ＯＴＮ技術(shù)特點(diǎn)及應(yīng)用

張　鐵　翟長(zhǎng)友

[摘要]主要探討OTN（光傳送網(wǎng)，OpticalTransportNetwork）這一新興光傳輸技術(shù)的基本特點(diǎn)及技術(shù)優(yōu)勢(shì)，并初步探討該技術(shù)在今后的通信傳輸網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中的應(yīng)用前景。

[關(guān)鍵詞]SDH WDM OTN ITU LAN ASON

中圖分類號(hào)：TN91 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2009）0110100-01

一、概述

隨著電信網(wǎng)向分組化和寬帶化發(fā)展，All-IP已經(jīng)成為業(yè)務(wù)網(wǎng)演進(jìn)的趨勢(shì)。根據(jù)預(yù)測(cè)，在未來5年內(nèi)，帶寬將以每年50％以上的速度增長(zhǎng)，2010年，骨干網(wǎng)截面帶寬流量將達(dá)到50T以上，其中97%以上為數(shù)據(jù)流量。

帶寬流量的飛速增長(zhǎng)以及業(yè)務(wù)的All-IP趨勢(shì)驅(qū)動(dòng)光傳送網(wǎng)進(jìn)入轉(zhuǎn)折期。作為基礎(chǔ)承載網(wǎng)的光傳送網(wǎng)，如何順應(yīng)All-IP的發(fā)展趨勢(shì)，高效承載IP業(yè)務(wù)，同時(shí)降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和運(yùn)維成本，成為運(yùn)營(yíng)商在傳送網(wǎng)建設(shè)中最關(guān)注的問題。一個(gè)高質(zhì)量、配置靈活、具有高生存性的傳送網(wǎng)已經(jīng)成為運(yùn)營(yíng)商的迫切需求。

隨著IP承載網(wǎng)所需的電路帶寬和顆粒度的不斷增大，以VC調(diào)度為基礎(chǔ)的SDH網(wǎng)絡(luò)首先在擴(kuò)展性和效率方面呈現(xiàn)出了明顯不足，在光層上直接承載IP的扁平化架構(gòu)已經(jīng)成為大勢(shì)所趨。IP over WDM組網(wǎng)架構(gòu)對(duì)光層設(shè)備提出了新的需求，原本由SDH網(wǎng)絡(luò)完成的組網(wǎng)、端到端電路監(jiān)控管理和保護(hù)功能將逐漸由WDM層面承擔(dān)。此外，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展的不確定性要求光層網(wǎng)絡(luò)具備更多的智能性，以便在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼皹I(yè)務(wù)分布發(fā)生變化時(shí)能夠快速響應(yīng)，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的靈活調(diào)度。

二、OTN技術(shù)的特點(diǎn)

OTN，通常也稱為OTH（Optical Transport Hierarchy），是以波分復(fù)用技術(shù)為基礎(chǔ)、在光層組織網(wǎng)絡(luò)的傳送網(wǎng)，是下一代的骨干傳送網(wǎng)。由于在網(wǎng)絡(luò)上傳送的IP業(yè)務(wù)和其他基于包傳送數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的爆炸式增長(zhǎng)，對(duì)傳輸容量的要求在不斷迅猛增加，密集波分復(fù)用（DWDM）技術(shù)和光放大器（OA）技術(shù)的成熟和應(yīng)用使傳送網(wǎng)正在向以光聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)的光傳送網(wǎng)發(fā)展?；贠TN的傳送網(wǎng)的出現(xiàn)將使人們期望的智能光網(wǎng)絡(luò)逐步變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，為網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)者和客戶提供安全可靠、價(jià)格有效、客戶無關(guān)、可管理、可操作、高效的新一代光傳送平臺(tái)。作為G.872、G.709、G.798等一系列ITU-T的建議所規(guī)范的新一代光傳送體系。OTN綜合了SDH的優(yōu)點(diǎn)和DWDM的帶寬可擴(kuò)展性，集傳送和交換能力于一體，是承載寬帶IP業(yè)務(wù)的理想平臺(tái)，代表了下一代傳送網(wǎng)的發(fā)展方向。

從電域看，OTN保留了許多SDH的優(yōu)點(diǎn)，如多業(yè)務(wù)適配、分級(jí)復(fù)用和疏導(dǎo)、管理監(jiān)視、故障定位、保護(hù)倒換等。同時(shí)OTN擴(kuò)展了新的能力和領(lǐng)域，例如提供大顆粒的2.5G、10G、40G業(yè)務(wù)的透明傳送，支持帶外FEC，支持對(duì)多層、多域網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行級(jí)聯(lián)監(jiān)視等。

從光域看，OTN將光域劃分成Och（光信道層）、OMS（光復(fù)用段層）、OTS（光傳送段層）三個(gè)子層，允許在波長(zhǎng)層面管理網(wǎng)絡(luò)并支持光層提供的OAM（運(yùn)行、管理、維護(hù)）功能。為了管理跨多層的光網(wǎng)絡(luò)，OTN提供了帶內(nèi)和帶外兩層控制管理開銷。

三、OTN技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

OTN的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（一）從靜態(tài)的點(diǎn)到點(diǎn)WDM演進(jìn)成動(dòng)態(tài)的光調(diào)度設(shè)備

SDH之所以能被廣泛應(yīng)用，主要在于它具備大顆粒業(yè)務(wù)交換能力（如E1或VC4），具有比電話交換機(jī)更經(jīng)濟(jì)、更易管理的大管道端到端提供能力，大大減少了交換機(jī)端口的需求，降低了全網(wǎng)建設(shè)成本。如果WDM具備類似SDH的波長(zhǎng)/子波長(zhǎng)調(diào)度能力，并組建一張端到端的WDM承載網(wǎng)絡(luò)，就可以實(shí)現(xiàn)GE、10GE、40G等大顆粒業(yè)務(wù)端到端快速提供，加快業(yè)務(wù)開通時(shí)間，減少對(duì)路由器端口的需求。

OTN能提供基于電層的子波長(zhǎng)交叉調(diào)度和基于光層的波長(zhǎng)交叉調(diào)度，提供強(qiáng)大的業(yè)務(wù)疏導(dǎo)調(diào)度能力。在電層上，OTN交換技術(shù)以2.5G或10G為顆粒，在電層上完成子波長(zhǎng)業(yè)務(wù)調(diào)度。采用OTN交換技術(shù)的新一代WDM只在傳統(tǒng)WDM上增加一個(gè)交換單元，增加的成本極少。在光層上，以ROADM實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)業(yè)務(wù)的調(diào)度，ROADM技術(shù)的出現(xiàn)使得WDM能以非常低廉的成本（無OEO轉(zhuǎn)換）完成超大容量的光波長(zhǎng)交換。

基于子波長(zhǎng)和波長(zhǎng)的多層面調(diào)度，將使WDM網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)更加精細(xì)的帶寬管理，提高調(diào)度效率及網(wǎng)絡(luò)帶寬利用率，滿足客戶不同容量的帶寬需求，增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)帶寬運(yùn)營(yíng)能力。

（二）提供快速、可靠的大顆粒業(yè)務(wù)保護(hù)能力

電信級(jí)業(yè)務(wù)需要達(dá)到50ms的保護(hù)倒換時(shí)間。在IP+WDM網(wǎng)絡(luò)中，路由器邏輯路由一般呈Full Mesh狀分布，而光纖物理路徑則一般呈環(huán)或簡(jiǎn)單的Mesh狀，一條物理路徑中斷可能引起大量IP邏輯路由中斷，導(dǎo)致路由器FRR保護(hù)恢復(fù)時(shí)間變長(zhǎng)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過50ms。傳統(tǒng)電信級(jí)IP網(wǎng)中引入SDH層面，一個(gè)重要原因就是為了提供50ms的保護(hù)恢復(fù)時(shí)間。

基于OTN交換的WDM設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)或子波長(zhǎng)的快速保護(hù)，如1+1、1:1、1:N、Mesh保護(hù)，滿足50ms的保護(hù)倒換時(shí)間。

（三）多業(yè)務(wù)透明傳送、高效的業(yè)務(wù)復(fù)用封裝

路由器利用POS端口的SDH開銷（Overhead）字節(jié)，快速準(zhǔn)確地檢測(cè)線路傳輸質(zhì)量，故障后可以快速啟動(dòng)保護(hù)倒換。然而，一個(gè)POS端口成本是LAN端口的2倍以上，路由器直接出LAN端口可以大大降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本。通過提供G.709的OTN接口，WDM傳送LAN信號(hào)時(shí)疊加類似SDH的開銷字節(jié)，代替了路由器POS端口的開銷字節(jié)功能，消除了路由器提供POS端口的必要性。此外，OTN提供了任意業(yè)務(wù)的疏導(dǎo)功能，使IP網(wǎng)絡(luò)配置更靈活，業(yè)務(wù)傳送更可靠。OTN能接IP、SAN、視頻、SDH等業(yè)務(wù)，并可實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的透明傳送。

（四）良好的運(yùn)維管理能力

OTN定義了豐富的開銷字節(jié)，使WDM具備同SDH一樣的運(yùn)維管理能力。其中多層嵌套的串聯(lián)連接監(jiān)視（TCM）功能，可以實(shí)現(xiàn)嵌套、級(jí)聯(lián)等復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控。

（五）支持控制平面的加載

OTN支持GMPLS控制平面的加載，從而構(gòu)成基于OTN的ASON網(wǎng)絡(luò)。基于SDH的ASON網(wǎng)絡(luò)與基于OTN的ASON網(wǎng)絡(luò)采用同一

控制平面，可實(shí)現(xiàn)端到端、多層次的智能光網(wǎng)絡(luò)。

四、OTN技術(shù)的應(yīng)用

傳統(tǒng)SDH傳輸網(wǎng)業(yè)務(wù)調(diào)度顆粒小，傳送容量有限，對(duì)于大顆粒寬帶業(yè)務(wù)的傳送需求顯得力不從心。傳統(tǒng)WDM只解決了傳輸容量，沒有解決節(jié)點(diǎn)業(yè)務(wù)調(diào)度的問題；同時(shí)，作為點(diǎn)到點(diǎn)擴(kuò)展容量和距離的工具，WDM組網(wǎng)及業(yè)務(wù)的保護(hù)功能較弱，無法滿足大顆粒寬帶業(yè)務(wù)高效、可靠、靈活、動(dòng)態(tài)的傳送需要。OTN以多波長(zhǎng)傳送（單波長(zhǎng)傳送為其特例）、大顆粒調(diào)度為基礎(chǔ)，綜合了SDH的優(yōu)點(diǎn)及WDM的優(yōu)點(diǎn)，可在光層及電層實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)及子波長(zhǎng)業(yè)務(wù)的交叉調(diào)

度，并實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的接入、封裝、映射、復(fù)用、級(jí)聯(lián)、保護(hù)/恢復(fù)、管理及維護(hù)，形成一個(gè)以大顆粒寬帶業(yè)務(wù)傳送為特征的大容量傳送網(wǎng)絡(luò)。目前基于OTN的智能光網(wǎng)絡(luò)將為大顆粒寬帶業(yè)務(wù)的傳送提供非常理想的解決方案，它主要有在國(guó)家干線光傳送網(wǎng)、省內(nèi)/區(qū)域干線光傳送網(wǎng)、城域/本地光傳送網(wǎng)等應(yīng)用領(lǐng)域。

（一）國(guó)家干線光傳送網(wǎng)

隨著網(wǎng)絡(luò)及業(yè)務(wù)的IP化、新業(yè)務(wù)的開展及寬帶用戶的迅猛增加，國(guó)家干線上的IP流量劇增，帶寬需求逐年成倍增長(zhǎng)。波分國(guó)家干線承載著PSTN/2G長(zhǎng)途業(yè)務(wù)、NGN/3G長(zhǎng)途業(yè)務(wù)、Internet國(guó)家干線業(yè)務(wù)等。由于承載業(yè)務(wù)量巨大，波分國(guó)家干線對(duì)承載業(yè)務(wù)的保護(hù)需求十分迫切。

采用哦哦OTN后，國(guó)家干線IPoverOTN的承載模式可實(shí)現(xiàn)SNCP保護(hù)、類似SDH的環(huán)網(wǎng)保護(hù)、MESH網(wǎng)保護(hù)等多種網(wǎng)絡(luò)保護(hù)方式，其保護(hù)能力與SDH相當(dāng)，而且，設(shè)備復(fù)雜度及成本也大大降低。

（二）省內(nèi)/區(qū)域干線光傳送網(wǎng)

省內(nèi)/區(qū)域內(nèi)的骨干路由器承載著各長(zhǎng)途局間的業(yè)務(wù)（NGN/3G/IPTV/大客戶專線等）。通過建設(shè)省內(nèi)/區(qū)域干線OTN光傳送網(wǎng)，可實(shí)現(xiàn)GE/10GE、2.5G/10GPOS大顆粒業(yè)務(wù)的安全、可靠傳送；可組環(huán)網(wǎng)、復(fù)雜環(huán)網(wǎng)、MESH網(wǎng)；網(wǎng)絡(luò)可按需擴(kuò)展；可實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)/子波長(zhǎng)業(yè)務(wù)交叉調(diào)度與疏導(dǎo)，提供波長(zhǎng)/子波長(zhǎng)大客戶專線業(yè)務(wù)；還可實(shí)現(xiàn)對(duì)其它業(yè)務(wù)如STM-0/1/4/16/64SDH、ATM、FE、DVB、HDTV、ANY等的傳送。

（三）城域/本地光傳送網(wǎng)

在城域網(wǎng)核心層，OTN光傳送網(wǎng)可實(shí)現(xiàn)城域匯聚路由器、本地網(wǎng)C4（區(qū)/縣中心）匯聚路由器與城域核心路由器之間大顆粒寬帶業(yè)務(wù)的傳送。路由器上行接口主要為GE/10GE，也可能為2.5G/10GPOS。城域核心層的OTN光傳送網(wǎng)除可實(shí)現(xiàn)GE/10GE、2.5G/10G/40GPOS等大顆粒電信業(yè)務(wù)傳送外，還可接入其他寬帶業(yè)務(wù)，如STM-0/1/4/16/64SDH、ATM、FE、ESCON、FICON、FC、DVB、HDTV、ANY等；對(duì)于以太業(yè)務(wù)可實(shí)現(xiàn)二層匯聚，提高以太通道的帶寬利用率；可實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)/各種子波長(zhǎng)業(yè)務(wù)的疏導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)/子波長(zhǎng)專線業(yè)務(wù)接入；可實(shí)現(xiàn)帶寬點(diǎn)播、光虛擬專網(wǎng)等，從而可實(shí)現(xiàn)帶寬運(yùn)營(yíng)。從組網(wǎng)上看，還可重整復(fù)雜的城域傳輸網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使傳輸網(wǎng)絡(luò)的層次更加清晰。

在城域網(wǎng)接入層，隨著寬帶接入設(shè)備的下移，ADSL2+/VDSL2等DSLAM接入設(shè)備將廣泛應(yīng)用，并采用GE上行；隨著集團(tuán)GE專線用戶不斷增多，GE接口數(shù)量也將大量增加。ADSL2+設(shè)備離用戶的距離為500～1000米，VDSL2設(shè)備離用戶的距離以500米以內(nèi)為宜。大量GE業(yè)務(wù)需傳送到端局的BAS及SR上，采用OTN或OTN+OCDMA-PON相結(jié)合的傳輸方式是一種較好的選擇，它將大大節(jié)省因光纖直連而帶來的光纖資源的快速消耗，同時(shí)可利用OTN實(shí)現(xiàn)對(duì)業(yè)務(wù)的保護(hù)，并增強(qiáng)城域網(wǎng)接入層帶寬資源的可管理性及可運(yùn)營(yíng)能力。

五、結(jié)束語(yǔ)

業(yè)務(wù)的All-IP化已經(jīng)成為不可阻擋的趨勢(shì)，網(wǎng)絡(luò)帶寬也隨之越來越高。ROADM/OTN交換技術(shù)的出現(xiàn)，使得新一代WDM能夠組建端到端大顆粒業(yè)務(wù)承載網(wǎng)絡(luò)，有效降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的總成本。

中興通訊的WDM設(shè)備已全面升級(jí)到OTN設(shè)備，其IP over WDM解決方案基于OTN功能，提供子波長(zhǎng)/波長(zhǎng)的靈活調(diào)度，提供高效可靠的保護(hù)，是大顆粒寬帶業(yè)務(wù)承載模式的最佳選擇，減少了承載網(wǎng)的中間層次，降低了網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜度，使承載網(wǎng)更加簡(jiǎn)潔、高效；大大降低了網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)維復(fù)雜度，降低了維護(hù)成本；同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)升級(jí)擴(kuò)容更方便，可大幅降低網(wǎng)絡(luò)的升級(jí)擴(kuò)容成本。

參考文獻(xiàn)：

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