE）适配？ODUk交叉容量？OTN光层调度颗粒（增强波长调度和监控能力）-16-▪三个新的层：–一个“Gbit/s”通道层‐OCh–两个段层‐OMSn‐OTSn–单通道段层‐OPS0▪客户信号–IP/MPLS–ATM–Ethernet–STM-NOpticalMultiplexSection(OMSn)layernetworkOpticalTransmissionSection(OTSn)layernetworkOpticalTransportModuleofordern(OTM-n,n1)IP/MPLSATMETHERNETSTM-NOTMPhysicalSection(OPSn)OTM-0OTM-nr,n1STM-NGbEInterworkingwithpre-OTNOpticalChannel(OCh)layernetworkOTN网络分层和客户侧信号-17-以OTSn,OMSn,OCh,OTUk,ODUk,OPS0踪迹为例通过OTM-0,OTM-n和STM-N专线传输STM-N信号DXC3R3R3ROTSnOTSnOTSnOTSnOTSnOMSnOMSnOMSnSTM-NODUkClientClient3RDXCOPS0OSnOTM-0OTM-nSTM-NODXCOCADMLTRRLTLTLineTerminalw/opticalchannelmultiplexingOCADMOpticalChannelAdd/DropMultiplexerODXCODUCross-Connect3RO/E/Ow/Reamplification,Reshaping&RetimingandmonitoringRRepeaterOCh,OTUkOCh,OTUkOCh,OTUkOTN网络层踪迹-18-OTN网络层次OpticalTransportModuleOTUkOpticalChannel(OCh)光通路OpticalChannelCarrier(OCC)光通路载波OCCOCCOCCClientODUkFECOHOChTransportUnit(OTUk)光通路传送单元OPUkOHOChDataUnit(ODUk)光通路数据单元ClientOHOChPayloadUnit(OPUk)光通路净负荷单元WrapperAssociatedoverheadOPS0OpticalPhysicalSection光物理段OTMOverheadSignalOTM开销信号OpticalSupervisoryChannel光监控信道OSCOOSOSCOHOHOHNon-associatedoverheadOpticalMultiplexSection光复用段OpticalTransmissionSection光传送段-19-382540801781415161738241234OPUkPayloadOPUkOHOPUk-OpticalChannelPayloadUnitODUkODUk-OpticalChannelDataUnitClientSignalmappedinOPUkPayloadClientSignalOTUkFECOTUkOHOTUk-OpticalChannelTransportUnitAlignmAlignmentkindicatestheorder:12.5G210G340GOTUkbitrate:255/(239-k)*STM-NODUkbitrate:239/(239-k)*STM-NOTN帧结构-20-AlignmOPUkPayloadOPUkOHODUkOTUkOH1234116RowColumn78FRAMEALIGNMENTOVERHEADAREAOTUkSPECIFICOVERHEADAREAODUkSPECIFICOVERHEADAREA1415OPUkSPECIFICOVERHEADAREAPSIEXPTCMACTTCM5TCM4TCM3TCM2TCM1TCM6GCC1GCC2FTFLPMRESRESAPS/PCCSMRESGCC0FASMFAS01109127FaultIndicationFieldOperatorIdentifierOperatorSpecific128129138137255FaultIndicationFieldOperatorIdentifierOperatorSpecificForwardBackwardFTFLMapping&ConcatSpecificMapping&ConcatSpecific25501PTTTIBIP-812345678123PM12345678BEIBDISTAT12345678015SourceAccessPointIdentifier3263OperatorSpecific1631DestinationAccessPointIdentifierTTITCMiSTATTTIBIP-81234567812312345678BEI/BIAEBDI12345678RESIAETCMiTTIBIP-81234567812312345678BEI/BIAEBDI