OTN技术及应用论文

OTN技术及应用论文（精选9篇）

OTN技术及应用论文 篇1

近来, 通信业务的宽带化日益显著, 随着电信运营商的战略转型, All-IP已经成为业务网演进的趋势, 以大颗粒和IP传送为主导的高带宽需求对传统以VC调度为基础的SDH网络结合WDM大容量传送的组网模式提出了严峻挑战。在这个迫切需要传输技术转型的时期, 集合了SDH和WDM优势、适应数据业务发展的OTN技术日趋成熟。

1 OTN技术特点

OTN是继PDH、SDH之后的新一代数字光传送技术体制, 它基于ITU-T制定的G.709、G.798、G.872、G.873.1、G.959.1等建议, 可在光层及电层实现波长及子波长业务的交叉调度, 能解决传统WDM网络无波长/子波长业务调度能力、组网能力弱、保护能力弱等问题。该技术包括光层和电层的完整体系结构, 集传送和交换能力于一体, 对已有的SDH和WDM的传统优势进行了更为有效的继承和组合, 同时扩展了与业务传送需求相适应的组网功能。OTN是承载宽带IP业务的理想平台, 代表了下一代传送网的发展方向。

OTN允许在波长层面管理网络并支持光层提供的运行、管理、维护功能。为了管理跨多层的光网络, OTN提供了带内和带外两层控制管理开销。OTN的各层网络都有相应的管理、监视和控制机制, 光层和电层都具有较高的网络生存性, 弥补了SDH和WDM存在的不足。

OTN在电域方面不仅吸收了SDH的技术优势, 还扩展了新的功能。基于ODUk的交叉功能使得电路交换粒度由SDH的155M提高到2.5G、10G、40G, 从而实现大颗粒业务的灵活调度和保护, 还支持带外FEC, 支持对多层、多域网络进行级联监视等, 采用异步方式的映射和复用, 不需要网络同步, 关键的交叉能采用最经济的空分技术。OTN兼容SDH、ATM业务, 能承载IP/MPLS、SAN、Video等大颗粒业务。

OTN在光域方面保留了WDM光路灵活调度的优势, 并进一步对WDM进行了优化, 提供任意波长和子波长业务的交叉连接、业务疏导、管理监视和保护倒换, 使网络具有业务疏导和端到端的业务提供能力, OTN提供了标准的OTN接口, 支持40Gbit/s和未来的100Gbit/s线路传送能力;OTN可以引入智能控制, 将ASON扩展到波长领域, 提高网络配置的灵活性和生存性;OTN技术可以提供强大的OAM功能, 并可实现多达6级的串联连接监测 (TCM) 功能, 提供完善的性能和故障监测功能。

2 OTN技术的优势

2.1 强大的交换和传送能力

OTN通过采用ODU帧结构、ODUk交叉和ROADM技术, 增强光传送网的组网能力, 改变目前SDH基于VC-12/VC-4调度和WDM点到点传送的局限;采用前向纠错 (FEC) 技术, 增加光层传输距离;未来ASON控制技术的融入, 更能提高网络调度的灵活和安全性。

OTN通过ROADM可以方便地实现OTN节点中任意波长的上下和直通配置。通过ROADM可以组成大规模的OXC设备, 能够完成OTN中的光层波长交叉功能, 交叉能力大, 而且交叉过程全部在光层上进行, 没有光电转换, 提高传输质量, 降低设备成本。

与SDH相比, ODU的帧结构要更为简单, 而且开销更少, 可以较容易实现基于ODUk的交叉, 即ODU1 (2.5Gbit/s) 、ODU2 (10Gbit/s) 和ODU3 (40Gbit/s) 等, 在电层上完成子波长业务调度, 提供对高带宽数据业务的强大的疏导调度能力。通过在OTUk的开销中引入FEC, OTN系统可以支持更长的距离和更低的OSNR应用, 从而进一步提升网络生存能力和数据业务的Qo S。

随着ASON智能控制技术的完善和与OTN技术的结合, 最终将实现基于OTN传输平台的真正意义上的ASON网络, 增强网络调度的灵活性和安全性。

2.2 更可靠的业务保护能力

OTN提供更为灵活的基于电层和光层的业务保护功能, 包括基于ODUk层的OSNCP和共享环网保护、基于光层的光通道或复用段保护等。基于OTN交换的WDM设备可以实现波长或子波长的快速保护, 如1+1、1:1、1:N、Mesh保护, 满足50ms的保护倒换时间。

2.3 多业务信号封装和透明传送

OTN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, 提供任意业务的疏导功能, 使IP网络配置更灵活, 业务传送更可靠。OTN通过提供G.709接口, 代替了IP路由器POS端口的开销字节功能, 能够大大降低网络建设成本。

2.4 良好的运维管理能力

OTN提供了与SDH类似的开销管理能力, OCh层的帧结构大大增强了数字监视能力, 使WDM具备同SDH一样的运维管理能力。OTN的多层嵌套的TCM功能, 能实现嵌套、级联等复杂网络的监控。

2.5 支持控制平面的加载

控制平面的加载是实现光传送技术向智能化发展的最佳方案。OTN支持GMPLS控制平面的加载, 从而构成基于OTN的ASON网络。基于SDH的ASON网络与基于OTN的ASON网络采用同一控制平面, 可实现端到端、多层次的智能光网络。

3 OTN技术的网络试验与商用情况

OTN虽然从应用角度看仍然是新技术, 但其技术发展已有多年的历史, 目前已趋于成熟。

国际OTN的技术标准从1998年就开始制订, 到2003年主要标准已基本完善, 我国也完成了几个标准的编制。

设备研发和商用方面, 经过多年的研发和技术积累, 已经有多家国内通信设备厂商推出了成型的OTN设备并得到局部商用。2007年国内几大运营商开展了OTN研究与测试, 年末华为OTN设备成功通过电信研究院测试, 实现了与其他厂商WDM设备G.709接口的互通。

在美国和欧洲, 比较大的网络运营商已经建立了OTN网络平台。国内部分设备制造商实现了海内外主流运营商的规模部署, 验证了产品的稳定性和可靠性。我国的电信、网通等运营商在部分省市采用了OTN宽带传送网络。

根据有关部门统计, 在光网络设备市场中, OTN产品占了其中不少于30%的市场份额, 预计在未来几年, OTN将面临更大的增长机遇。虽然OTN技术已经比较成熟, 应用已经取得了一定进展, 但距离完善和大规模商用还有一段漫长的路要走。

4 结束语

通信业务的All-IP化已经成为不可阻挡的趋势, 业务对网络带宽的要求越来越高。OTN技术日益成熟, 它解决了大颗粒业务传送需求和现有传送网组网模式之间的矛盾, 它的出现, 使得新一代传输网络能够组建安全灵活的端到端大颗粒业务承载网络, 有效降低网络建设的总成本。因此, OTN技术有广阔的应用空间。

OTN技术及应用论文 篇2

[关键词]OTN技术；电力通信系统；内涵；优势；应用

[中图分类号]TN915.853 [文献标识码]A [文章编号]1672-5158（2013）06-0063-01

1 超长距离OTN技术的内涵

研究人员在以往传送网络的基础上研发出了OTN技术，其继承了以往传送网络的很多优势，在当前的宽带客户数据业务中有着良好的表现是目前最好的传送技术，在是将来传送网络发展的骨感，是目前光网络领域发展的一个必然的趋势。OTN技术在存在着一定的网络分层的，其基本可以分为光复用断层、光传送断层以及光信道层三个组成部分。为了更好地加强对客户信号的数字监视，好可以将光信道层具体地划分为光信道数据单元以及光信道传送单元，其和SDH技术的通道层以及断层有一定的相似之处。据此，究其技术本质我们可以看出，OTN技术对以往的WDM以及SDH技术的优势进行了很好地继承，并对这些优势进行了很好的整合。在此基础上，其还扩展了扩展出了组网功能，这样就能使技术更好地与业务的传送需求相匹配。从设备类型角度来看，OTN设备可以看成是将WDM与SDH融合在一起的产物，只不过其在继承其以往的优势的基础上进行了新的扩展。

2 在电力通信系统中应用超产距离OTN技术的优势

利用OTN技术加强电力系统的网络建设，可以更好地满足电力公司对传送网扩容的需要，OTN在网络扩展方面有着很强的优势，其能非常灵活地进行容量的扩展，满足电力公司业务传送的需要，这样就是得电力公司减少了对路由器的需求，大大节省了电力公司的成本。除此之外，通过利用这项技术，还能对原有的SDH网络进行更好地划分，将原来网络的拓扑结构进行优化，这样就能更好地提高网络运行的质量，对于提升电力公司的网络质量以及容量有着很大的帮助。具体来说，其主要有以下几个方面的优势：

2.1 使业务灵活，更加方便维护

OTN调动功能是基于电层子波长、光波长的基础上的，这样就是得大量的业务能够实现不同局点之间的灵活调度，并且其还支持ASON控制平面功能，这样就可以做到“点击”提供带宽的效果。此外，由于OTN的开销十分丰富，其还能够实现网络的监控以及管理功能，这样就使得网络的性能维护与快速故障定位得到了很大的加强，提高了通信系统的维护效率。

2.2 网络传送能力强，网络扩展方便

OTN技术能够支持多维的ROADM，对于光层和电层的复杂的网络拓扑结构也可以进行很好地支持，这样就可以在很大程度上提高网络传送能力，并且由于OTN技术组网反面存在一定的优势，其能够更好地进行网络扩展，这样就能更好地满足电力公司扩容的需要。随着电力公司业务的不断发展，OTN技术还能根据其具体的需要来实现全Mesh的组网，这样就可以使得通信的地域得到了更好地扩展。

2.3 节省了投资

OTN设备能够替代以往的路由器的POS端口的相关共嫩，使电力公司能够用10G的以太网来直接承载OTN网络，这样就可以更好地实现端到端性能保护以及监控。现在10G以太网的价格大概是10G POS价格的40%50%，这样就可以大大节省成本，提高电力公司的效益。

2.4 保证传输容量与交换

OTN业务能够通过ODU1进行电层交叉，这样就能将其调到一个合适的ODU2波道上，这样就能够为业务提供一个天然的波长转化以及电中继的功能，并且其穿通以及上下的业务可以在同一波长内完成。与传统的WDM的点到点的波长配置方式相比较，OTN业务能够对波长资源进行更好地利用，对于一些小颗粒的业务，诸如155M POS，你也可以实现对子波长的汇聚，从而更好地提高波长资源的利用效果。

2.5 保护措施到位，性能可靠

OTN技术还能在实现光层恢复的基础上，同时实现电层SNCP，这样相较于传统的通道级的1+1的保护，其可靠性得到了一定的提高，不但能够支持多种的故障，在赴会实践上也完全可以满足电信级的要求。

3 OTN技术在店里通信系统中的应用

3.1 OTN技术组网模式

传统的WDM设备存在着一定的缺陷，诸如光通道的管理不善、波长级交叉颗粒过大、贷款利用率偏低能够，这些都是亟需解决的问题，但是SDH设备的较差颗粒较小，在开销方面则多大，缺少必要的光接口，级联监视的能力也不是很到位，因为其并不适合那些容量比较大的骨干曾。而利用OTN技术则能够在SDH与WDM间起到一个很好地桥梁作用，而且ODUK的颗粒相较TSDH的VC4要大，但是相较于WDM的波长交叉要灵活，这样就能够实现整个传统路径有效地端到端的管理，因此OTN设备具有很好地的适用性。

骨干层主要进行交叉调度，其主要用于那些需要利用OTN的大颗粒的场合。通过以太网的线路结构能够很好地承载分组业务，并将其映射到OUDK上，利用OUDK来实现调度颗粒的交叉。之后在利用本地的优先级调度以及带宽管理，就能使接人层和汇聚层的相关的分组业务能够通过以太网的借口来传送到骨干层设备，这时骨干层将其封装到ODUK，然后进行大颗粒的疏导和管理，这样就使得网络配置以及管理层次得到了简化。OTN接入层能够很好地实现接入GE、2.5Gbit/s等业务，实现GE、2.5Gbit/s业务在同一个波道的混传，这样就提高了波道的利用率。

通过新NOTN网络，能够更好地炒年糕在网络现有的数据业务，并能够扩展网络的容量，从而更好地实现业务的相关扩展情况，并且OTN的保护机制比较灵活，这样就可以更好地对业务的端对端，为其提供多重的保护，这样就能够使网络更加平稳渐进发展。

3.2 OTN技术的应用方式研究

电力公司是将各个分公司的相关的IP业务上传到省公司之中，所以应该依照分层原则来来建设OTN传输网。OTN传输网络可以分为汇聚层、骨干层以及接入层三个层次，依靠500KV的变电站就能建立起骨干层，相关的分公司、局就能够利用其220KV的变电站来接入骨感传输网，而那些发电厂则可以直接利用500KV站来进行相应接人工作。有些地区的大颗粒数据业务特别集中，在这些地区就可以选～Mesh的组网方式。在数据业务的发展规模上不快不慢的地区应该选择环网组网的方式，这样能够达到很好地的光钎资源的利用效果，实现业务连接以及调动效率性的目标。

4 总结

OTN技术是现在电力通信系统中应用的最新一代的技术，将其应用到电力公司的通信系统中来，不但可以实现通信网络的扩展，还能优化原来的SDH网络的拓扑机构，改善原来网络的运行的质量，从而更好地保证电力公司的业务传送的要求，并起到节省投资的目的。本文对OTN技术的概念进行了简要的阐述，并对其应用于电力通信系统的优势进行了具体的分析，最后指出了超长距离OTN技术在电力通信系统应用中的组网模式以及应用方式，旨在使人们加深对于OTN技术的相关了解，更好地完善和发展我国的电力通信系统。

参考文献

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[2]赵文玉，光传送网关键技术及应用[J]中兴通讯技术，2008（04）

[3]陈运生，付暾，下一代光传送网关键技术及在湖南省的应用[J]湖南电力，2011（S1）

[4]刘周辉，光传送网原与技术[M]，北京：北京邮电大学版社，2004

OTN组网技术及应用分析 篇3

一、OTN组网技术的特征

1、多重信号的承载

传送网在结构模式上共分为七层, 包括:物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层以及应用层。其中物理层完成的是比特帧的传输, 将传输的信息流按照不同的传输结构进行划分, 物理层为基本的传输结构层面。数据链路层完成的是帧的传输结构, 将传输的数据比特进行抽样、量化、编码由模拟信号转化为数字信号, 这样保证数字传输帧的结构在传输结构上完全传输。网络层完成的是数据包的传输, 将传输的数据信号进行等量压缩, 在传输主干线路中按照不同的数字信道进行传输。网络层、会话层、表示层以及应用层属于较高层次的传输结构, 将传输的数据信息有效的传输至终端设备。OTN才组网技术可以承载多种信号, 完成的连接平台包括:TCP/IP、EPON、光纤传输线路以及HDLC, 将接收的数据信息由发送设备、传输设备、交换设备共同传输至终端用户服务器。

2、数据业务的透明传输

OTN在数据业务层面上进行透明传输, 把虚容器的传输方式定义为OPUK业务层面的传输形式。用户在业务映射方式上不改变传输信道的传送机制, 通过通道段开销的传输模式将传输的业务数据信息透明化的在信道内传输, 一般信道分为32个传输结构, 其中TS0信道是传输信令同步的信息, 信源设备与信宿同时收发信息, 实现全双工的传输模式。TS16传输的是网同步信令代码, 这两个传输信道单独传输着不同的传输信息, 将OTN传输的业务信息进行透明化的传输。

3、1+1倒换保护机制

在OTN保护运行机制中, 1+1保护机制在运行环境中起到至关重要的作用。包括的设备和传输运行线路包括:OMU、ODU、OBA、OP等, 运行机理为保护信道中共有两个传输信道, 并且同时进行收发, 但接收设备起主要的主导作用, 一般用于接收主干信道中的信息。但主干信道传输失败或者数据发生丢失时, 便在内侧信道进行数据信息的传输。在图1中, 主干传输信道为工作信道, 一般用于数据信息的传输和接收。当线路发生故障时, 便采取应急信道, 即1+1倒换信道 (保护信道) 一般用于备用的传输信道, 选择一路传输的数据信道, 将传输的数据信息倒换成数据单元, 在此保护信道中进行传输。OTN设备将传输的数据业务经过相关设备过滤, 将过滤的信号经过相关放大后, 完成双发线路的传输。

在保护参数对比程度上具有一定的差异性, 在保护单板、APS协议、倒换原理、倒换时间、网络节点数的限制程度以及适用的网络情况层面上进行区分。1+1保护机制需要其他形式的单板, 选用的倒换原理类型为收发选收, 并且选用的倒换方式为单端倒换, 倒换的间隙为30ms, 适用的网络类型为链型和环形。

二、OTN组网模式与现有网络的传输结构关系

1、OTN与SDH之间的复用关系

OTN与SDH在相互依存关系上具有双层关系, 分别为:客户—服务共存关系和独立依存关系。传统OTN组网模式结构中没有完整的保护机制, 通常在保护网络传输结构中存在严重的延时效应, 一般从终端服务器传输至接收设备的延时效应大约在50ms左右, 主要是因为OTN与SDH之间存在独立依存的关系。在复用程度上先进行OTN传输线路的保护系统然后在进行SDH双向环路的复用传输机制, 两者在复接程度上具有一定的延时效应。另一种是共存关系, 这种相互依存关系在复用程度上存有一定的延时效应, 这种延时效应先是线路的延时, 其次是回环线路的复用, 两者在复用程序时间上具有一定的时间误差。

2、业务承载范围程度

OTN业务承载能力根据不同的业务需求进行安排, 如果传输的业务要求安全性较高, 便采用SDH的双向环路传输机制。即使外围传输线路发生中断, 再利用倒换装置后, 可将传输的数据业务信息转化为内部的运行网络系统, 保证数据业务安全可靠的传输。假设传输的数据业务量较小, 要求在有效时间内传输至终端设备, 便采用WDM运行机制, 在WDM运行策略上添加OCP的运行保护环, 减小传输信道的冗余度, 增大传输信道的传输带宽。按照OCP的组网模式可分为OSNCP、OMSP、OLP、ODUK1+1、ODUK SPRing以及OWSP保护方式, 按照业务承载的能力, 保护倒换时间间隔也不尽相同, 其中OSNCP的保护倒换时间的间隔小于50ms的施用范围;OMSP的保护倒换时间的间隔以分钟为单位, 但传输数据信息的稳定性能高;OLP、ODUK1+1、ODUK SPRing以及OWSP的保护倒换时间的间隔小于50ms的施用范围, 传输数据信息的速率快, 安全稳定性能差。

三、结语

通过对OTN组网技术及应用分析, 在保护机制SDH以及复用方式上, OTN都能够根据不同的数据业务进行相应的调整, 保证终端设备传输的数据信息在规划组网传输线路中能够安全可靠的传输。

摘要：随着现代通信网络系统的不断发展, OTN在组网技术模式上也发生了相应的改变。在数据保护机制中采用SDH双向复用传输方式。当外围传输信道发生故障时, 便会采用内部传输系统, 将传输的数据信息有效的传输至终端服务器上。笔者在此进行了详细分析, 以便于提供可参考性的依据。

关键词：OTN,组网技术,保护机制,传输系统

参考文献

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[5]李芳, 张海懿.IPoverOTN的联合优化组网方案探讨[J].电信网技术, 2009 (12)

OTN技术及应用论文 篇4

【关键词】民航网络；OTN技术；建网策略

【中图分类号】TN915.03 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2012）09-0019-01

随着社会的不断发展，网络技术的不断提升，社会对信息要求在不断地增加，在建网初期，传输网承载的业务主要为TDM汇接网，SDH的汇聚、复用等功能得到很好的应用。但从民航网络的总体网络发展策略、业务发展定位和发展方向来看，将来所有业务基本上归并到P承载网上，传输网络将主要面对IP承载网的带宽需求，意味着传输网今后的业务主要为IP格式，而且业务颗粒越来越大。對于业务IP化和大颗粒化，SDH功能逐渐稀释，且逐渐边缘化。与SDH相比，OTN具有较强的组网能力，具备良好的可扩展性、支持多种上层业务或协议、对客户信号进行完全透明的传输，提供多级串联连接监视（TCM）功能和更强的前向纠错能力，同时OTN还可提供与WDM同样的高带宽。所以，0TN将成为下一代传输网，尤其是骨干层的主要组网技术。

1、OTN技术相关概念

1.1 0TN概念

OTN设备是一种新型光传送网设备，在全面继承了WDM设备大容量优势的基础上，全面采用了OTN标准技术体制，引入了波长/子波长交叉连接功能，为客户信号提供在光层的传送、复用、交换、监控和保护恢复。

1.2 OTN优势

OTN技术的优势体现在交叉能力、管理开销、标准帧、TCM和保护能力等方面。如图1所示：

OTN在电域方面不仅吸收了SDH的技术优势，还扩展了新的功能。基于ODUK的交叉功能使得电路交换粒度由SDH的155M提高到2.5G、10G、40G，从而实现大颗粒业务的灵活调度和保护，还支持带外FEC，支持对多层、多域网络进行级联监视等，采用异步方式的映射和复用，不需要网络同步，关键的交叉能采用最经济的空分技术。OTN兼容SDH、ATM业务，能承载IP/MPLS、SAN、Video等大颗粒业务。

OTN在光域方面保留了WDM光路灵活调度的优势，并进一步对WDM进行了优化，提供任意波长和子波长业务的交叉连接、业务疏导、管理监视和保护倒换，使网络具有业务疏导和端到端的业务提供能力，OTN提供了标准的OTN接口，支持40Gbit/s和未来的100Gbit/s线路传送能力；OTN可以引入智能控制，将ASON扩展到波长领域，提高网络配置的灵活性和生存性；OTN技术可以提供强大的OAM功能，并可实现多达6级的串联连接监测（TCM）功能，提供完善的性能和故障监测功能。

1.3 OTN设备

（1）OTN终端复用设备

除了符合ITU-T标准和国标对WDM设备的一般要求以外，还应支持符合G，709的OTN；提供白光OTUk接口（IrDI）用于不同厂商WDM设备对接。

（2）OTN交叉连接设备

OTN电交叉设备（swxc）：完成ODU0/1/2/3级别的电路交叉功能，为OTN网络提供灵活的电路调度和保护能力。

OTN光交叉设备（ROADM）：完成波长级别的调度和保护能力。

OTN光电混合交叉设备（完整OTN）：与OCh交叉设备（ROADM或OXC）相结合，同时提供ODUk电层和OCh光层调度能力，波长级别的业务可以直接通过OCh交叉，其它需要调度的业务经过ODUk交叉，两者配合可以优势互补，又同时规避各自的劣势。

2、民航网络引入0TN的考虑

2.1 在民航网络引入OTN技术，可以解决光纤跳纤、业务汇聚、快速开通的需求。

（1）解决网络内移动自身网元互联需求和解决客户专线需求

（2）业务颗粒以10GPOS、10GE、GE和2，5GPOS

（3）对于重要业务和普通业务分类保护，需要利用OTN的电交叉功能实现，包括IP专用承载网、CMNET、MDCN、各种核心网、新业务系统、支撑系统、TD基站（nodeB至RNC）等大颗粒业务，以及集团客户和普通家庭客户业务。

（4）支线路板件分离，灵活配置和调度业务，提高端口利用率

2.2 优选在民航网络的引入，系统引入OTN的必要性稍低，可在试点成功的基础上考虑。

（1）目前民航网络的颗粒以10G为主（70%以上），引入OTN，只是解决了光纤的人工跳纤问题，但是对于40G网络，引入OTN可以发挥多业务交叉复用优势。

（2）民航网络流量流向较为固定，对OTN的交叉调度功能要求不多。

（3）如果省内干线光缆资源丰富，可以考虑引入超大容量OTN，发挥ASON保护的优势。

3、民航网络引入0TN的对策分析

民航网络业务发展迅速，流向复杂，业务变更调整频繁，核心节点之间调度需求强烈，对工程建设周期和业务开通周期更加敏感，方法如下：

（1）民航网络核心节点尤其是超核节点之间超大容量需求明显，建议直接在民航网络核心节点引入成熟商用的大容量OTN交叉设备（至少在1T交叉容量以上），边缘节点引入中等容量OTN交叉设备（至少在300G交叉容量以上）。

（2）线路带宽资源规划适当存量，减少工程建设周期和业务调测开通时间，满足业务快速开通和业务的快速调整；

（3）由于民航网络核心层数据以GE、10GE、2.5GPOS、10GPOS为主，因此需要设备支持ODUO/1/2交叉。

（4）在核心或者超核节点之间考虑引入40G。

（5）民航网络核心路由器多采用光纤直趋方式，接口为POS，由于距离原因，路由器需配长距模块，成本高。路由器直接出以太网接口，例如GE/10GWAN/10GLAN，经OTN封装传送，节约成本。

（6）实现10G和2.5G以下低速客户接口的归一化化工作，降低维护难度，减少备件，尤其是全网采用10GPOS/10GE业务的统一单板可以实现未来路由器10GPOS向廉价的10GELAN接口转换。

4、小结

光传送网OTN技术的特点及应用 篇5

20世纪80年代末, 同步数字体系 (SDH/SONET) 问世, SDH在历史上第一次实现了全球统一的传送网标准, 规范了光接口, 而且定义了对光信号质量的监控、故障定位和远程配置等重要的网络管理功能。SDH很快进入了实用化阶段, 在国际上和在我国已得到了广泛的应用, 成为信息高速公路的重要支柱之一。但是, 在光域, SDH主要起传输煤质的作用, 信息的处理都是在电域完成的, 这不仅需要庞大的光/电、电/光变换设备, 而且处理速度受到电子迁移率的限制。在DWDM极大地增加了传输容量的情况下, 交换节点的速率瓶颈已日趋严重。另外, 随着数据业务的爆炸式的增长, 基于电路交换的SDH/SONET已不能完全适应网络发展的需求, 光网络有进一步发展的迫切要求。

光波分复用 (WDM) 技术进一步挖掘了光纤的带宽潜力, 极大地增加了光纤的传输容量, 同时也为光层的联网提供了可能。ITU-T提出的光传送网 (OTN) 以波长 (也可以是波带或光纤) 作为交换粒度, 通过光交叉连接设备 (OXC) 和光分插复用设备 (OADM) 实现组网, 形成具有高度灵活性、透明性和生存性的网络。

OTN的主要特点是引入了“光层”概念, 在SDH传送网的电复用层和物理层之间加入光层。OTN处理的最基本的对象是光波长, 客户层业务以光波长形式在光网络上复用、传输、选路和放大, 在光域上分插复用和交叉连接, 为客户信号提供有效和可靠的传输。

2 OTN概念

2.1 OTN提出的背景

在20世纪90年代中期, 波分复用 (WDM) 技术趋于成熟并开始商用, 传输系统容量的飞速增长带来的是对交换系统的压力和促使其发展的驱动力。为了解决电子瓶颈限制问题, 全光通信网迅速发展。

所谓全光通信网是指信号以光的形式穿过整个网络, 直接在光域内进行信号的传输、再生、光交叉连接 (OXC) 、光分插复用 (OADM) 和交换/选路, 中间不需经过光电、电光转换, 因此它不受检测器、调制器等光电器件响应速度的限制, 对比特速率和调制方式透明, 可以大大提高整个网络的传输容量和交换节点的吞吐量。

考虑到光信号固有的模拟特性和光器件的水平, 目前在光域内很难完成3R中继功能 (即再定时、整形和放大) , 人们暂时放下了全光网络的追求, 转而用“光传送网”来代替。其出发点是子网内全光透明, 而在子网边界处采用O/E/O技术。1998年, ITU-T正式提出光传送网 (OTN) 的概念。OTN是指为客户层信号提供光域处理的传送网络, 主要的功能包括传送、复用、选路、监视和生存性功能等。

2.2 OTN标准基础定义

OTN光传送网 (Optical Transport Network) 由光纤连接的一系列网络单元组成, 提供光通道承载任何客户信号、具有客户无关性, 提供客户信号的传输、复用、路由、管理、监控。OTN借鉴SDH的开销思想, 引入丰富的开销, 使OTN真正具有OAM&P能力。OTN定义了OCH、OMSn、OTSn三个光层概念, 其中OCH通过数字域的三个子层OPUk、ODUk、OTUk来实现。此外, OTN还引入了带外FEC, 增强了线路的容差性。

2.3 OTN帧结构与开销

2.3.1 O TN帧结构

G.709定义的是OTN的结构和映射, 图1就是G.709的帧结构:

图1中Client Signal指的是客户信号, OPUk指的是光通道净荷单元, ODUk指的是光通道数据单元, OTUk指的是光通道传送单元, Alignm指的是帧定界, 其中k代表速率级别, 0代表1.25G, 1代表2.5G, 2代表10G, 3代表40G。

由图1可以看出, G.709帧结构包括了OPUk、ODUk、OTUk、FEC几个部分, 为4行、4080列、固定不变的帧结构, 而它的帧速率则可变。

2.3.2 O TN开销

图2为OTUk/ODUk/OPUk开销。

可以看到OTUk/ODUk/OPUk开销内容非常丰富, 下面就简单介绍一下这些开销。FAS:帧对齐信号;MFAS:复帧对齐信号;SM:段监控;RES:保留作后续国际标准化;TCMACT:TCM激活标志;PM:通道监控;EXP:实验通道;GCC1/2:通用通信通道1/2;APS/PCC:自动保护倒换和保护通信控制通道;PSI:净荷结构标示符;JC:调整控制。

3 OTN的特点

3.1 客户信号承载的开放性

POS的全称是IP over SDH, 也就是用SDH来传送IP业务。路由器利用POS端口的SDH开销字节, 快速准确地检测线路传输质量, 使得线路发生故障后快速启动保护倒换。然而, POS端口比特成本较高, 路由器直接出LAN端口可大幅降低网络建设成本。通过提供G.709的OTN接口, OTN设备接入路由器所出的LAN口信号时会叠加类似SDH的开销字节 (OTU/ODU/OPU) , 代替了路由器POS端口的开销字节功能, 从而消除路由器对POS端口的依赖性。

OTN定义的数字包封 (DW:Digital Wrapper) 结构, 可将任意客户业务包含SDH/SONET、ATM、Ethernet、SAN、Video业务适配到数字包封结构中;加上OTN设备上集成Any-ADM特性, 还可提供任意速率业务的疏导功能, 使得IP网络配置更加灵活, 业务传送更加可靠。

3.2 灵活的光电层调度疏导

如果WDM能够具备类似SDH的波长/子波长调度能力, 并组建一张端到端的WDM承载网络, 就可以实现GE、10GE、40G等大颗粒业务端到端地快速调度和保护, 减少对路由器端口的需求。

ROADM (动态可重配置光ADM) 技术的出现使得WDM能以非常低廉的成本 (无OEO转换) 完成超大容量的光波长交换;但受波长冲突、光信噪比、色度色散、偏振模色散限制等难以突破的物理光层限制。而OTN交换技术, 以2.5G或10G为颗粒, 可在电层上完成大容量的业务调度。如果将ROADM与OTN结合, 形成“光+电”混合交换结构, 就可构建一个大容量、大范围、端到端的WDM网络。

3.3 大颗粒业务的可靠保护

电信级业务需要达到50ms的保护倒换时间。传统电信级IP网中引入SDH层面, 一个重要原因就是为了提供50ms的保护恢复时间。

除传统WDM设备均支持的1+1光线路保护 (<50ms) , 1+1光通道保护 (<50ms) 及波长环路共享保护 (50～150ms) 外, 基于OTN交换的WDM设备还可实现波长或子波长级的Mesh保护加恢复、Mesh恢复, 子波长SNCP (<50ms) 、子波长环网共享保护等, 如同SDH/ASON一样丰富、灵活、可靠。

3.4 增强的运维管理能力

如同SDH一样, OTN也定义了丰富的开销字节, 具备了SDH相似的运维管理能力。当某个WDM网络使用字节TCMi时, 一旦出现误码将被记录到TCMi。GCC0可以用于承载某设备商自己的通信管理信息, 类似SDH的DCC字节。至于GCC1、GCC2, 可以用来透传其他设备商的通信管理信息, 有利于多个设备商共同组建一个端到端的WDM网络。

4 OTN与SDH及WDM技术的关系

4.1 OTN与SDH及WDM技术的对比

针对IP业务适配到WDM光层进行传输, 业界曾提出过多种实现方案。IP是网络层 (L3) 协议, 而WDM是物理层 (L1) 技术, IP业务要想在WDM网络中直接传输, 必须经过中间的数据链路层 (L2) 进行适配, 如IP over SDH (即POS) 和IP over GE/10GE等等。

SDH是目前骨干、城域核心网络中应用最广泛的传输技术, 能够提供多种不同速率的复用和业务整合、调度功能, 且具有强大的故障恢复和保护能力。IP与SDH的结合是将IP数据包通过GFP/PPP (数据链路层) 等协议封装映射到SDH帧, 取代原有的ATM层, 从而简化网络体系结构, 提高了传输效率, 易于实现网间互连, 是一种较为现实和高效的IP传送方式, 已在现网中获得广泛的应用验证。

然而, 与正在蓬勃发展的IP over GE方案相比, IP over SDH方案存在以下弊端: (1) 链路带宽调整灵活性不足 (只能四倍速提升) , (2) 缺乏必要的服务质量优先级策略 (GE支持IEEE 802.1Q/1P服务等级策略) , (3) 不具备成本优势 (路由器中千兆比特线路卡提供与SDH相当的容量时, 成本只是SDH的1/6~1/4左右) 。从长远的观点来看, 不是非常有效的IP到WDM的适配方式。

IP over GE方案也有自己的短板: (1) 缺乏成熟、可规模部署的网络保护机制; (2) 缺乏完善的OAM能力, 特别是传送性能监控方面完全缺乏; (3) 与WDM光波长相比, 早期部署的GE速率较低, 却要独占一个本可达到10G/40G速率的波长, 没有一个能充分利用波长带宽的子波长 (小于10G) 业务复用、整合和调度的适配技术。

因此ITU-T标准组织提出OTN (光传送网) 这样一套全新的传送网络体制, 期望通过它来消除运营商对于上述两种方案在抉择上的困扰。通过对SDH和WDM两种技术优势功能的择取、融合和优化提升, OTN在同一技术体制下兼具了SDH和WDM复用整合、保护调度、性能监控、拉远扩展、开放性和多业务接入能力。完整功能的OTN设备本质上可看作为传统WDM+ADM+MSTP设备的组合。

4.2 OTN对SDH技术的继承与发展

4.2.1 分层结构及其演进

OTN可以在光域对客户信号提供传送、复用、选路、监控和生存性功能。从某种意义上讲, 我们可将OTN看成是传送SDH信号的光段层扩展。继承SDH在电域的分层结构, ITU-T G.872标准, 将OTN光域也分为三个子层:它们是光通道层 (OCH) , 负责对电复用段层客户信号路由和分配波长, 选路和监测管理、保护恢复;光复用段层 (OMS) , 负责对单波长光层信号复用和监测控制;和光传送段层 (OTS) , 负责为光信号在不同类型光传输媒介上提供传输功能, 同时对WDM光放大器实施监测和管理。

4.2.2 数字包封帧结构

SDH信号有一种基本的块状帧结构STM-1, 更高速率的信号则由N*STM-1信号字节同步间插构成, 这样在不同速率情况下每一帧传送所需的时间相同。同样, OTUk也有一种基本的块状帧结构, 但不同速率情况下, 均采用固定的帧格式和帧大小, 这样不同速率时每一帧传送所需的时间是不同的, 换句话说就是单位时间内传送的帧数不同。

4.2.3 串联连接监视TCM

相对于SDH只能提供单级TCM能力, OTN可以提供6级连接监视功能。对于多运营商/设备商/子网环境, 可实现分级分段管理。TCM字节帧格式与SM/PM字节基本相同, 不同的是TCM监测点的起始位置、使能状态完全由网管随意控制。6个TCM段可以以嵌套、重叠和串联的方式实现。

4.3 OTN对WDM技术的继承与发展

OTN技术体制中的光域部分其实就是传统WDM设备光复用/解复用过程, 光放大过程的继承和数字化。相对于传统WDM技术体制, OTN的优势主要体现在光层的管理能力上。

4.3.1 增强的保护方案

OTN定义了三种类别的保护, 分别是:路径保护、子网连接保护和共享保护环, 而传统点对点WDM只有路径保护这一种保护方式。路径保护为专属端到端保护机制, 可用于任何物理结构 (网、环和混合) 。如果工作路径失效或性能跌至最低要求, 工作路径将由保护路径代替。

4.3.2 完善的光层O AM

OTN电层的维护管理依赖于OTU/ODU的开销字节, 其作用已在前面章节做了分析, 这里主要说明光层的维护管理。OTN相对于传统WDM, 在光层管理上相对传统技术体制有较大提升, 传统点对点WDM设备基本上只实现了连续性监控和部分管理通信功能 (通道信息管理) 。

5 OTN应用前景

OTN是WDM发展的必由之路。新一代大容量传送系统需要完成从简单的P2PWDM技术向E2E自动交换OTN系统的转变, 才能全面解决了从业务变化和组网功能转移的多维度难题, 所以点对点WDM向OTN组网演进是必然趋势。

各厂家OTN设备也正在逐步实现, 如华为、阿尔卡特朗讯、英飞朗、爱立信、诺基亚西门子、烽火和中兴都在研发与测试OTN设备。下面主要列举阿尔卡特朗讯与华为两家厂家的OTN设备当前的研发测试情况, 其中阿尔卡特朗讯的1850系列设备已在上海移动正式使用。

阿尔卡特朗讯1850 TSS-160、1850 TSS-320、1850TSS-640支持多业务:FE/GE/10GE (对于10GE LAN支持ODU2/1e/2e) 、STM-64/16/4/1、FE、E1/E3、DS1/DS3、C/DWDM 2.5G/10G、OUT-1, OUT-2, OUT-3;支持SWXC电交叉功能:ODU1/ODU2交叉, 今后会实现ODU0/ODU3交叉, G.709的TCM字段;光层C/DWDM/ROADM功能:8波CWDM/10G44波DWDM, 4-8维基于WSS的ROADM;控制平面支持TDM、分组业务的电路建立和资源管理。

华为OSN1800, OSN3800, OSN6800, OSN8800当前支持SWXC的ODU1电交叉 (暂不支持ODU0/ODU2) , 对10GE LAN支持ODU2/1e/2e (OSN6800) , 并计划支持O-TU3线路板 (NS3单板) 、40G POS/OTN接入支路板 (TSXL单板) 、单子架T级别交叉, 提升单板端口密度。

6 结论与展望

无论固定通信还是移动通信领域, 基于IP的数据业务都在逐渐成为业务的主导。波分复用 (WDM) 技术由于能够提供巨大的带宽, 无可争议地成为骨干网与城域核心网最主要的传输技术。而简单来说, OTN=WDM大容量传送+SDH丰富OAM+其他。目前, 已经实施了IP over SDH向IP over WDM的演进、解决了IP大颗粒业务的传送、1+1保护等问题, 但尚有一些需求与挑战, 例如全业务和互联网的大力发展将导致传输容量剧增、去掉SDH层面后, WDM层面要承担起传送网的管理维护、灵活组网、保护和调度功能、集团客户专线业务运营要求传送网成为调度型网络等。

OTN技术及应用论文 篇6

1.1 OTN技术产生背景

近年来, 随着三网融合的步步推进, 电信、移动、联通、广电等各大运营商的业务也开始朝着多元化方向发展。高清视频、互动点播、宽带数据业务的高速发展以及业务的全IP化, 使通信网络宽带用户迅猛增加, IP流量剧增, 带宽需求逐年成倍增长。

这种发展趋势要求传送网一方面能够满足传送大容量宽带数据业务, 另一方面更重要的是要求传送网络必须具备灵活、高效的业务调度机制, 强大、完善的网络维护管理 (OAM) 能力, 以适应运营商业务发展的迫切需求。目前传送网使用的SDH和WDM技术虽已应用多年, 技术较为成熟, 但要满足以上需求, 已经寸木难支、捉襟见肘。

SDH技术偏重于业务的电层处理, 虽然具有统一标准、业务调度配置灵活、保护机制健全、网络维护管理能力强大等优点, 但以VC12/VC4为基本交叉调度颗粒, 线路通道单一, 无法满足大颗粒业务和大容量业务传送。

WDM技术偏重于业务的光层处理, 多波长通道的传输特性使它具有可支持大容量传送、传输成本低、支持平滑扩容、兼容多业务接入等优点, 但网络维护管理机制简单、业务调度、保护和监控能力较差。另外点对点的传输方式和颗粒度的单一, 灵活性差, 使不同厂家设备的互联互通受限。

针对此种现状, 各大运营商急需组建一张既能满足大容量带宽传输, 又具有完善的网络维护管理机制 (OAM) , 支持多业务、高可靠, 满足未来多年需求的光传送网。在此背景下, OTN应运而生。

1.2 OTN技术定义

OTN即光传送网 (Optical Transport Network) , 是由ITU-T G.872、G.798、G.709等建议定义的一种全新的光传送技术体制, 它包括光层和电层的完整体系结构, 各层网络都有相应的管理监控机制和网络生存性机制。

1.3 OTN技术标准

ITU-T对于OTN标准的制定已经比较完善, 近几年在设备和测试仪表研制等方面也是进展迅速, 华为、中兴、烽火等厂商加大对OTN技术的研发投入, 加快OTN设备的研发、标准化和推广应用。几大厂商已推出基于ODU1 (2.5G) 、ODU2 (10G) 调度能力的商用设备并投入市场应用, 国内众多运营商已建成或筹建OTN网络以替代SDH和WDM光传送网。

1.4 OTN分层结构

1) 光通道层: (1) 光通路净荷单元 (OPU) ; (2) 光通道数据单元 (ODUk) ; (3) 光通道传送单元 (OTUk) 。

2) 光复用段层。

3) 光传送段层:为了使客户信号得到有效监控, 参照SDH技术的段层和通道层设计, 将光通道层分为三个子层, 类似于SDH技术的段层和通道层。

1.5 OTN技术特点

1) OTN技术是SDH和DWM技术的有效结合, 基于ODUk的交叉功能使得电路交叉颗粒度由SDH的2M/155M提高到2.5G/10G/40G/100G, 能够实现大颗粒业务的快速、灵活调度。

2) 能够满足数据带宽膨胀式的增长。

3) 具备2.7Gb/S、10.7Gb/S、43Gb/高速接口。

4) 支持SDH/SONT、IP、以太网、ATM、ODUK等多种客户业务的透明传输。

5) 灵活的网络调度和组网能力。

6) 类似于SDH的多种保护方式, 网络自愈能力强, 可靠性高。

7) 兼容能力强, 后向兼容使运营商可以充分利用现有网络资源, 前向兼容可以支持未来多种协议。

8) 更适用于长途骨干网业务传送。

9) 强大的带外FEC, 使网络传送性能得到保障。

利用OTN的大容量电交叉调度特性和智能保护特性, 可实现全网、全业务的智能保护。网络保护方式包括SNCP子网保护、MESH网ASON保护等, 其自愈能力在50ms, 同时设备复杂度及后续建设维护成本也大大降低。目前, OTN已经成为各通信运营商主流建网思路。

2 甘肃广电100G-OTN省干项目简介

2.1 项目概述

因甘肃省广电2.5G SDH干线网已无法满足全省整合后的业务传送需求, 甘肃省广电网络公司遵循公司总体规划, 确立建设国内首个相干100G OTN骨干传输网络。项目以贯通全省各市州约3400公里现有光缆资源为支撑, 通过配置安装华为Optix OSN8800和6800设备完成80波×100G组网, 实现甘肃境内大容量、高速率、高规格的基础传输网和业务承载网, 满足省公司高清互动、数据宽带、大客户专网等综合业务未来三到五年的发展趋势。

2.2 技术方案

1) 网络拓扑结构

甘肃OTN省干传输网一期工程网络拓扑结构由环状网和单链组成, 覆盖甘肃省所辖分公司共计38个节点。

本次项目涉及的站点数量:36个, 组网为两环三链的拓扑结构, 具体情况如下:

两环:A.兰州省公司-榆中-定西-陇西-武山-甘谷-天水-成县-武都-宕昌-岷县-临潭-合作-临夏-临洮-兰州省公司

B.天水-张家川1-华亭-平凉-镇原-西峰-泾川-华亭2-张家川2-天水

三链:A.兰州省公司-永登-天祝-古浪-武威-金昌-永昌-山丹-张掖-高台-清水-酒泉-嘉峪关-矿区

B.省公司-白银

C.省公司-兰州分公司

甘肃OTN省干传输网络整体结构图如下:

2.3 OTN传输网节点设备配置

按照公司基础网总体规划要求, 甘肃OTN省干传输网节点的设备技术必须符合未来综合多业务的长期发展, 初期配置必须满足现阶段各类业务的实际要求。

根据需求分析, 甘肃OTN省干传输网的实际业务需求为:

结合实际业务需求和组网模式, 甘肃OTN省干传输网的节点初期配置分为三类, 分别是核心层节点配置 (省中心) 、OTM (一般地市) 节点配置和OLA (光中继站) 配置。

1) 核心层节点:核心层节点传输容量初期要求较大, 调度方向较多, OTN设备按照100G×80波电交叉模式配置, 交叉容量不小于1.2T。线路侧按照节点方向配置板件、支路侧按照业务需求配置板件, 主控与交叉板按照主备1+1方式配置。

备注:兰州分公司ANY板配2路2.5G模块, 剩余配GE模块。100G线路板“6”表示6块100G线路板。线路板数量依据波道图配置。光层子架按照光方向数量进行配置。

2) OTM节点:OTM节点传输容量初期要求较大, 调度方向不多, OTN设备按照100G×80波电交叉模式配置, 交叉容量不小于1T。线路侧按照节点方向配置板件, 支路侧按照业务需求配置1块TQX板 (4×10G) , 1块THA板 (16×2.5G) , 主控与交叉板按照主备1+1方式配置。

备注:各分公司ANY板配2路2.5G模块, 剩余配GE模块。100G线路板“2”表示2块100G线路板。线路板数量依据波道图配置。光层子架按照光方向数量进行配置。

3) OLA节点:OLA节点为光中继站, 主要应用于OTM站点之间做光中继站使用。

2.4 网络保护方式

设备保护:基于OTN设备的冗余设计, 对关键模块必须按照传输方向分别配置子架, 交叉板、电源板、主控板要求按1+1热备份配置;

网络保护:系统环网保护采用1+1 ODUk SNCP方式。

摘要：2012年, 随着甘肃全省广电网络的整合, 高清、互动视频点播、宽带数据以及集团专线业务的拓展在全省范围内逐步展开, 由于业务量的不断增大, 原省干传输网络采用华为2.5G SDH系统在带宽上已开始出现瓶颈, 为确保省广电网络公司与各市州分公司业务的互联互通, 建设一张大容量、多业务、高可靠, 能够满足当前和未来业务发展需求, 并基于现有光缆线路的新一代省干光传输网迫在眉睫。在此背景下, 甘肃省广电网络公司按照广电总局下一代广播电视网 (NGB) 的总体规划思路, 积极借鉴行业经验, 确立建设国内首个相干100G OTN骨干传输网络。该项目采用华为先进的100G OTN光传送网技术和设备, 一期工程于2012年底开始建设, 2013年2月初完工, 目前已通过验收并投入试运行。二期工程建设也已提上日程, 设计规划和勘测已于近期展开。该文主要针对项目所涉及的OTN技术, 以及在甘肃广电100G-OTN省干组网中的应用做一简要介绍和探讨。

关键词：产生背景,分层结构,技术特点,100G-OTN

参考文献

[1]朗讯科技中国有限公司光网络部.光传输技术[M].北京:清华大学出版社, 北方交通大学出版社, 2003.

OTN技术及应用论文 篇7

OTN技术作为目前光通信的主流技术, 主要承载FE、GE及10GE以上的大颗粒业务, 在运营商网络中得到了大规模的成熟应用。安徽电力作为安徽省电力市场的主要提供者, 随着安徽经济的发展, 电力需求有爆发性的增长, 随之而来有大量的电力通信需求。电力业务量逐渐增长带来了带宽需求的爆发性增加, 现网的MSTP网络已经在网运行多年, 在带宽、设备形态、成本等诸方面都存在着不足。考虑到OTN技术能够提供高速度带宽, 而且在电信运营商网络已经应用多年, 得到了较为广泛的验证, 技术上比较可靠, 在业务承载颗粒、安全性等方面都能满足电信级要求。因此, 安徽电力考虑采用OTN技术来建设下一代电力通信骨干网, 覆盖重要的省局、市局节点及变电站节点。

一、安徽电力的业务需求

安徽电力通信网的主要承载需求有调度数据网和综合信息网两部分业务。调度数据网业务为低时延、保护要求高的业务, 颗粒度相对较小, 从安全性及成熟度考虑, 主要承载在MSTP网络上, 能够保障电力生产的平稳运行。主要业务颗粒为E1、155M, 采用MSTP网络的刚性管道, 能够满足调度数据的承载需求。

综合信息网业务主要为办公自动化系统、视频会议、客户服务系统等业务, 颗粒度大, 对安全及时延等网络要求相对调度数据网业务要低。综合信息网的业务颗粒主要为GE、10GE等大颗粒业务, 目前办公自动化系统、视频会议等业务需求主要为GE, 后续随着带宽需求的增加, 10GE业务颗粒将逐渐增多。

二、OTN网络规划及具体业务需求

根据业务需求及投资, 本项目采用40*10G的系统, 系统支持40波, 单波10G容量。业务站点覆盖到省公司1老楼、省公司2新大楼、阜阳备调、15个地市公司、20个500KV伏变电站 (其中河沥站为OLA站点) 和6个220KV变电站 (其中宁国为OLA站点) , 共44个站点。主要承载GE、10GE、10G SDH、2.5G SDH等业务。

由于覆盖站点较多, 一次建成投资较大, 本项目采用分2期建设的方式, 具体网络拓扑图如图1:

从图中可以看到, 一期网络建设后, 基本覆盖了主调 (省公司1老楼、省公司2新楼) 、阜阳备调和18个500KV变电站, 满足最重要生产站点的业务需求, 同时可以提升运维人员的操作能力。二期工程实施范围是15个地市公司、新增的2个500KV变电站、6个220KV变电站。通过一、二期网络建设, 基本建成覆盖全安徽重要变电站的完整覆盖网络。

具体承载业务如下:

1、阜阳备调到省公司1 (老楼) 之间开通2条10GE加1条GE业务, 业务路由采用电交叉1+1保护方式。

2、阜阳备调到省公司2 (新楼) 之间开通3条10GE加4条GE业务, 业务路由采用电交叉1+1保护方式。

3、省公司1 (老楼) 和省公司2 (新楼) 之间开通4条GE业务, 不保护。

4、除淝河变外, 其他每个500KV变电站开通1条GE业务分别到阜阳备调和省公司。采用二次汇聚的方式, 既将4-5个500KV变电站的GE先汇聚到某一个500KV变电站, 然后该500KV变电站再分别开通1条到阜阳备调和1条到省公司 (省公司1或者省公司2, 根据设计需要选择) 的GE业务;淝河变开通1条GE到濉溪变。业务路由采用电交叉1+1保护方式。

5、500KV皋城变、500KV官山变各增加开通2条2.5GGSDH到阜阳备调 (这两条SDH走不同波长) 。业务路由采用电交叉1+1保护方式。

6、每个220KV变电站各开通1条GE到省公司 (省公司1或者省公司2, 根据设计需要选择) 。业务路由采用电交叉1+1保护方式。

7、每个220KV变电站各开通1条GE到阜阳备调。业务路由采用电交叉1+1保护方式。

8、220KV安庆变开通2条GE到安庆公司, 220KV滁县变开通2条GE到滁州公司, 220KV池州变开通2条GE到池州公司, 220KV蚌埠变开通2条GE到蚌埠公司, 220KV太和变增开2条GE到阜阳备调。业务路由采用电交叉1+1保护方式。

9、除阜阳备调外, 其他15个地市公司分别开通1条10GE业务到省公司 (业务尽量均衡分担到省公司1和省公司2) , 业务路由采用电交叉1+1保护方式。

10、除阜阳备调外, 其他15个地市公司分别开通1条10GE业务到阜阳备调, 业务路由采用电交叉1+1保护方式。

11、在整个OTN网络中预留2个10G的SDH通道 (无保护) 。

12、在整个OTN网络中预留2个2.5G的SDH通道 (无保护) 。

部署一套网管系统Net Numen U31, 包括一套异地双机服务器 (2台部署在阜阳备调和省公司2) 和24台操作维护终端。网管系统提供北向接口。

从上述业务规划可以看出, 调度数据网的业务仍然承载在10G SDH和2.5GGSDH上, 没有直接承载在OTN网络上。本次建设的OTN网络主要承载综合信息网业务, 业务类型为GE和10GE业务, 通过OTN的电交叉1+1进行保护。

本次业务部署后, 共占用全部40波道中的34波, 第38, 39波为10G SDH预留波道, 第40波为2.5G SDH预留波道。其余空余波道可作为后续业务扩容用。

通过上述的网络设计, 既可以满足本期的业务需求, 也为后续业务增长提供较多的空间, 方便后续快速开展业务。

本期OTN设备采用中兴通讯ZXONE 8000系列设备, 该型号OTN设备具有在网应用时间长、成熟稳定、故障率低等优势, 在安全性上, 支持系统级、设备级和端口级的保护, 并在端口密度及节能方面均能满足安徽电力通信的需求。在实际工程开通并投入生产后, 该型设备运行良好。

四、安徽电力OTN网络后续规划及演进

随着“智能电网”建设的逐步深入, 以及OTN技术本身的发展及完善, OTN技术将在直接承载继电保护业务等高优先级业务方面进行尝试, 可以减少网络层次, 降低风险概率和提升维护效率。OTN网络MESH化也将成为发展趋势, 来适应“智能电网”要求。另外, 小型化的OTN设备在县变电站等小型站点的应用将开始普及。

依托安徽电力这张OTN网络, 考虑电力通信业务的实际需求, 并根据OTN技术发展的成熟度, 后续可在以下几方面进行考虑:

1、随着业务的逐步增加, 考虑对该网络进行80波的扩展;进行单波100G

2、考虑到小型化OTN设备的逐步成熟, 可在小变电站及重要基层节点部署小型化OTN设备, 构建从接入到核心的统一的高速电力通信网络。

总之, 安徽电力通信的OTN网络, 能够满足安徽电力通信近期的业务需求, 对于后续电力通信的需求, 通过对网络进行升级扩容等方式, 也能很好的支持电力生产的需求。对于小型化OTN的研究需要根据实际的带宽需求及时进行部署, 使得安徽电力能够拥有一张技术先进、带宽充足、安全第一、面向未来的网络。

摘要：光传送技术是电信网络发展的关键技术之一。本文介绍了OTN技术在安徽电力的应用, 以及后续规划及演进。

关键词：OTN,电力通信网,规划

参考文献

[1]秦元东G.709光传送网 (OTN) 的基本应用通信世界2006年10月

[2]吴秋游, 面向多业务的OTN演进邮电设计技术, 2010 (9)

OTN交叉技术的应用 篇8

OTN(Optical Transport Network,光传送网)网络已被广泛应用,是未来传送网的发展方向。通常认为,OTN与传统波分复用(WavelengthDivision Multiplexing,WDM)最主要的区别是增加了交叉和保护功能,使其更符合目前的综合业务承载应用。但是从目前实际情况来看,一般仅用到OTN最基本的波分复用功能,而交叉功能利用率很低,并且保护功能也由于投资、运维成本等方面的原因大多未被采用,没有充分发挥出OTN的技术优势。虽然交叉技术是OTN最具代表性的功能之一,但是通常仅在网络建设调测时使用一次,后期网络运行时基本没有涉及,未能体现OTN灵活的业务调度能力。为此,本文主要以OTN网络环阻应急抢通为例,介绍几种OTN交叉功能的应用场景,以此来探索未来在没有引入自动交换光网络(Automatically Switched Optical Network,ASON)的情况下,如何更好地利用OTN交叉技术。

1 OTN交叉技术简介

OTN是以WDM技术为基础,融合了同步数字体系(SDH)灵活的调度能力和强大的保护能力等优势技术,是SDH与WDM相结合的产物。其中调度能力就是由交叉技术实现的,因此可以说,交叉功能是OTN区别于WDM的最显著的标志之一。OTN的交叉技术可分为光交叉和电交叉。OTN光交叉技术提供了光信道层(OCh)调度能力,可实现波长级别业务的调度和保护恢复,省却了传统WDM设备波长级别业务调度的O-E-O转换过程。OTN电交叉技术完成光通路数据单元(ODUk)级别的电路交叉功能,支持子波长和波长级别的交叉和调度,使原来光转化单元(Optical TransformUnit,OTU)线路侧与支路侧一对一的关系转变为多对多,为OTN网络提供灵活的多方向多业务的电路调度和保护能力。从用户操作的角度来说,OTN光交叉技术是完成两个OTU线路侧业务之间的调度,使两个不同波长的业务能够直接交叉;而OTN电交叉技术是完成OTU线路侧与支路侧之间的业务调度,使支路侧端口可与线路侧端口任意交叉,使支路侧业务可以占用任意波道,突破了传统OTU波道与支路一一对应的限制［１－２］。

2 OTN交叉功能应用举例

2.1 在环阻应急割接中的应用

OTN在地市级传送网的应用主要是承载SDH、分组传送网(PTN)两个网络的汇聚层业务。汇聚层环阻将导致大面积掉站,在以前没使用OTN(即光缆直接承载)时,当某汇聚点有第三路由时,可以利用人工倒换纤芯的方式来抢通业务,但人工倒换需要花费较长时间(包括路程、多站点配合、查询纤芯资源、倒换过程等),影响抢通业务的效率。现在利用OTN强大的业务调度能力,在有第三路由的情况下可以实现快速抢通环阻,提高故障处理效率,使故障影响降至最低。

图1为模拟某地传送网的拓扑图,图中各站点均为汇聚节点,其中站点A为该地市的枢纽楼,其余各站点的PTN汇聚层业务均由OTN承载,从OTN环的两个方向直连至站点A。某日站点F到站点E和站点D的光缆断,导致站点F及其所在区域内基站大面积退服。维护人员通过网管配置站点F、站点E的电交叉业务,以及站点H、站点G的光交叉业务,利用经由站点H、站点G的备用波道(如图1中的虚线所示),快速导通了原来经过站点E方向的PTN汇聚层业务,避免了长时间的大面积掉站。

利用OTN交叉功能进行环阻时的第三路由应急割接,从规划到实施可分为四步:a.网络规划,即统计OTN资源,主要是第三路由(第三出口)信息,包括路由局向、中间点和落地点、备用波道资源等,其中备用波道又分为设计的专用备用波道和利用板件剩余资源组成的备用波道等。b.调试第三路由备用波道,逐段进行测试,做好业务倒换准备,随时准备应急割接。c.在发生传输网环阻时,在OTN网管上做交叉业务(包括两端站点的电交叉和中间节点的光交叉),导通第三路由。d.故障恢复后将业务割接回原路由。

2.2 在其他方面的应用

OTN交叉功能有多种应用情况,在工程割接时,无论是光缆割接还是设备割接,都要中断SDH、PTN环的其中一个方向,给网络带来一定的风险。如割接前事先将需要中断的业务通过OTN的交叉功能调整至其他路由冗余波道上,这样就可保证在割接进行时业务依旧具有双路由保护,降低了割接带来的风险。此外,某些线路侧OTU单盘上的波长是固定的,可能当地没有该波长单盘的备件,当某块OTU发生故障时,可以利用OTN交叉功能将业务的某一段落或者全程临时调整至其他波道,使业务不中断。以上应用实例表明,熟练掌握OTN交叉技术对于传送网的安全稳定运行至关重要。

3 结束语

PTN+OTN技术及其应用 篇9

传输网经历了PDH向SDH/MSTP、WDM的发展演变, 但随着电路业务承载需求不足, 全业务运营和承载IP化快速发展, 为满足全业务统一承载、超大容量、高速传送和更好的网络生存能力, PTN和OTN联合组网应用成为传输网的首选。

1 PTN技术

PTN (Packet Transport Network) , 即分组传送网, 是在客户业务和底层光传输媒质之间设置了一个层面, 对分组业务流量的突发性和统计复用传送的要求而设计的一种光传送网络架构和技术[2]。该技术基于MPLS-TP协议, 融合了SDH和数据通信的技术优点, 并且能够和现有技术很好地融合。承载上, 它以分组作为传送单位, 承载电信级以太网业务为主, 兼容传送网原有TDM、ATM和FC等业务, 且具有更低的成本。维护管理上, 具有高可用性、可靠性、高效的带宽管理机制, 高效的流量工程, 便捷的OAM和网管。可以全业务统一承载, 有Qo S, 可以对客户侧业务进行各种控制, 特别适用于以IP业务为主的应用场景, 但它是单波, 容量有限, 所以比较适用于接入和汇聚, 在核心层以上就需要大容量传送的OTN来协助了。

2 OTN技术

OTN (Optical Transport Network) , 即光传送网络, 是由ITU-T G.872、G.709、G.798等建议所规范的全新“数字光传送体系”[3,4,5]。它以波分复用技术为基础, 融合了SDH在管理维护方面的优点, OTN将解决传统WDM网络无波长/子波长业务调度能力、组网能力弱、保护能力弱等问题。在光域内, OTN可以实现业务信号的传递、复用、路由选择、监控, 保证其性能和生存性;OTN支持多种上层业务和协议, 是下一代网络演进的基础。

3 PTN+OTN联合组网

3.1 业务需求分析和预测

电信全业务竞争, 同时移动业务宽带化、网络扁平化、网络自管理和网络承载高质量的发展趋势, 带来传输网带宽海量提高。某网业务承载如表1所示, 近期和远期对于汇聚和核心层的带宽需求在100 Gbit/s之上。思科的统计数据 (预测) 表明, 从2009年到2014年, 全球IP流量将翻两番, 将会以34%的年均复合增长率快速增长, CAPEX表明, 投资商需要更多的投资、更大竞争压力和更低的每比特成本。预计LTE基站平均带宽超过300 Mbit/s, 理论峰值可达450~630 Mbit/s, 基站需要深度覆盖, 网络节点成倍增长。

首先是业务流量需要。在线视频、交互式游戏和云计算业务增长迅速, 超大型数据中心和数据基地建设大规模开展, 数据中心之间、用户与数据中心之间的流量逐渐成为业务流量的主体, 且将呈现几何级数的增长。其次是分组承载需求。综合业务统一承载, 简化传统TDM、分组专线和宽带汇聚的运维, OTN设备逐年下沉, 与PTN设备相融合等。最后是光交叉需求。支持WDM+OTN+SDH交叉调度, 支持光层调度, ROADM设备逐步实现子波长和波带交换等。这些需求成为光传输网PTN和OTN发展驱动力。

3.2 各运营商组网分析

全球各大运营商纷纷将LTE作为无线网络演进的方向, 2013年12月4日工信部正式向三大运营商发布4G牌照, 中国移动、中国电信和中国联通均获得TD-LTE牌照, 中国运营商LTE (4G) 已经由实验转变为商用。各运营商的组网方案如图1和表2所示。

3.3 PTN+PTN联合组网

网络整体结构沿用2G/3G时代的Backhaul承载架构, 如图2所示。4G业务承载在核心层进行统一调度;4G业务有在S1-Flex, X2等接口, 需根据目的IP地址进行转发, 承载层具有L3功能。鉴于S1流量大, 而X2流量小的特点, 没有必要进行全面改动现行接入以及汇聚网架构和配置方式, 设计L2 VPN+L3 VPN的方案, 接入汇聚层采用L2 VPN, 核心调度新增PTN设备采用L3 VPN, 专用于LTE业务的承载。因此, 可以保留现有PTN网络, 2G/3G业务配置方式 (L2 VPN) 不变。

4 PTN+OTN混合组网在LTE的应用

4.1 组网设计

PTN+OTN混合组网在LTE的设计方案如图3所示, 接入采用业界最紧凑的10GE/GE一体化设备, 实现LTE大流量接入。融合型PTN方案, 采用L2 VPN+L3 VPN对业务进行承载;1588v2+同步以太方案, 满足TD-LTE同步需求;U31网管系统, 提供故障快速定位、性能监控以及端到端配置管理, 提供完善的互通方案, 与华为PTN实现对接, 并与爱立信、华为的e NB、a GW实现对接。接入汇聚层采用MPLS-TP L2 VPN, 提供强大的保护和OAM能力。LTE基站平均带宽320 Mbit/s, 峰值带宽达到640 Mbit/s, 核心层开启MPLS L3 VPN特性实现LTE业务动态调度。

4.2 联合组网的构建

PTN+OTN混合组网中OTN承载PTN, OTN视为透明的传送平台, 为汇聚层及接入层的PTN提供传送通道, 两者之间如服务层和客户层的关系, 相互独立。OTN建网承载现有网络的数据业务, 同时兼顾未来业务扩容。

PTN+OTN混合组网的核心是用户侧实现GE和2.5 Gbit/s业务接入功能, 可以实现GE和2.5 Gbit/s业务在同一个光波道混合传输, 提高了光波道利用率, 利用OTN多重灵活保护机制, 实现业务端到端的保护能力。PTN汇聚环配置大容量的设备实现数据业务的高效和安全承载, 汇聚环速率达到10GE, 汇聚节点设备提供大量GE/FE接口, 满足汇聚环内大量GE/FE业务的传输, 并保证带宽;接入用户侧的接入环速率达到GE、622 Mbit/s和2.5 Gbit/s, 实现传输网接入容量成倍增加。

4.2.1 汇聚接入环

汇聚接入环, 汇聚层作用是流量和端口收敛, 具有网络节点多和带宽压力大的特点, 采用环形或口字形, 每个汇聚环不超过6个汇聚点。

接入层作用接入末端业务节点, 具有网络节点多, 带宽压力小的特点, 采用环形、链形或环带链组网, 每个接入环不超过20个接入点。

采用PTN建网, L2 VPN E-line方案。对于S1/X2业务, 在接入汇聚层采用E-line配置, 从接入点配置到核心点, S1/X2业务通过E-line传到核心节点, 核心节点再做L3相应的处理。接入汇聚层沿用现有Backhaul架构, 充分继承2G/3G网络的运维习惯;最大化利旧2G/3G时代的业务配置原则, 接入和汇聚层网络可不作任何改动;现有的PTN网络可平滑支持4G业务的开通更加便于网络的未来演进。

4.2.2 核心环

核心层作用是接入汇聚层流量, 担当业务系统网关。具有网络节点少和带宽压力大的特点, 采用环形组网, 机房成对建设, 核心机房间实现全连接。

核心环建设利用OTN组网即IP over OTN/WDM。采用L3 VPN (静态路由方案) , 汇聚层以E-line承载的S1/X2业务在核心点终结, 通过内部虚拟子接口方式映射到VRF, 通过IP路由转发到本地或跨区域目的归属S-GW/MME。VRF之间的路由通过手工配置。仅需要在核心层增加L3 VPN组网, 这样网络改动最小化, 部署快速便捷, 维护更加高效。静态配置更便于网络的管理与维护 (资源控制、故障定位) 。

OTN定位核心骨干层, PTN定位汇聚接入层, OTN解决ALL-IP业务超长距离和超大带宽传输的问题, 为各种大颗粒业务提供传输通道。PTN利用OTN波道将汇聚业务调度至PTN所属业务落地站点 (或设备) 和业务的汇聚收敛上, 解决了OTN的刚性带宽分配和低带宽利用率, 无法对较小颗粒业务进行处理的问题。

4.3 组网保护

联合组网保护成为网络安全重点, 业务需要进行端到端或分段的保护, 可加入智能控制平面 (ASON) 。PTN和OTN在电源、网关和交叉等部件实行热备份保护 (1+1保护) ;OTN和PTN协调保护提供端到端的1+1或1∶1复用段保护。从接入侧到RNC设计分层端到端的保护;接入侧PE到汇聚侧PE设计1∶1的APS保护;汇聚层PTN—OTN—RNC核心节点配置成静态非负载分担LAG保护;OTN内部ODUK及OCH保护、路测为OLP、业务侧为1+1或1:N保护;核心节点到RNC之间使用非恢复的LAG保护, 两端GE口配置成自协商模式, RNC配置城主备模式。

4.4 联合组网的特点

PTN+OTN联合组网具有高起点、低代价和快部署的特点, 如表3所示。

PTN侧解决传输网对全业务统一承载的需求, OTN侧在原有DWDM的基础上提供了全业务更大容量、更高速率的业务传送, 并且极大地丰富了维护手段, 提高了故障定位能力。

5 结束语

PTN+OTN联合组网充分发挥两种新技术优势, 适应全业务的发展, 是具有丰富的业务接入需求 (用户端) 、高带宽利用率、调度业务灵活、组网灵活、保护完善、业务开通快捷、波长资源利用率高和长距离、大带宽、大容量等优势的传送网络, 是运营商选择的最佳组网方案。

摘要：运营商网络经历了PDH、SDH、MSTP和WDM的发展, 随着3G/4G业务的全IP化和大客户业务的宽带化, 以及移动互联业务的高速发展, 运营商需要更大带宽、更高速率、更可靠业务保护和更多样化QoS的传输网络, 现有传输网络已经无法完成新业务的承载需求。PTN和OTN技术的出现弥补了现有网络的缺陷, 其联合组网有利于推动城域传输网向着扁平化网络演进。介绍了PTN和OTN的概念, 探讨三家运营商的组网方案, 提出PTN+OTN联合组网的应用案例。

关键词：运营商,数据业务,应用案例

参考文献

[1]王青郁.OTN技术在城域传送网的应用分析[J].移动通信, 2012 (16) :47-51.

[2]魏涛, 张宾.OTN+PTN联合组网模式分析[J].通讯世界, 2010 (8) :56-58.

[3]卜爱琴.新一代光传送网OTN技术及应用[J].天津职业院校联合学报, 2014 (2) :80-83.

[4]李轶鹏, 万征, 杨浩.电力通信网OTN+PTN组网的若干关键技术研究[J].华东电力, 2014 (2) :298-302.