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什么是OTN?

[来源:纤亿通科技]  [日期:2021-08-06]  [点击数:308] 

OTN(光传送网,OpticalTransportNetwork),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。简单来概括就是以波分为基础的下一代传送网络。



简介


OTN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是通过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”,将解决传统WDM网络无波长/子波长业务调度能力差、组网能力弱、保护能力弱等问题。OTN通过一系列协议来解决传统系统的一系列若干问题。OTN跨越了传统的电域(数字传送)和光域(模拟传送),是管理电域和光域的统一标准。


OTN处理的基本对象是波长级业务,它将传送网推进到真正的多波长光网络阶段。由于结合了光域和电域处理的优势,OTN可以提供巨大的传送容量、完全透明的端到端波长/子波长连接以及电信级的保护,是传送宽带大颗粒业务的最优技术。


主要优势


OTN的主要优点是完全向后兼容,它可以建立在现有的SONET/SDH管理功能基础上,不仅提供了存在的通信协议的完全透明,而且还为WDM提供端到端的连接和组网能力,它为ROADM提供光层互联的规范,并补充了子波长汇聚和疏导能力。主要在SDH基础上建立了端到端的链接和组网能力,并提供了光层的典范。


OTN概念涵盖了光层和电层两层网络,其技术继承了SDH和WDM的双重优势,关键技术特征体现为:


1.多种客户信号封装和透明传输


基于ITU-TG.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、ATM、以太网等。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。ITU-TG.sup43为10GE业务实现不同程度的透明传输提供了补充建议,而对于GE、 40GE、100GE以太网、专网业务光纤通道(FC)和接入网业务吉比特无源光网络(GPON)等,其到OTN帧中标准化的映射方式目前正在讨论之中。


2.大颗粒的带宽复用、交叉和配置


OTN定义的电层带宽颗粒为光通路数据单元(O-DUk,k=0,1,2,3),即ODUO(GE,1000M/S)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,能够显著提升高带宽数据客户业务的适配能力和传送效率。


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光通路(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。为跨运营商传输提供了合适的管理手段。


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SDHVC- 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,但共享环网技术尚未标准化。


区别联系


应该说OTN与PTN是完全不同的两种技术,从技术上来说应该说没有联系。

OTN是光传送网,是从传统的波分技术演进而来,主要加入了智能光交换功能,可以通过数据配置实现光交叉而不用人为跳纤。大大提升了波分设备的可维护性和组网的灵活性。同时,新的OTN网络也在逐渐向更大带宽,更大颗粒,更强的保护演进。

PTN是包传送网,是传送网与数据网融合的产物。主要协议是TMPLS,较网络设备少IP层而多了开销报文。可实现环状组网和保护。是电信级的数据网络(传统的数据网是无法达到电信级要求的)。PTN的传送带宽较OTN要小。一般PTN最大群路带宽为10G,OTN单波10G,群路可达400G-1600G,最新的技术可达单波40G。是传送网的骨干。


OTN和SDH、WDM


OTN以WDM技术为基础,在超大传输容量的基础上引入了SDH强大的操作、维护、管理与指配(OAM)能力,同时弥补SDH在面向传送层时的功能缺乏和维护管理开销的不足。OTN使用内嵌标准FEC,丰富的维护管理开销,适用于大颗粒业务接入FEC纠错编码,提高了误码性能,增加了光传输的跨距。


应用场景


基于OTN的智能光网络将为大颗粒宽带业务的传送提供非常理想的解决方案。传送网主要由省际干线传送网、省内干线传送网、城域(本地)传送网构成,而城域(本地)传送网可进一步分为核心层、汇聚层和接入层。相对SDH而 言,OTN技术的最大优势就是提供大颗粒带宽的调度与传送,因此,在不同的网络层面是否采用OTN技术,取决于主要调度业务带宽颗粒的大小。按照网络现状,省际干线传送网、省内干线传送网以及城域(本地)传送网的核心层调度的主要颗粒一般在Gb/s及以上,因此,这些层面均可优先采用优势和扩展性更好的OTN技术来构建。对于城域(本地)传送网的汇聚与接入层面,当主要调度颗粒达到Gb/s量级,亦可优先采用OTN技术构建。



1.国家干线光传送网


随着网络及业务的IP化、新业务的开展及宽带用户的迅猛增加,国家干线上的IP流量剧增,带宽需求逐年成倍增长。波分国家干线承载着 PSTN/2G长途业务、NGN/3G长途业务、Internet国家干线业务等。由于承载业务量巨大,波分国家干线对承载业务的保护需求十分迫切。


采用OTN技术后,国家干线IP over OTN的承载模式可实现SNCP保护、类似SDH的环网保护、MESH网保护等多种网络保护方式,其保护能力与SDH相当,而且,设备复杂度及成本也大大降低。


2.省内/区域干线光传送网


省内/区域内的骨干路由器承载着各长途局间的业务(NGN/3G/IPTV/大客户专线等)。通过建设省内/区域干线OTN光传送网,可实现 GE/10GE、2.5G/10GPOS大颗粒业务的安全、可靠传送; 可组环网、复杂环网、MESH网; 网络可按需扩展; 可实现波长/子波长业务交叉调度与疏导,提供波长/子波长大客户专线业务; 还可实现对其它业务如STM-1/4/16/64SDH、ATM、FE、DVB、HDTV、ANY等的传送。


3.城域/本地光传送网


在城域网核心层,OTN光传送网可实现城域汇聚路由器、本地网C4(区/县中心)汇聚路由器与城域核心路由器之间大颗粒宽带业务的传送。路由器上行接口主要为GE/10GE,也可能为2.5G/10GPOS。城域核心层的OTN光传送网除可实现GE/10GE、2.5G/10G/40GPOS 等大颗粒电信业务传送外,还可接入其他宽带业务,如STM-0/1/4/16/64SDH、ATM、FE、ESCON、FICON、FC、DVB、 HDTV、ANY等; 对于以太业务可实现二层汇聚,提高以太通道的带宽利用率; 可实现波长/各种子波长业务的疏导,实现波长/子波长专线业务接入; 可实现 带宽点播、光虚拟专网等,从而可实现带宽运营。从组网上看,还可重整复杂的城域传输网的网络结构,使传输网络的层次更加清晰。


4、专有网络的建设


随着企业网应用需求的增加,大型企业、政府部门等,也有了大颗粒的电路调度需求,而专网相对于运营商网络光纤资源十分贫乏,OTN的引入除了增加了大颗粒电路的调度灵活性,也节约了大量的光纤资源。
在城域网接入层,随着宽带接入设备的下移,ADSL2+/VDSL2等DSLAM接入设备将广泛应用,并采用GE上行; 随着集团GE专线用户不断增多,GE接口数量也将大量增加。ADSL2+设备离用户的距离为500~1000米,VDSL2设备离用户的距离以500米以内为宜。大量GE业务需传送到端局的BAS及SR上,采用OTN或OTN+OCDMA-PON相结合的传输方式是一种较好的选择,将大大节省因光纤直连而带来的光纤资源的快速消耗,同时可利用OTN实现对业务的保护,并增强城域网接入层带宽资源的可管理性及可运营能力。


发展趋势


OTN对于应用来说是新技术,但其自身的发展已有多年的历史,已趋于成熟。ITU-T从1998年就启动了OTN系列标准的制订,到2003年主要标准已基本完善,如OTN逻辑接口G.709、OTN物理接口 G.959.1、设备标准G.798、抖动标准G.8251、保护倒换标准G.873.1等。另外,针对基于OTN的控制平面和管理平面,ITU-T也完成了相应主要规范的制定。
除了在标准上日臻完善之外,近几年OTN技术在设备和测试仪表等方面也进展迅速。主流传送设备商一般都支持一种或多种类型的OTN设备。另外,主流的传送仪表商一般都可提供支持OTN功能的仪表。
随着业务高速发展的强力驱动和OTN技术及实现的日益成熟,OTN技术已局部应用于试验或商用网络。在美国和欧洲,比较大的网络运营商如Verizon、德国电信等都已经建立了G.709 OTN网络,作为新一代的传送平台。预计在未来几年内,OTN将迎来大规模的发展。 国外运营商对于传送网络的OTN接口的支持能力一般已提出明显需求,而实际的网络应用当中则以ROADM设备形态为主,这主要与网络管理维护成本和组网规模等因素密切相关。国内运营商对于OTN技术的发展和应用也颇为关注,从2007年开始,中国电信、原中国网通和中国移动集团等都已经开展了OTN技术的应用研究与测试验证,而且部分省内网络也局部部署了基于OTN技术的传送试验网络,组网节点有基于电层交叉的OTN设备,也有基于ROADM的OTN设备。由于ROADM相对于当前的维护体系来说维护成本较高,所以ROADM仅仅在部分运营商进行了小范围实验使用,而基于电层交叉的OTN设备已经大规模商用于中国移动、电信、联通、广电等各大运营商,以及南方电力、中国石化等大型专网。


作为传送网技术发展的最佳选择,可以预计,在不久的将来,OTN技术将会得到更广泛应用,成为运营商营造优异的网络平台、拓展业务市场的首选技术。






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