劉 瑋 侯思祖

(華北電力大學，河北 保定 071000)

0 前言

OTN （Optical Transport Network，光傳送網(wǎng)）技術是在 WDM（Wavelength Division Multiplexing，波分復用系統(tǒng)）的基礎上發(fā)展形成的，OTN擁有光層與電層的傳送體系結構:光層分別為光通路層(OCh)、光復用段層（OMSn）和光傳送段層（OTSn）[1]；電層在光層之上承載，以OCh為基礎，分為OCh傳送單元 （OTUk）、OCh數(shù)據(jù)單元（ODUk）和OCh凈負荷單元（OPUk）[2]；各層網(wǎng)絡都具有相應的監(jiān)控管理機制和網(wǎng)絡生存機制[3]。OTN技術一方面可以有效解決大顆粒度數(shù)據(jù)業(yè)務的承載、調(diào)度和保護等問題，另一方面也為網(wǎng)絡提供了靈活的運維管理功能，豐富網(wǎng)絡組網(wǎng)功能，提高了數(shù)據(jù)業(yè)務的生存性和資源利用效率，還可以與ASON技術相結合,使網(wǎng)絡具備智能化特性。因此，OTN技術是建設大容量電力通信光傳輸網(wǎng)的理想技術體制。

1 OTN技術的優(yōu)勢

多種客戶信號封裝和透明傳輸OTN可以支持多種客戶信號的透明傳送，如SDH、GE和10GE等。OTN定義的OPUk容器傳送客戶信號時不更改其凈荷和開銷信息，而其采用的異步映射模式保證了客戶信號定時信息的透明。

大顆粒調(diào)度和保護恢復OTN技術提供3種交叉顆粒，即ODU1(2.5Gbit／s)、ODU2(10Gbit／s)和 ODu3(40Gbit／s)。 高速率的交叉顆粒具有更高的交叉效率，使得設備更容易實現(xiàn)大的交叉連接能力，降低設備成本。完善的性能和故障監(jiān)測能力OTN引入了豐富的開銷，具備完善的性能和故障監(jiān)測機制。OTN還可以提供6級連接監(jiān)視功能(TCM)。對于多運營商／多設備商／多子網(wǎng)環(huán)境，可以實現(xiàn)分級和分段管理。

2 設備類型

根據(jù)OTN設備的光/電交叉、線路接口與業(yè)務接口適配等的功能不同，可以將OTN設備分為終端復用設備、電交叉設備、光交叉設備及光電混合設備四種設備類型。

2.1 OTN終端復用設備

OTN終端復用設備可以支持ODUk和OCh復用，這種OTN設備可理解為具有OTN接口的WDM設備，在WDM系統(tǒng)中引入OTN接口，可以實現(xiàn)對波長通道端到端的性能和故障監(jiān)測，為未來引入大容量的OTN交叉設備做準備；同時，可以實現(xiàn)10GE等多種客戶信號的透明傳送。因此，標準OTN域間互通接口將是WDM系統(tǒng)進行互通的主要接口形式。目前，國內(nèi)外主流廠商的WDM系統(tǒng)均支持符合G.709標準OTN接口，可以實現(xiàn)不同系統(tǒng)的互通，但是部分互聯(lián)互通方面的標準尚不全面，本文在實驗室測試階段對OTU2及以下速率的互聯(lián)互通進行的測試過程中證明，GE以下速率信號通過OTU封裝后進行兩廠商互聯(lián)，由于指針定位的定義差異，兩廠商仍然無法實現(xiàn)完全意義的互聯(lián)互通。

2.2 OTN 電交叉設備

OTN電交叉設備能夠完成基于ODUk的各種業(yè)務顆粒電路的交叉功能，能夠為OTN網(wǎng)絡提供電路調(diào)度和網(wǎng)絡保護功能。OTN電交叉設備既可以獨立組網(wǎng)，也可以與OTN終端復用設備混合組網(wǎng)，提供各種業(yè)務接口和OTUk接口，實現(xiàn)光復用段和光傳輸段功能

2.3 OTN 光交叉設備

OTN光交叉設備 （即ROADM/PXC）能夠提供OCh層的調(diào)度功能，實現(xiàn)整波道的調(diào)度和保護恢復，采用光交叉設備組網(wǎng)，可以減少O-E-O轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，從而在一定程度上降低成本。但其組網(wǎng)受保護倒換速度、波長分配沖突、傳輸距離、多廠商設備互聯(lián)互通等條件限制，交叉的靈活性有一定限制。目前的各廠商實現(xiàn)光交叉功能多采用可調(diào)節(jié)波長光開關（WSS）實現(xiàn)，該部件價格昂貴，導致網(wǎng)絡建設成本較高，同時又因為光交叉設備無法實現(xiàn)2.5Gbps以下相對較小業(yè)務顆粒的靈活調(diào)度，波道資源不能充分利用以及網(wǎng)絡組網(wǎng)半徑和物理參數(shù)(如色度色散(CD)、偏振模色散(PMD)、非線性效應、光信噪比(OSNR)等)限制等因素在妨礙了光交叉設備在長距離光纜線路環(huán)境下的組網(wǎng)應用。

2.4 OTN光電混合交叉設備

混合交叉設備是OTN電交叉設備與OTN光交叉的結合，能夠同時提供ODUk和OCh調(diào)度能力，規(guī)避了各自的光交叉與電交叉設備劣勢。這種大容量的調(diào)度設備就是OTN光電混合交叉設備。

3 信號結構與映射

3.1 信號幀結構

基于ITU-T的G.709的OTN幀結構能夠支持多種客戶側(cè)業(yè)務信號的映射和透明傳輸，如SDH、以太網(wǎng)等。針對不同速率的以太網(wǎng)的支持尚有所欠缺，ITU-TG.sup43為10GE業(yè)務實現(xiàn)不同程度的透明傳輸提供了補充建議。

客戶層的信息（載荷）經(jīng)過適配處理（擾碼/解擾碼、速率適配等）映射到OPU，然后加上ODU的開銷組成ODU信息；ODU加上前向糾錯編碼和OTU開銷后就構成OTU信息。光通道包括OTU和開銷字節(jié)，OTU被調(diào)制到一個指定波長上，幾個光波長經(jīng)過波分復用后，加上OMS開銷構成OMS信息；OMS信息加上OTS開銷構成OTS信息。其中OMS開銷和OTS開銷以及光通道的開銷都在光監(jiān)控信道傳輸。

3.2 映射

OTN實現(xiàn)子波長交叉調(diào)度和光層的波長交叉調(diào)度的基礎是其特有的信號異步映射過程。在電層，OTN交換技術以ODUk(1.25Gbps、10Gbps、40Gbps或100Gbps等）為顆粒完成子波長業(yè)務調(diào)度。在光層上，光交叉以波長為調(diào)度單位，實現(xiàn)無O-E-O轉(zhuǎn)換的波長業(yè)務調(diào)度。

4 總結

基于電交叉的OTN網(wǎng)絡，其保護原理與SDH網(wǎng)絡是相同的，因此可以將OTN的保護方式與SDH中相應方式等同理解。因為OTN是一種波分技術，因此分為了光層和電層保護，因此在一些細節(jié)上與SDH系統(tǒng)有所不同。例如，OTN的保護對象是光波或者ODUk顆粒，而SDH保護的是VC顆粒。在檢測機制上，OTN相比較SDH增加了針對光層的檢測。

目前，國內(nèi)外主流運營商都非常關注OTN技術的發(fā)展和應用，多數(shù)運營商的WDM傳輸接口已經(jīng)實現(xiàn)OTN功能。一些廠家正在進行ODU顆粒調(diào)度能力的研發(fā)，華為和Infinera等公司已經(jīng)推出了基于ODU1交叉的商用設備并投入市場應用。國內(nèi)運營商也在長途骨干傳送網(wǎng)以及部分本地傳送網(wǎng)廣泛應用和部署了OTN網(wǎng)絡。因此，為了滿足日益增長的IP業(yè)務的承載需求，適應傳送網(wǎng)技術的發(fā)展趨勢，我國電力通信行業(yè)還應進一步增加OTN技術的推廣應用。

［1］段小康.基于OTN的8bit GFPT協(xié)議的邏輯設計和驗證[D].湖南大學，2008.

［2］王青郁，等.OTN技術在城域傳送網(wǎng)的應用分析[J].移動通信，2012.

［3］光傳送網(wǎng)(OTN)技術應用分析[J].通信世界，2008.

［4］李文耀，等.OTN規(guī)模商用期即將來臨[J].通信世界，2010.

［5］沈玲玲，等.光傳送網(wǎng)演進過程中的OTN技術應用分析[J].電子商務，2011.

［6］李俊杰，等.WDM系統(tǒng)基于OTN接口的互聯(lián)互通[J].電信科學，2008.

［7］李發(fā)倫.OTN技術發(fā)展及運用[J].中國電子商務，2011.

［8］劉宏武.光傳送網(wǎng)（OTN）的資源管理系統(tǒng)及應用研究[D].北京郵電大學，2004.

［9］荊瑞泉，等.OTN 技術發(fā)展與應用探討[J].郵電設計技術，2008（4）：1-6.

［10］金廣祥.OTN技術在電力通信系統(tǒng)中的應用研究[D].華北電力大學，2013.