OTN技术介绍

OTN的概念
• 传送平面：基于G.709接口，基于ROADM，ODUk交叉 （OTH） • 具有智能控制平面
客户层 (IP/SDH/SAN...) OCH 光信道层 OMS 光复用段层 OTS 光传送段层
O H O H
O H
客户信号
OPUk
OPU 光通路净荷单元 ODU 光通路数据单元 FEC OTU 光通路传送单元 OCH 光信道
OTN的产生背景
VC-12/VC-4 交叉，大颗 粒业务适用?
TDM
IP/MPLS/以太网
TDM
IP/MPLS/以太网
SDH OTN
WDM
WDM管理功 能弱，组网 能力弱， 点到点 连接 全光网是发展方向 光缓存、光逻辑信 号处理尚未出现突 破技术 ，如何解 决光层性能监控？
光纤/管道
光纤/管道
网络层次多， 功能部分重叠
ODUk
OTUk
OTN的接口
用户网络接口： (UNI) 网络节点接口： (NNI) 域间接口： (IrDI) 域内接口： (IaDI) • 不同厂家设备间接口 (IrVI) • 相同厂家子网内接口 (IaVI)
OTN网络源自文库次结构
Client
Associated overhead
Wrapper
– 更适合GE 和10GE 的处理
– 统一和加强了传送网的传送层标准 – 提供更好的管理功能
11
波分复用对比OTN WDM的缺点：
– 直接将Client signal (e.g. STM-N, GbE) 放到波长上， 没有完善的网络监控能力。 – 或者采用非介入的检测方式，在网络的各个节点尤 其是中继节点上需要对不同业务作不同的检测，网 络设备的复杂程度增加很多。 – 不同业务的特殊信令的处理更是一个不可完成的任 务。（如AIS处理等）
标准“法典”
G.707
OTN G.709
OTN的相关标准
– 框架 G.871
– 体系架构
– 结构和映射 – 设备功能特征 – 性能 – 物理层 – 保护
G.872
G.709 G.798 G.8201,G.8251 G.664,G.693,G.959.1
– 设备管理特性 G.874,G.874.1,G.875,G.7710
λ 1 SDH λ 2 IP λ 3 ATM λ 4 Leased line λ 5 ... W D M M U X
OTN基本概念介绍
OTN：Optical Transport Network
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
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OTN的分层模型
• 光信道净荷单元（OPUk）：实现客户层信号映射进一个
固定帧结构（数字包装）的功能。（如STM-N信号、IP分
组、ATM信元及以太网帧） • 光信道数据单元（ODUk）：提供与客户层无关的连通， 连接保护和监控等功能。也叫数据通道层。由信息净负荷 （OPUk）和相关开销组成。ODUk路径和ODUkTCM • 光信道传送单元（OTUk）：提供FEC，光段层保护和监控 等功能。也叫数字段层。
PSTN GSM 3G
IP/ATM DSLAM
PSTN 接入设备 NGN 综合接入 L2/L3 业务接入 MSTP
ATM GSR NGN软交换 核心交换
业务传送
通过SDH设备硬件升级实现多业务接入和智能保护 功能
ASON
WDM（波分复用系统）
• 解决的问题 A. 大容量传送 B. C. D. • A. B. C. 对数据率“透明”按光 波长复用和解复用 平滑扩容 兼容多业务接入 存在的瓶颈 保护机制简单 业务调度能力差 监控能力较差
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。
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 • 存在的瓶颈 A. B. C. 没有实现标准的全球统 一 时分复用机制复杂 维护管理能力差
SDH（同步数字传输系统） • 解决的问题
1 RSOH
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A. 统一标准和帧结构 B. 同步复用和兼容PDH C. 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
• OTN 对各种客户侧信号提供标准的映射、
OTUk复用
电光转换 OCH净荷
WDM复用
OMS净荷 OTS净荷 传送、放大
复用结构； • OTN开销丰富，可用于OAM及段监控 （SM）、 通道监控（PM）、多级级联监 控（TCM）等各种监控，以及前向纠错 FEC； •具有丰富的维护信号； •传统WDM 只具有 OTN的一小部分功能. •传统WDM 缺乏带宽管理 •组网能力差，只能组建点到点或者环网 •OAM功能差 •只能实现光层保护
出现了结合SDH和WDM两 者优势的新技术，OTN技术
OTN的产生背景
高速数字传输 网 主要传送业务 业务特点 业务量 业务承载 典型业务速率 业务标准 T1/E1 第一代 语音 确定 为主 较少 光纤+单波长 第二代 语音，少量数 据 确定+突发 较多 光纤+单波长 STM-16 SONET/SDH 第三代 数据，少量语 音 突发为主 多（爆炸式增 长） 光纤+多波长 OTU2
x3
AU-3 VC-3
44736 Kbit/s（T3 ） 34368 Kbit/s（E3 ）
TU-12 VC-12 C-12 2048 Kbit/s（ E1） TU-11 VC-11 C-11 1544 Kbit/s（T1 ）
MSTP（多业务传送平台） /ASON（自动光交换网络）
BTS Nod eB SDH Ring VP RP Ring Ring
光传送网络的发展
实用化 产品出现 SDH标准完善 PDH仍为主力 DWDM 开始建设 MSTP/ASON
1976 1966
高锟提出 光传输理论
90年代初 80年代
PDH产品开始 规模使用
98年
02年
99年
DWDM规模建 设，全光网试验
容量增加/业务多样化
94年
SDH逐步成为 传输主力设备
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）
G.873.1
OTN 对比SDH
• OTN 规定了类似于SDH的复杂帧结构
• OTN 有着丰富的开销字节用于OAM • OTN 设备具备和SDH类似的特性，支持子速率业务的映 射、复用和交叉连接、虚级联
• 优势：
– 更加适合于任意客户业务包含SDH、ATM、Ethernet、SAN、
Video业务适配 – OTN采用异步映射、异步复用，不需要系统全网同步
OTN的分层模型
• 光信道层（OCh）:提供两个光网络节点之间的端到端光信 道，支持不同格式的用户净荷，提供包括路由选择、波长 分配、监测、配置、备份和恢复等服务功能。 光信道层网络的特征信息包括两个组成部分： （1）客户层网络适配信息形成的数据流
（2）光通道路径终端开销形成的数据流
• 光通道载波（OCC[r]）:代表在OTM-n内的一个支路时隙。 指配被复用的一个波长。
OTN = WDM 的超大传送容量 + SDH 式的丰富的OAM性能
+...... 13
OTN的特点
– 不同的网络速率接口2.5G,10G,40G
– 为实现T比特传输，传输层采用DWDM技术（OMS层） – SDH/SONET, ETHERNET, ATM, IP, MPLS，GFP 业务都可 以透明传输 – 减少了网络的层次Shortest physical layer stack for data services (IP/TDM OTN Fiber) – 使用FEC纠错编码，提高了误码性能，增加了光传 输的跨距
xN x1 STM-NAUG AU-4 VC-4
x3
P AU pointer O H
C4
MSOH
2430
A1
A2
A3
B1 B2
B3
C1
C2 C3
D1
D2 D3
A1
B1 C1
D1
A2 B2
C2
D2
A3
B3 C3
D3
C-4 TUG-3 x1 x7 TU-3 VC-3 C-3 TUG-2 x3 x4
139264 Kbit/s（E4 ） ATM
Non-associated overhead
OH
OCC OCC
OTUk
OCC
OH
OH OOS OSC OSC
Optical Transport Module
Optical Physical Section
OTN的层次结构及信息流之间的关系
Client
客户侧信号 OPUk ODUk
Client OH Client OPUk ODUk
（2）光信道层适配信息组成的数据流
OTN的分层模型 • 光传输段层（OTS）：完成物理层光信号传输。
在输入端接收来自客户层网络的适配信号，加上 光传输段路径终端开销，产生光监控信道，并将 他们复用到一起。
在接收端通过补偿由于物理媒质传输而导致的信 号劣化来回复信息，从光监控信道信号，处理其 中的终端开销，并输出适配信号。
E/O OCh Payload
电层
数字包封 随路开销
OH
Client OPUk ODUk
E/O
OH
OH
OH
OH
FEC OTUk
FEC
光层
非随路开销
OH
OCh Payload
OCC OH OH OOS OSC OTM-n.m OTM-nr.m OCC
OCC OPS0
OTM-0.m
在电层，OTN借鉴了SDH的映射、复用、交叉、嵌入式开销等概念； 在光层，OTN借鉴了传统WDM的技术体系并有所发展；
传送网演进路线选择
＋ASON/GMPLS
IP over SDH over WDM 干线传送网 IP over PtP WDM IP over ROADM IP over OTH IP over OTN
OTH WDM ROADM 城域传送网 MSTP T-MPLS PBB/PBB-TE 其他L2/L3技术 PTN
OH OH OH
Client OPUk ODUk FEC
OCh Payload Unit (OPUk) OCh Data Unit (ODUk) OCh Transport Unit (OTUk) Optical Channel (OCh) Optical Channel Carrier (OCC) OPS0 Optical Multiplex Section Optical Transmission Section OTM Overhead Signal Optical Supervisory Channel
波分复用对比OTN
SDH/SONET Eth SAN ATM Other • WDM是面向传送层的技术，而OTN实际 2.5G/10G/40G OPUk 映射 ODUk复用
也是更多关注传送层功能的技术； • OTN标准发布后，由于其非常适合WDM 的特点，而且有利于推进不同厂家波分设 备的互连互通，所以迅速成为WDM设备的 事实标准；
• n阶光载波组（OCG-n[r]）:在OTM净荷中占据固定、已定 义位置的n个光通道载波。
OTN的分层模型
• 光复用段层（OMS）:支持波长信号的复用，以光 信道的形式管理每一种信号。提供包括波分复用、 复用段备份和恢复等服务功能。
光复用段层网络 的特征信息由两个分离的逻辑信 号组成：
（1）光复用段路径终端开销构成的数据流