基于現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的OTN技術(shù)和組網(wǎng)應(yīng)用探究

張玉峰　張亞

摘 要 OTN（光傳送網(wǎng)，OpticalTransportNetwork）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)。OTN技術(shù)是通過G.872、G.709、G.798等一系列ITU-T的建議所規(guī)范的新一代“數(shù)字傳送體系”和“光傳送體系”，將解決傳統(tǒng)WDM網(wǎng)絡(luò)無波長、子波長業(yè)務(wù)調(diào)度能力差、組網(wǎng)能力弱、保護(hù)能力弱等問題。本文對OTN技術(shù)和組網(wǎng)應(yīng)用的發(fā)展前景、優(yōu)勢特點(diǎn)等進(jìn)行了初步探討。

關(guān)鍵詞 現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù) OTN技術(shù) 組網(wǎng)

中圖分類號：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1 OTN技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展

1.1 OTN的產(chǎn)生背景

（1）OTN對于應(yīng)用來說是新技術(shù)，但其自身的發(fā)展已有多年的歷史，目前已趨于成熟。ITU-T從1998年就啟動(dòng)了OTN系列標(biāo)準(zhǔn)的制訂，到2003年主要標(biāo)準(zhǔn)已基本完善。（2）SDH/SONET已經(jīng)非常成熟，但其在傳送層方面存在不足。（3）互聯(lián)網(wǎng)、電子商務(wù)、移動(dòng)技術(shù)發(fā)展迅速，以太網(wǎng)等數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展迅速。（4）1999年初，Lucent 提出wave Wrapper的概念。ITU-T在2002年發(fā)布G.709，其定義了OTMN的需求。包括光傳送體系 （OTH），支撐多波長傳輸網(wǎng)絡(luò)的開銷定義，幀結(jié)構(gòu)和比特速率各種映射方式。

1.2 OTN的發(fā)展前景

（1）OTN面向IP業(yè)務(wù)、適配IP業(yè)務(wù)的傳送需求已經(jīng)成為光通信下一步發(fā)展的一個(gè)重要議題。OTN從多種角度和多個(gè)方面提供了解決方案，為解決數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的處理和傳送，在SDH技術(shù)的基礎(chǔ)上研發(fā)了MSTP設(shè)備，已在網(wǎng)絡(luò)中大量應(yīng)用，很好地兼容了現(xiàn)有技術(shù)，同時(shí)也滿足了數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的傳送功能。（2）隨著數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)顆粒的增大和對處理能力更細(xì)化的要求，業(yè)務(wù)對傳送網(wǎng)提出了兩方面的需求：一方面?zhèn)魉途W(wǎng)要提供大的管道，以便解決SDH基于VC-12/VC4的交叉顆粒偏小、調(diào)度較復(fù)雜、不適應(yīng)大顆粒業(yè)務(wù)傳送需求的問題。另一方面業(yè)務(wù)對OTN提出了更加細(xì)致的處理要求。

2 OTN技術(shù)的特點(diǎn)

2.1 OTN的特點(diǎn)

（1）實(shí)現(xiàn)多種客戶信號封裝和透明傳輸，基于ITU-TG.709的OTN幀結(jié)構(gòu)可以支持多種客戶信號的映射和透明傳輸。目前對于SDH和ATM可實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)封裝和透明傳送，但對于不同速率以太網(wǎng)的支持有所差異。（2）大顆粒的帶寬復(fù)用、交叉和配置。OTN目前定義的電層光通路數(shù)據(jù)單元（O-DUk，k=0，1，2，3），即ODUO（GE，1000M/S）ODU1（2.5Gb/s）、ODU2（10Gb/s）和 ODU3（40Gb/s），光層的帶寬顆粒為波長，相對于SDH的VC-12/VC-4的調(diào)度顆粒，OTN復(fù)用、交叉和配置的顆粒明顯要大很多，對高帶寬數(shù)據(jù)客戶業(yè)務(wù)的適配和傳送效率顯著提升。（3）強(qiáng)大的開銷和維護(hù)管理能力。OTN提供了和SDH類似的開銷管理能力，OTN光通路（OCh）層的OTN幀結(jié)構(gòu)大大增強(qiáng)了該層的數(shù)字監(jiān)視能力。（4）增強(qiáng)了組網(wǎng)和保護(hù)能力。通過OTN幀結(jié)構(gòu)、ODUk交叉和多維度可重構(gòu)光分插復(fù)用器（ROADM）的引入，大大增強(qiáng)了OTN的組網(wǎng)能力，改變了基于SDHVC- 12/VC-4調(diào)度帶寬和WDM點(diǎn)到點(diǎn)提供大容量傳送帶寬的現(xiàn)狀，顯著增加了光層傳輸?shù)木嚯x。（5）OTN將提供更為靈活的基于電層和光層的業(yè)務(wù)保護(hù)功能，如基于ODUk層的光子網(wǎng)連接保護(hù)（SNCP）和共享環(huán)網(wǎng)保護(hù)、基于光層的光通道或復(fù)用段保護(hù)等，但目前共享環(huán)網(wǎng)技術(shù)尚未標(biāo)準(zhǔn)化。

3 OTN技術(shù)特征體現(xiàn)

第一，在IP+WDM網(wǎng)絡(luò)中，一條物理路徑中斷可能引起大量IP邏輯路由中斷，導(dǎo)致路由器保護(hù)恢復(fù)時(shí)間變長，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過50ms。傳統(tǒng)電信級IP網(wǎng)中引入SDH層面，一個(gè)重要原因就是提供了50ms的保護(hù)恢復(fù)功能。第二， 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El 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/子波長調(diào)度能力，并組建一張端到端的承載網(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，減少對路由器端口的需求。第三，提供快速、可靠的大顆粒業(yè)務(wù)保護(hù)能力。電信級業(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，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過50ms。傳統(tǒng)電信級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。

4 OTN技術(shù)的組網(wǎng)應(yīng)用

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。傳送網(wǎng)主要由省際干線傳送網(wǎng)、省內(nèi)干線傳送網(wǎng)、城域（本地）傳送網(wǎng)構(gòu)成，而城域（本地）傳送網(wǎng)可進(jìn)一步分為核心層、匯聚層和接入層。相對SDH而言，OTN技術(shù)的最大優(yōu)勢就是提供大顆粒帶寬的調(diào)度與傳送。

4.1 OTN組網(wǎng)技術(shù)在國家干線中的應(yīng)用

（1）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，國家干線上的IP流量劇增，帶寬需求逐年成倍增長。波分國家干線承載著 PSTN/2G長途業(yè)務(wù)、NGN/3G長途業(yè)務(wù)、Internet國家干線業(yè)務(wù)等。（2）由于承載業(yè)務(wù)量巨大，波分國家干線對承載業(yè)務(wù)的保護(hù)需求十分迫切。采用OTN技術(shù)后，國家干線IP over OTN的承載模式（下轉(zhuǎn)第298頁）（上接第277頁）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。

4.2 OTN組網(wǎng)技術(shù)在省內(nèi)/區(qū)域干線中的應(yīng)用

（1）省內(nèi)/區(qū)域內(nèi)的骨干路由器承載著各長途局間的業(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；（2）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；（3）可實(shí)現(xiàn)波長/子波長業(yè)務(wù)交叉調(diào)度與疏導(dǎo)，提供波長/子波長大客戶專線業(yè)務(wù)；（4）還可實(shí)現(xiàn)對其它業(yè)務(wù)STM-0/1/4/16/64SDH、ATM、 FE、DVB、HDTV、ANY等的傳送。

4.3 OTN組網(wǎng)技術(shù)在城域/本地中的應(yīng)用

（1）在城域網(wǎng)核心層，OTN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。（2）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。（3）對于以太業(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/各種子波長業(yè)務(wù)的疏導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)波長/子波長專線業(yè)務(wù)接入。④ 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。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。

作為下一代傳送網(wǎng)發(fā)展方向之一的OTN（optical transport network）技術(shù)，繼承并拓展了已有傳送網(wǎng)絡(luò)的眾多優(yōu)勢特征。既可以提供超大容量的帶寬，又可以直接對大顆粒業(yè)務(wù)進(jìn)行調(diào)度，并能夠?qū)崿F(xiàn)類似于SDH完善的保護(hù)和管理功能，更可以與ASON結(jié)合實(shí)現(xiàn)智能光網(wǎng)絡(luò)。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。隨著OTN技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)備功能將日漸成熟， OTN的組網(wǎng)方式必將逐步取代傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，成為下一代傳送網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展主流。