OTN技術(shù)特點(diǎn)及應(yīng)用研究

【摘要】光傳網(wǎng)送（OTN）是下一代傳送網(wǎng)發(fā)展的主要方向。本文首先介紹了OTN的基本概念及技術(shù)原理，然后詳細(xì)說明了OTN技術(shù)的特點(diǎn)，最后分析了現(xiàn)階段OTN技術(shù)的應(yīng)用情況，并對其未來的發(fā)展趨勢進(jìn)行了探討。

【關(guān)鍵詞】OTN技術(shù)原理

在全業(yè)務(wù)運(yùn)營時(shí)代，國內(nèi)電信運(yùn)營商都將轉(zhuǎn)型為ICT綜合服務(wù)的提供商，電信運(yùn)營商之間的競爭由單業(yè)務(wù)的競爭轉(zhuǎn)變?yōu)槿珮I(yè)務(wù)的競爭。業(yè)務(wù)的豐富性和全面性對寬帶提出了更高的要求，即反映了對傳送網(wǎng)性能的要求。光傳送網(wǎng)（OTN）技術(shù)憑借其強(qiáng)大的性能很好地滿足了各類新型業(yè)務(wù)的需求，其逐漸由幕后走向臺(tái)前，成為下一代的骨干傳送網(wǎng)。

一、OTN的基本介紹

1.1概念

光傳送網(wǎng)（OTN）是以波分復(fù)用為基礎(chǔ)，并在光層組織網(wǎng)絡(luò)的傳送網(wǎng)，它是未來傳送網(wǎng)發(fā)展的主要方向。OTN是通過G.709、G.798、G.872等ITU-T的建議而規(guī)范的新一代“光傳送體系”和“數(shù)字傳送體系”，著力解決傳統(tǒng)WDM網(wǎng)絡(luò)無波長或子波長業(yè)務(wù)保護(hù)能力和組網(wǎng)能力弱、調(diào)動(dòng)能力差等一系列問題。OTN借鑒了SDH開銷的思想，加入了豐富的開銷，使OTN具有OAMP能力。

1.2技術(shù)原理

光傳送網(wǎng)是由光交叉連接、光放大和光分插復(fù)用等設(shè)備組成，具有承載信號(hào)透明、容量大和在光層面上實(shí)現(xiàn)路由和包含的功能。其結(jié)夠由下自上分為三層，即光傳輸段層（OTS）、光復(fù)用段層（OMS）和光信道層（OCH）。

光傳輸層能夠使光的信號(hào)在不同類型介質(zhì)上進(jìn)行傳輸，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對光再生中繼器和光放大器的控制和檢測。光復(fù)用段層主要用于保證相鄰的DWDM設(shè)備間的信號(hào)能夠完整的傳輸，并為波長復(fù)用信號(hào)提供網(wǎng)絡(luò)功能，主要有：光復(fù)用段的檢測、管理，重新配置光復(fù)用段，進(jìn)行光復(fù)用段的開銷處理以保證DWMW光復(fù)用段信息的完整性等。光信道層的功能有：為網(wǎng)絡(luò)選擇安排光信道的連接，對光信道層進(jìn)行檢測和管理，為電復(fù)用層的不同類型的客戶信息分配波長和選擇路由，處理光信道層的開銷。此外，光信道層還支持端與端之間光信道連接。

二、OTN技術(shù)特點(diǎn)

2.1完善的標(biāo)準(zhǔn)

OTN技術(shù)經(jīng)過了近十年的發(fā)展，已經(jīng)形成了較為成熟的標(biāo)準(zhǔn)體系及主要關(guān)鍵技術(shù)。正是由于這種統(tǒng)一和完善的標(biāo)準(zhǔn)體系，使廠家能夠?qū)崿F(xiàn)在OTN層面的相互溝通。

2.2多種客戶信號(hào)封裝和透明傳輸

POS是利用SDH來傳輸IP業(yè)務(wù)。路由器通過POS的 SDH開銷字節(jié)能夠快速地檢測出路線的傳輸質(zhì)量，保證線路出現(xiàn)故障后能快速地啟動(dòng)保護(hù)倒換。但是POS端口比特成本較高，無法滿足運(yùn)營商的需求。OTN設(shè)備在接入路由器所產(chǎn)生的LAN信號(hào)時(shí)會(huì)疊加與SDH相似的開銷字節(jié)，這樣一來便可代替POS開銷字節(jié)的功能，消除了對POS的依賴性。而路由器直接出LAN端口大大降低了成本，提高了業(yè)務(wù)效益。

基于ITU-TG.709的光傳送網(wǎng)幀結(jié)構(gòu)能夠支持多種客戶信號(hào)的透明傳送，能將所有的客戶業(yè)務(wù)適配到數(shù)字包封結(jié)構(gòu)當(dāng)中，如SDH、以太網(wǎng)和ATM等。目前對于SDH業(yè)務(wù)和ATM業(yè)務(wù)可以提供透明傳輸和標(biāo)準(zhǔn)封裝，但是對于具有不同速率的以太網(wǎng)的支持則有所差異。ITU-TG.sup43為10GE業(yè)務(wù)不同程度的透明傳輸提供了相應(yīng)的補(bǔ)充建議，而40GE和100GE以太網(wǎng)、接入網(wǎng)業(yè)務(wù)吉比特?zé)o源光網(wǎng)絡(luò)（GPON）、專網(wǎng)業(yè)務(wù)光纖通道（FC）等在OTN幀中標(biāo)準(zhǔn)化的映射方式則仍處在討論和研究當(dāng)中。

2.3大顆粒業(yè)務(wù)的可靠保護(hù)

目前光傳送網(wǎng)所定義的電層帶寬顆粒為光通路數(shù)據(jù)單元，光層的帶寬顆粒即為波長。與SDH的調(diào)度顆粒相比較，OTN復(fù)用、配置和交叉顆粒明顯要大的多，因而可以顯著地提升高帶寬數(shù)據(jù)客戶業(yè)務(wù)的傳送效率和適配能力。除了傳統(tǒng)的WDM設(shè)備支持1+1光通道保護(hù)（<50ms）、波長環(huán)路共享保護(hù)（50～150ms）以及1+1光線路保護(hù)（<50ms）外，基于OTN的WDM設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)子波長環(huán)網(wǎng)共享保護(hù)、Mesh恢復(fù)等，具有靈活、可靠和豐富的特點(diǎn)。

2.4良好的運(yùn)用維護(hù)能力

光傳送網(wǎng)具有跟SDH相似的開銷管理能力，OTN光信道層（OCH）的幀結(jié)構(gòu)極大的提高了該層的數(shù)字監(jiān)視能力。此外，OTN還具有6層嵌套串聯(lián)連接監(jiān)視功能，這樣一來，我們便能夠在OTN組網(wǎng)時(shí)同時(shí)監(jiān)視端到端和多個(gè)分段的性能，提供了跨運(yùn)營商傳輸?shù)牧己霉芾矸椒ā?/p>

2.5支持控制平面的加載

OTN實(shí)現(xiàn)GMPLS控制平面的加載，進(jìn)而形成基于OTN的ASON網(wǎng)絡(luò)?；贠TN的ASON網(wǎng)絡(luò)和基于SDH的ASON網(wǎng)絡(luò)使用的是相同的控制平面，能夠?qū)崿F(xiàn)多層次、端到端的智能光網(wǎng)絡(luò)?？刂破矫娴募虞d是使光傳送技術(shù)朝著智能化方向發(fā)展的最佳手段。

三、OTN技術(shù)的應(yīng)用分析

由于目前對大顆粒業(yè)務(wù)的傳送和調(diào)度的需求逐漸增加，OTN的應(yīng)用日益成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。在實(shí)際的應(yīng)用中，業(yè)界對于如何選擇和應(yīng)用ONT技術(shù)，何時(shí)、以何種方式引入OTN仍然存在著許多的爭議。為此，本文著重從OTN的應(yīng)用層面、應(yīng)用功能、設(shè)備類型、應(yīng)用時(shí)機(jī)選擇等方面進(jìn)行詳細(xì)的探討。

3.1OTN技術(shù)的應(yīng)用層面

目前傳送網(wǎng)主要包括城域網(wǎng)和干線網(wǎng)，城域網(wǎng)可以進(jìn)一步分為核心網(wǎng)、接入層和匯聚層，干線網(wǎng)包括省內(nèi)干線傳送網(wǎng)和省際干線傳送網(wǎng)。OTN技術(shù)相對于SDH技術(shù)而言，最大的優(yōu)點(diǎn)在于它能夠提供大顆粒寬帶的傳送和調(diào)度。所以在不同層面是否需要采用OTN技術(shù)主要取決于調(diào)度業(yè)務(wù)寬帶顆粒的大小程度。

對于城域網(wǎng)來說，由于接入層和匯聚層業(yè)務(wù)寬帶顆粒較小，而OTN技術(shù)無法標(biāo)準(zhǔn)化尚未達(dá)到Gb/s量級的寬帶顆粒，因而OTN技術(shù)應(yīng)用在城域網(wǎng)匯聚層和接入層的優(yōu)勢并不明顯。對于城域網(wǎng)的核心層和干線網(wǎng)來說，由于客戶業(yè)務(wù)的寬帶顆粒大，客戶業(yè)務(wù)的主要特點(diǎn)是分布型，因而基于波長調(diào)度的優(yōu)勢較為明顯，OTN能夠更好地發(fā)揮自身的技術(shù)優(yōu)勢。因而考慮到目前傳送業(yè)務(wù)顆粒的分布特征和傳送網(wǎng)絡(luò)分層關(guān)系，OTN技術(shù)的應(yīng)用主要側(cè)重于城域網(wǎng)的核心層與干線網(wǎng)。

3.2OTN技術(shù)的應(yīng)用功能

OTN技術(shù)的應(yīng)用功能主要有OTN接口、波長交叉和ODUK（數(shù)字包封技術(shù)）。應(yīng)當(dāng)根據(jù)不同網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層面的業(yè)務(wù)特征選擇不同的應(yīng)用功能。在省內(nèi)干線傳送網(wǎng)層面，由于調(diào)度需求和網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較大，節(jié)點(diǎn)調(diào)度和處理的要求較高，一般選擇OTN接口功能或者波長交叉功能。在省際干線傳送網(wǎng)層面，由于節(jié)點(diǎn)調(diào)度和處理的要求較高，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較大，但是調(diào)度的需求較小，所以一般選擇OTN接口功能，特殊情況下可選擇局部波長交叉功能。在城域網(wǎng)核心層層面，由于節(jié)點(diǎn)調(diào)度和處理的要求一般，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模相對較小，但是調(diào)度的需求較大，因而一般選擇波長交叉和ODUK或者ODUK和波長混合交叉。

3.3設(shè)備類型

目前基于電交叉和基于光交叉或者基于光電混合交叉的OTN設(shè)備已經(jīng)較為成熟。OTN設(shè)備是OTN技術(shù)的基本特征，既能夠提供強(qiáng)大的維護(hù)管理功能，又能夠支持多種類型的組網(wǎng)方式?；陔娊徊娴腛TN設(shè)備實(shí)現(xiàn)波長與子波長顆粒的調(diào)度，但缺點(diǎn)在于它的調(diào)度容量有限，這限制了它在節(jié)點(diǎn)容量大的組網(wǎng)中的應(yīng)用?；诠饨徊娴腛TN設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)在于它能夠?qū)崿F(xiàn)在提高組網(wǎng)靈活性的同時(shí)降低光電轉(zhuǎn)換成本，其缺點(diǎn)在于物理參數(shù)和組網(wǎng)半徑等因素限制了其在傳輸路線復(fù)雜的環(huán)境下及大范圍內(nèi)的應(yīng)用?；诠怆娀旌辖徊娴腛TN設(shè)備在一定程度上能夠解決上述的問題，但是在實(shí)際應(yīng)用中該類型設(shè)備也并不是萬能的。當(dāng)僅僅需要固定提供大容量的傳送寬帶時(shí)，最佳的選擇依然是基于點(diǎn)到點(diǎn)的OTN設(shè)備。在實(shí)際的應(yīng)用中應(yīng)當(dāng)選擇何種設(shè)備，需要綜合考慮業(yè)務(wù)傳送的需求、應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)層面及組網(wǎng)成本等各方面因素。

3.4OTN技術(shù)的應(yīng)用時(shí)機(jī)

從OTN設(shè)備的實(shí)現(xiàn)程度、OTN技術(shù)的完善程度和傳送網(wǎng)業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)等各方面來看，OTN技術(shù)已具備應(yīng)用的條件。首先，從OTN設(shè)備的實(shí)現(xiàn)程度看，OTN設(shè)備基本已經(jīng)能夠支持OTN技術(shù)的主要特征，如大顆粒寬帶的傳送和調(diào)度、OTN的組網(wǎng)與保護(hù)、OTN幀結(jié)構(gòu)的開銷實(shí)現(xiàn)和透明傳輸?shù)?，并能對這些特征實(shí)行有效的管理。其次，從OTN技術(shù)的完善程度角度看，其主要的關(guān)鍵技術(shù)及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)趨于成熟，廠商在OTN層面能夠進(jìn)行有效的溝通和交流，只有一些很小的細(xì)節(jié)還需要解決。最后，從傳送網(wǎng)業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)來看，基于VC-12/VC-4的寬帶顆粒的調(diào)度和適配方式無法滿足傳送網(wǎng)業(yè)務(wù)對大顆粒寬帶的調(diào)度和傳送。因此現(xiàn)階段應(yīng)當(dāng)考慮逐步引入OTN技術(shù)，以提高傳送網(wǎng)的傳送效率和能力，滿足客戶日益增長的要求。

四、OTN技術(shù)的未來發(fā)展趨勢

盡管對于應(yīng)用來說OTN還是新技術(shù)，但是其自身的發(fā)展已經(jīng)趨于成熟。除了其標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)較為完善外，近年OTN技術(shù)在測試儀表和設(shè)備等各方面也取得了較快的發(fā)展。隨著業(yè)務(wù)飛速發(fā)展的強(qiáng)大驅(qū)動(dòng)作用以及OTN技術(shù)的日益完善，目前OTN技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于商用或試驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)。美國和歐洲較大的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營公司如德國電信、Version等已經(jīng)建立G.709 OTN網(wǎng)絡(luò)作為新一代的網(wǎng)絡(luò)傳送平臺(tái)。

在國內(nèi)，一些運(yùn)營商已經(jīng)對OTN技術(shù)的應(yīng)用予以關(guān)注。從2007年去，中國移動(dòng)、中國電信等公司開展了OTN技術(shù)的測試驗(yàn)證，并且在一部分的省內(nèi)網(wǎng)絡(luò)部署了基于OTN技術(shù)的傳送網(wǎng)絡(luò)，組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)有的是基于ROADM的OTN設(shè)備，有的則是基于電層交叉的OTN設(shè)備。在國外，運(yùn)營商對于OTN接口的支持能力已提出了明顯的需求，但是在實(shí)際的應(yīng)用中要以ROADM設(shè)備為主，這主要是考慮到組網(wǎng)規(guī)模和網(wǎng)絡(luò)管理維護(hù)成本等方面的因素。作為傳送網(wǎng)技術(shù)的最佳選擇，可以預(yù)計(jì)在未來的一段時(shí)間內(nèi)，OTN技術(shù)必將得到快速的發(fā)展。

五、結(jié)束語

隨著OTN技術(shù)的日益成熟，它有效地解決了大顆粒業(yè)務(wù)傳送的需求以及現(xiàn)存?zhèn)魉途W(wǎng)模式之間的矛盾，使新一代傳送網(wǎng)絡(luò)有能力組建安全和靈活的端到端大顆粒業(yè)務(wù)承載網(wǎng)絡(luò)，并有效降低建設(shè)的成本。因此，OTN技術(shù)在未來必定會(huì)有廣闊的發(fā)展空間。

參考文獻(xiàn)

[1]李慶. OTN技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用探究.《信息通信》，2013，第1期.

[2]李海量，張紅，張晶晶. OTN技術(shù)特點(diǎn)及發(fā)展趨勢分析.《電信科學(xué)》，2012，第12期.

[3]富春風(fēng)，王獻(xiàn)森，張偉平，梅儀國.光傳送網(wǎng)OTN技術(shù)的特點(diǎn)及應(yīng)用.《新聚焦》.

[4]劉濤.面向未來的光傳送網(wǎng)—OTN技術(shù).《技術(shù)論壇》，2001.