光传送网(OTN)原理介绍-gl

• DWDM系统以32/40×10Gbit/s和32×2.5Gbit/s为主。
• WDM技术：多个波长通道传输信号，相当于一根光纤上有多个 虚拟光纤，从而成倍地提高通信容量。 • WDM和DWDM的区分是1.31/1.55简单复用还是在1.55波长区 段内密集复用。 • 在同一窗口中信道间隔较小的波分复用称为DWDM
DWDM系统的构成及频谱示意图
波分复用技术的优点
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• 提高了SDH交叉连接容量，加强了组网能力 • 支持TDM、IP、ATM之间的带宽灵活分配 • 实现了以太网的二层交换，支持以太网业务的带宽共 享，业务汇聚及以太共享环等功能，实现高带宽利用 率。
• 引入RPR机制，实现以太网带宽的统计复用，公平的 带宽分配，与等级服务CoS相结合。
MSTP多业务传输平台
WDM（波分复用系统）
• 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
λ 1 SDH λ 2 IP λ 3 ATM λ 4 Leased line λ 5 ... W D M M U X
WDM技术的主要特点
• 1.充分利用光纤的巨大带宽资源 超大容量 • 2.同时传输多种不同类型的信号 多业务接入 • 3.实现单根光纤双向传输 • 4.高度的组网灵活性、经济性 可靠性。
• 目前长途传送网上使用的技术主要是SDH和点到点DWDM， • 其中SDH网络以2.5G/10G系统为主成环构建
光传送网络（OTN）技术介绍
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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
• 传输系统采用的主要传输技术有PDH、SDH/MSTP、 WDM、OTN技术等 • 铁路通信传输网的骨干层和汇聚层主要采用 DWDM+SDH/MSTP技术，接入层主要采用 SDH/MSTP技术。在下一步的铁路通信网传输系统的 更新改造中，骨干层和汇聚层会采用 OTN+SDH/MSTP技术，接入层会采用SDH/MSTP技 术。
MSTP的关键技术主要有
• 1.级联
• VC级联的概念是在ITU-T G.707中定义的，分为相邻级联和虚 级联两种。相邻级联指SDH中用来承载以太网业务的各个VC在 SDH的帧结构中是连续的，共用相同的通道开销(POH)；虚级 联指SDH中用来承载以太网业务的各个VC在SDH的帧结构中
是独立的，其位置可以灵活处理。
接入层
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2.5G汇聚层
• 闭合边缘/汇聚层2.5Gb/s环 • 闭合155/622Mb/s接入环 • 对接入层上传的TDM业务和数据业务进行疏导和汇聚
中VC-n表示虚容器的等级，取值分别为VC-12、VC-3
、VC-4等；X表示级联的虚容器的个数，取值与虚容
器等级有关；c表示级联类型为相邻级联；v表示级联
类型为虚级联。
2.通用成帧规程GFP
• GFP是ITU-T G.7041定义的一种链路层标准，是一种对于以 帧为单位组织的数据业务的简单有效的封装方式，它既可以 在字节同步的链路中传送长度可变的数据包，又可以传送固 定长度的数据块，是一种简单而又灵活的数据适配方法。 GFP采用了与ATM技术相似的帧定界方式，可以透明地封装 各种数据信号，利于多厂商设备互联互通。
3.链路容量调整机制LCAS
• LCAS可以在不中断数据流的情况下动态调整虚级联个数， 它所提供的是平滑地改变传送网中虚级联信号带宽以自动适 应业务带宽需求的方法。LCAS可以将有效净负荷自动映射 到可用的VC上，从而实现带宽的连续调整，不仅提高了带宽 指配速度、对业务无损伤，而且当系统出现故障时，可以动 态调整系统带宽，无须人工介入，在保证服务质量的前提下 ，使网络利用率得到显著提高。
特点
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功能
• 基于SDH的多业务传送节点除应具有标准SDH传送节点所具有 的功能外，还具有以下主要功能特征。 • （1）具有TDM业务、ATM业务或以太网业务的接入功能； • （2）具有TDM业务、ATM业务或以太网业务的传送功能，包 括点到点的透明传送功能； • （3）具有ATM业务或以太网业务的带宽统计复用功能；
SDH（同步数字传输系统）
• A. B. C. D. • A. B. C. 解决的问题 统一标准和帧结构 同步复用和兼容PDH 强大保护机制 开销和强大的管理能力 存在的瓶颈 最高传送速率受限 智能化保护机制受限 多业务接口受限
xN x1 STM-N AUG AU-4 x3
AU-3 VC-3 TUG-2 x3 TU-12 VC-12 x4 TU-11 VC-11 C-12 2048 Kbit/s（E1 ） C-11 1544 Kbit/s（T1 ） VC-4 x3 TUG-3 x7 C-3 x1 TU-3
PCM
脉冲编码调制
PDH
SDH
准同步数字体系
同步数字体系
MSTP
DWDM
多业务传送平台
密集波分复用
OTN
PTN
光传送网络 （AON 全光网络）
分组传送网
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
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PCM 64k PDH 2M 8M 34M 140M 565M SDH 155M 622M 2.5G 10G 40G DWDM 2.5G* 10G* 40G*OCh OTN ODUk AON
PDH（准同步数字传输系统）
• A. B. • A. B. C. 解决的问题 实现光传输的接口标准 实现光传输 存在的瓶颈 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
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1979年，PCM 30 1983年，8Mbit/s 13.3km 武汉 安徽合肥---芜湖140M 1993年，上海---无锡 565M 1994年，引入SDH光传输系统 1998年，DWDM
中国光缆数字传输系统
• PDH（1983-1994）8-565Mbit/s • SDH（1994-2000）155M-10G , 40Gbit/s • WDM（1998- ）40波和更多
• 一些新业务需要的传输速率比VC-4还高，将多个虚容器彼此关 联复合在一起构成一个较大的虚容器，该容器仍具有数字序列 完整性。 • 相邻级联：要求每一网元都具有级联功能
• 虚级联：只要求始端和终端网元具有级联
可在几个STM-N信号上应用，适于高宽带应用。
• 相邻级联表示为VC-n-Xc，虚级联表示为VC-n-Xv。其
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
dslam（digital subscriber line access multiplexing 数字用户线路接入复用器）
• 传统业务（话务）： PDH：基群 V5(b5-b7)用于标明VC-12信号的性质 010 已装载 异步映射 011 已装载 比特同步映射 100 已装载 字节同步映射 101 扩展的信号标记
• 3次群、4次群：高阶通道信号标记C2 用来指示VC-4（或VC-3)的复用结构和净荷性质。 00000010 支路单元管理组TUG结构 00000100 34M或45M异步映射进入C-3 00010010 140M异步映射进入C-4 00010011 ATM映射
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(1) 传输容量大，可节约宝贵的光纤资源。对单波长光纤系统而言，收 发一个信号需要使用一对光纤，而对于WDM系统，不管有多少个信号，整 个复用系统只需要一对光纤。例如对于16个2.5Gb/s系统来说，单波长光纤 系统需要32根光纤，而WDM系统仅需要2根光纤。 (2) 对各类业务信号“透明”，可以传输不同类型的信号，如数字信号、 模拟信号等，并能对其进行合成和分解。 (3) 网络扩容时不需要敷设更多的光纤，也不需要使用高速的网络部件， 只需要换端机和增加一个附加光波长就可以引入任意新业务或扩充容量，因 此WDM技术是理想的扩容手段。 (4) 组建动态可重构的光网络，在网络节点使用光分插复用器（OADM） 或者使用光交叉连接设备（OXC），可以组成具有高度灵活性、高可靠性、 高生存性的全光网络。 是避免采用超高速光系统而利用多个SDH系统实现超大容量传输
• （4）具有ATM业务或以太网业务映射到SDH虚容器的指配功 能。
• 基于SDH的MSTP最适合作为网络边缘的融合节点支持混合型 业务，特别是以TDM业务为主的混合业务。它不仅适合缺乏网 络基础设施的新运营商，应用于局间或POP间，还适合于大企 事业用户驻地。而且即便对于已敷设了大量SDH网的运营公司 ，以SDH为基础的多业务平台可以更有效地支持分组数据业务 ，有助于实现从电路交换网向分组网的过渡。
90年代初 80年代
PDH产品开始 规模使用
98，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）
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。
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00010100 00010101 00010110 00011000 00011010 等等
DQDB FDDI HDLC/PPP HDLC/LAPS 10G以太网帧映射
MSTP（多业务传送平台）/ASON（自动光交换网络）
BTS Node B SDH Ring VP RP Ring Ring 3G PSTN GSM
• 是以SDH技术为基础，将传统的SDH复用器、数字交叉连接器
（DXC）、WDM终端、网络二层交换机和IP边缘路由器等多 个独立设备集成为一个网络设备，实现多业务的综合接入和传 送，并对这些业务进行统一控制和管理。MSTP技术是对SDH 技术的进一步发展，既继承了SDH的优点，又能够同时实现 TDM、ATM、以太网、IP等多业务的接入处理和传送。
1 RSOH AU pointer P O H
270
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
139264 Kbit/s（E4） ATM
VC-3
44736 Kbit/s（T3） 34368 Kbit/s（E3）
SDH可承载的业务
ASON
MSTP（多业务传送平台）
背景
• 传统业务：POTS、GSM、ISDN、DDN etc。 特点：电路交换、面向连接、时分复用 • 新型数据：IP（Internet） 特点：分组交换、面向无连接、统计复用
• SDH技术： 多业务传送平台MSTP • 以太网技术： 弹性分组环RPR
新一代MSTP
4.多协议标签交换MPLS
• MPLS是一种多协议标签交换标准协议，它将第三层技术(如IP 路由等)与第二层技术(如ATM、帧中继等)有机地结合起来，从 而使得在同一个网络上既能提供点到点传送，也可以提供多点 传送；既能提供原来以太网的服务，又能提供具有很高QoS要 求的实时交换服务。MPLS技术使用标签对上层数据进行统一 封装，从而实现了用SDH承载不同类型的数据包。
VC级联
• 针对新业务： • 用传统的SDH产品组建的传送网非常适合承载传统的 业务：包括普通电话业务POTS、移动通信GSM、综 合数字业务网ISDN、数字数据网DD等。特点：电路 交换、面向连接、时分复用TDM • 以因特网为代表的新型数据业务：特点：分组交换、 面向无连接、统计复用。
VC级联