全光通信网-光传送网技术
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第四章 光传送网技术
OTN (Optical Transport Network)
• 光传送网(OTN)是继PDH、SDH之后的新一代数 字光传送技术体制，它能解决传统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。OTN以多波长传送、大颗粒调度为基 础，综合了SDH的优点及WDM的优点，可在光层 及电层实现波长及子波长业务的交叉调度，并实 现业务的接入、封装、映射、复用、级联、保护/ 恢复、管理及维护，形成一个以大颗粒宽带业务 传送为特征的大容量传送网络。
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2. 光复用段层
(Optical Multiplexing Section Layer, OMSn)
• 光复用段层为多波长信号提供网络连接功能，保 证多波长光信号的完整传输。该层网络的功能包 括：
• 1)光复用段层开销处理，保证多波长光复用段适 配信息的完整性。
• 2) 实施光复用段监控功能，解决复用段生存性问 题。
2．大颗粒的带宽复用、交叉和配置 OTN目前定义的电层带宽颗粒为光通道数据单元（ODUk，
k=1,2,3），即ODU1(2.5Gb/s)、ODU2(10Gb/s)和 ODU3(40Gb/s)，光层的带宽颗粒为波长，相对于SDH的 VC-12/VC-4的调度颗粒，OTN复用、交叉和配置的颗粒 明显要大很多，对高带宽数据客户业务的适配和传送效率 显著提升。在OTN大容量交叉的基础上，通过引入ASON 智能控制平面，可以提高光传送网的保护恢复能力，改善 网络调度能力。
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光通道层上应实现的功能:
• 封装客户层信号，建立光通道.
• 处理光通道开销，为数字客户层信号提供端 到端的透明光传输.
• 提供用于光通道的连续性监视和连通性监视。 以保证创建预期的光通道，并且监视创建光 通道的工作状态和传输特性。
• 在网络故障情况下，通过重新选路或者直接 把工作业务切换到预定的保护路由来实现网 络业务的保护／恢复。
• 本章将介绍光传送网的特点与分层结构，重点讲 述光传送网的核心技术G.709标准中的数字包封 技术。
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4．1 光传送网的特点
OTN是指为客户层信号提供光域处理的传送网络， 主要功能包括传送、复用、选路、监视和生存性功能 等。OTN处理的最基本的对象是光波长，客户层业务 以光波长形式在光网络上复用、传输、放大，在光域 上分插复用和交叉连接，为客户信号提供有效和可靠 的传输。 主要特点： 1．多种客户信号封装和透明传输 基于ITU-T G.709的OTN帧结构可以支持多种客户信号 的映射和透明传输，如SDH、GE和10GE等。目前对 于SDH和ATM可实现标准封装和透明传送，但对于不 同速率以太网的支持有所差异。
• OTS层应具备的功能： • 1) 接收OMS层的适配信息，加入OTS路径终端开销，产生光监控信道，并
把光监控信号与主信号复用在一起。路径终端功能以物理媒质上传输的信 息为依据，保证光信号符合物理接口要求。
• 2）接收传输段层网络信息，重新调节信息以补偿在物理媒质传输过程中 产生的信号劣化，从主光信号中抽取光监控信道，处理光监控信道中包含 的OTS路径终端开销，并把适配信息输出。
• 3) 实现对光放大器或中继器的检测和控制。 • 4) 传输缺陷的检测和指示。 • 5）传输质量的评估。
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光传送网的分层结构和连接类型
电通信信道
OCh OMS
OTS
OTS
OTS
SDH NE
OXC/ OADM
OA
OA
OXC/ OADM
SDH NE
NE:网元终端 OXC:光交叉连接器 OADM：光分插复用器 OA:光放大器 OCh:光通道 OMS:光复用段 OTS:光传输段
4-2 光传送网的分层结构示意图
4.3 G.709标准中的数字包封技术
为在光层上提供快wenku.baidu.com的保护和恢复功能，并能实现
光路上的交换，针对光传送网的发展趋势， ITU-T推出了 一系列标准，其中以2001年2月推出G．709建议具有重 大意义，它指出了光联网的技术基础。G．709建议的核 心内容就是数字包封技术（DigitalWrapper），它定义 了一种特殊的帧格式，将客户信号封装入帧的载荷单元， 在头部提供用于运营、管理、监测和保护的开销字节， 并在帧尾提供了前向纠错（FEC）字节。在光传送网中， 光传输段层、光复用段层的开销信息和光通道层的非随
• 3) 实现光复用段层的操作和管理。
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3．光传输段层
(Optical Transmission Section Layer，OTSn)
• 光传输段层为光复用段的信号在不同类型的光媒质（如G.652, G.653, G.655光纤等）上提供传输功能。光传输段开销OTS的特征信息包括两个 独立的逻辑信息：OMS层的适配信息和OTS路径终端专用的管理、维护。
3．强大的开销和维护管理能力 OTN提供了和SDH类似的开销管理能力，OTN光通道 (OCh)层的OTN帧结构大大增强了该层的数字监视能力。 另外OTN还提供6层嵌套串联连接监视（TCM）功能，这 样使得OTN组网时，采取端到端和多个分段同时进行性能 监视的方式成为可能。OTUk层的段监测字节（SM）可以 对电再生段进行性能和故障监测；ODUk层的通道监测字 节（PM）可以对端到端的波长通道进行性能和故障监测。
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4．增强了组网和保护能力
通过OTN帧结构、ODUk交叉和多维度可重构光分插复用 器（ROADM）的引入，大大增强了光传送网的组网能力， 改变了基于SDH VC-12/VC-4调度带宽和WDM点到点提供 大容量传送带宽的现状。前向纠错（FEC）技术的采用， 显著增加了光层传输的距离。另外，OTN将提供更为灵活 的基于电层和光层的业务保护功能，如基于ODUk层的光 子网连接保护（SNCP）和共享环网保护、基于光层的光
通道或复用段保护等，但目前共享环网技术尚未标准化。
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4．2 光传送网的分层结构
定义成一种三层网络结构
光通道层(OCh）、光复用段层(OMSn）和光传输段层(OTSn）
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1. 光通道层（Optical Channel Layer，OCh）
• 光通道层为数字客户层信号提供端到端的透 明光传输。
• 根据G.709的建议，OCh层又可以进一步分 为三个子层，分别是光通道的净荷单元 (OPUk）、光通道的数据单元(ODUk)和光 通道的传输单元(OTUk)。这种子层的划分 方案既是多协议业务适配到光网络传输的需 要，也是网络管理和维护的需要。
OTN (Optical Transport Network)
• 光传送网(OTN)是继PDH、SDH之后的新一代数 字光传送技术体制，它能解决传统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。OTN以多波长传送、大颗粒调度为基 础，综合了SDH的优点及WDM的优点，可在光层 及电层实现波长及子波长业务的交叉调度，并实 现业务的接入、封装、映射、复用、级联、保护/ 恢复、管理及维护，形成一个以大颗粒宽带业务 传送为特征的大容量传送网络。
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2. 光复用段层
(Optical Multiplexing Section Layer, OMSn)
• 光复用段层为多波长信号提供网络连接功能，保 证多波长光信号的完整传输。该层网络的功能包 括：
• 1)光复用段层开销处理，保证多波长光复用段适 配信息的完整性。
• 2) 实施光复用段监控功能，解决复用段生存性问 题。
2．大颗粒的带宽复用、交叉和配置 OTN目前定义的电层带宽颗粒为光通道数据单元（ODUk，
k=1,2,3），即ODU1(2.5Gb/s)、ODU2(10Gb/s)和 ODU3(40Gb/s)，光层的带宽颗粒为波长，相对于SDH的 VC-12/VC-4的调度颗粒，OTN复用、交叉和配置的颗粒 明显要大很多，对高带宽数据客户业务的适配和传送效率 显著提升。在OTN大容量交叉的基础上，通过引入ASON 智能控制平面，可以提高光传送网的保护恢复能力，改善 网络调度能力。
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光通道层上应实现的功能:
• 封装客户层信号，建立光通道.
• 处理光通道开销，为数字客户层信号提供端 到端的透明光传输.
• 提供用于光通道的连续性监视和连通性监视。 以保证创建预期的光通道，并且监视创建光 通道的工作状态和传输特性。
• 在网络故障情况下，通过重新选路或者直接 把工作业务切换到预定的保护路由来实现网 络业务的保护／恢复。
• 本章将介绍光传送网的特点与分层结构，重点讲 述光传送网的核心技术G.709标准中的数字包封 技术。
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4．1 光传送网的特点
OTN是指为客户层信号提供光域处理的传送网络， 主要功能包括传送、复用、选路、监视和生存性功能 等。OTN处理的最基本的对象是光波长，客户层业务 以光波长形式在光网络上复用、传输、放大，在光域 上分插复用和交叉连接，为客户信号提供有效和可靠 的传输。 主要特点： 1．多种客户信号封装和透明传输 基于ITU-T G.709的OTN帧结构可以支持多种客户信号 的映射和透明传输，如SDH、GE和10GE等。目前对 于SDH和ATM可实现标准封装和透明传送，但对于不 同速率以太网的支持有所差异。
• OTS层应具备的功能： • 1) 接收OMS层的适配信息，加入OTS路径终端开销，产生光监控信道，并
把光监控信号与主信号复用在一起。路径终端功能以物理媒质上传输的信 息为依据，保证光信号符合物理接口要求。
• 2）接收传输段层网络信息，重新调节信息以补偿在物理媒质传输过程中 产生的信号劣化，从主光信号中抽取光监控信道，处理光监控信道中包含 的OTS路径终端开销，并把适配信息输出。
• 3) 实现对光放大器或中继器的检测和控制。 • 4) 传输缺陷的检测和指示。 • 5）传输质量的评估。
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光传送网的分层结构和连接类型
电通信信道
OCh OMS
OTS
OTS
OTS
SDH NE
OXC/ OADM
OA
OA
OXC/ OADM
SDH NE
NE:网元终端 OXC:光交叉连接器 OADM：光分插复用器 OA:光放大器 OCh:光通道 OMS:光复用段 OTS:光传输段
4-2 光传送网的分层结构示意图
4.3 G.709标准中的数字包封技术
为在光层上提供快wenku.baidu.com的保护和恢复功能，并能实现
光路上的交换，针对光传送网的发展趋势， ITU-T推出了 一系列标准，其中以2001年2月推出G．709建议具有重 大意义，它指出了光联网的技术基础。G．709建议的核 心内容就是数字包封技术（DigitalWrapper），它定义 了一种特殊的帧格式，将客户信号封装入帧的载荷单元， 在头部提供用于运营、管理、监测和保护的开销字节， 并在帧尾提供了前向纠错（FEC）字节。在光传送网中， 光传输段层、光复用段层的开销信息和光通道层的非随
• 3) 实现光复用段层的操作和管理。
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3．光传输段层
(Optical Transmission Section Layer，OTSn)
• 光传输段层为光复用段的信号在不同类型的光媒质（如G.652, G.653, G.655光纤等）上提供传输功能。光传输段开销OTS的特征信息包括两个 独立的逻辑信息：OMS层的适配信息和OTS路径终端专用的管理、维护。
3．强大的开销和维护管理能力 OTN提供了和SDH类似的开销管理能力，OTN光通道 (OCh)层的OTN帧结构大大增强了该层的数字监视能力。 另外OTN还提供6层嵌套串联连接监视（TCM）功能，这 样使得OTN组网时，采取端到端和多个分段同时进行性能 监视的方式成为可能。OTUk层的段监测字节（SM）可以 对电再生段进行性能和故障监测；ODUk层的通道监测字 节（PM）可以对端到端的波长通道进行性能和故障监测。
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4．增强了组网和保护能力
通过OTN帧结构、ODUk交叉和多维度可重构光分插复用 器（ROADM）的引入，大大增强了光传送网的组网能力， 改变了基于SDH VC-12/VC-4调度带宽和WDM点到点提供 大容量传送带宽的现状。前向纠错（FEC）技术的采用， 显著增加了光层传输的距离。另外，OTN将提供更为灵活 的基于电层和光层的业务保护功能，如基于ODUk层的光 子网连接保护（SNCP）和共享环网保护、基于光层的光
通道或复用段保护等，但目前共享环网技术尚未标准化。
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4．2 光传送网的分层结构
定义成一种三层网络结构
光通道层(OCh）、光复用段层(OMSn）和光传输段层(OTSn）
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1. 光通道层（Optical Channel Layer，OCh）
• 光通道层为数字客户层信号提供端到端的透 明光传输。
• 根据G.709的建议，OCh层又可以进一步分 为三个子层，分别是光通道的净荷单元 (OPUk）、光通道的数据单元(ODUk)和光 通道的传输单元(OTUk)。这种子层的划分 方案既是多协议业务适配到光网络传输的需 要，也是网络管理和维护的需要。