光传送网(OTN)原理介绍

光传送网络新技术介绍（试行版）光传送网络新技术介绍（试行版）光传送网络新技术介绍OTNOTN中国移动通信集团四川有限公司中国移动通信集团四川有限公司网络管理中心网络管理中心-2-光传送网络的发展 光传送网络的基本概念 OTN信号结构介绍 OTN设备举例简介-3-PDH：准同步数字传输系统；SDH：同步数字传输系统；MSTP：多业务传送平台DWDM：密集波分复用系统；ASON：自动交换光网络（智能光网络）光传送网络的发展光传送网络的发展市场需求的发展凸显了各项技术的优势，同时也发现了各项技术的瓶颈。市场需求的发展凸显了各项技术的优势，同时也发现了各项技术的瓶颈。196619668080年代年代9494年年9999年年9090年代初年代初9898年年19761976DWDM 开始建设SDH标准完善PDH仍为主力实用化产品出现SDH逐步成为传输主力设备PDH产品开始规模使用高锟提出光传输理论DWDM规模建设，全光网试验MSTP/ASON0202年年-4-PDHPDH（准同步数字传输系统）（准同步数字传输系统）解决的问题实现光传输的接口标准实现光传输的存在的瓶颈没有实现标准的全球统一时分复用机制复杂维护管理能力差-5-SDHSDH（同步数字传输系统）（同步数字传输系统）B1B1B2B2B3B3C1C1C2C2C3C3A1A1A2A2A3A3C2C2A2A2D2D2B1B1C1C1D1D1B2B2A3A3A1A1D1D1D2D2D3D3D3D3B3B3C3C3C-4C-3VC-3VC-3VC-12VC-12VC-11VC-11TU-3TU-12TU-11TUG-2TUG-3VC-3VC-3VC-4VC-4AU-4AU-3STM-Nx3x3x1x1xNxNx3x3x7x7x1x1x3x3x4x4139264 Kbit/s（E4E4）ATM44736 Kbit/s（T3T3）34368 Kbit/s（E3E3）2048 Kbit/s（E1）1544 Kbit/s（T1T1）AUGC-12C-11RSOHRSOHAU pointerMSOHMSOHPOH270C424301解决的问题统一标准和帧结构同步复用和兼容PDH强大保护机制开销和强大的管理能力存在的瓶颈最高传送速率受限智能化保护机制受限多业务接口受限-6-MSTPMSTP（多业务传送平台）（多业务传送平台）/ASON/ASON（自动光交换网络）（自动光交换网络）MSTPNGN综合接入综合接入L2/L3IP/ATMDSLAMBTSNode BPSTN接入设备接入设备业务接入业务接入PSTNGSMATMGSRNGN软交换软交换3G核心交换核心交换业务传送业务传送ASON通过SDH设备硬件升级实现多业务接入和智能保护功能-7-WDMWDM（波分复用系统）（波分复用系统）SDHIPLeased lineATM.WDMMUX12345解决的问题大容量传送对数据率“透明”按光波长复用和解复用平滑扩容兼容多业务接入存在的瓶颈保护机制简单业务调度能力差A.监控能力较差-8-OTNOTN基本概念介绍基本概念介绍OTNOTN：Optical Transport NetworkOptical Transport Network光传送网络光传送网络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”。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。光传送网面向IP业务、适配IP业务的传送需求已经成为光通信下一步发展的一个重要议题。光传送网从多种角度和多个方面提供了解决方案，在兼容现有技术的前提下，由于SDH设备大量应用，为了解决数据业务的处理和传送，在SDH技术的基础上研发了MSTP设备，并已经在网络中大量应用，很好地兼容了现有技术，同时也满足了数据业务的传送功能。随着数据业务颗粒的增大和对处理能力更细化的要求，业务对传送网提出了两方面的需求：一方面传送网要提供大的管道，这时广义的OTN技术（在电在电域为域为OTHOTH，在光域为，在光域为ROADMROADM）提供了新的解决方案，它解决了SDH基于VC-12/VC4的交叉颗粒偏小、调度较复杂、不适应大颗粒业务传送需求的问题，也部分克服了WDM系统故障定位困难，以点到点连接为主的组网方式，组网能力较弱，能够提供的网络生存性手段和能力较弱等缺点-9-OTN VS SDH+DWDMOTN VS SDH+DWDM绵阳乐山府青资阳高升桥内江2府青SDHSDH业务SDHSDH业务SDHSDH业务SDHSDH业务南充遂宁CRAR传统的端到端传统的端到端DWDMDWDM不提供不提供波长管理，依靠人工跳纤方波长管理，依靠人工跳纤方式实现波长的基本调度。式实现波长的基本调度。DWDMDWDM提供端到端的波道，提供端到端的波道，作为大颗粒业务通道，并提作为大颗粒业务通道，并提供供1+11+1的路由保护。的路由保护。SDHSDH提供小颗粒业务通道，提供小颗粒业务通道，实现实现VC12/VC4VC12/VC4业务的交叉，业务的交叉，提供多种业务保护方式。提供多种业务保护方式。-10-光纤光纤/管道管道WDMWDMSDHSDHTDMTDMIP/MPLS/IP/MPLS/以太网以太网目前目前IP over SDH over WDMIP over SDH over WDM不再适应大颗粒不再适应大颗粒IPIP分组业务传送！分组业务传送！光传输网络结构现状光传输网络结构现状SDHSDH基于基于VC-12/VC4VC-12/VC4交交叉，大颗粒分组业务封叉，大颗粒分组业务封装效率低；装效率低；WDMWDM管理功能弱，仅管理功能弱，仅通过通过J0,B1J0,B1进行质量监控进行质量监控;WDMWDM组网能力弱，点组网能力弱，点到点连接网络保护方式到点连接网络保护方式不完善；不完善；网络层次多，功能部分网络层次多，功能部分重叠。重叠。-11-OTN VS SDH+DWDMOTN VS SDH+DWDMOTNOTN类似于类似于SDHSDH组网方式，一个网元对应多个方向，核心主架设备实现多个方向的业务交叉。组网方式，一个网元对应多个方向，核心主架设备实现多个方向的业务交叉。OTNOTN提供各类型的大颗粒业务通道，并提供多样的保护方式。提供各类型的大颗粒业务通道，并提供多样的保护方式。OTNOTN类似于类似于SDHSDH，实现，实现ODUk/OTUkODUk/OTUk级别的大颗粒业务交叉。级别的大颗粒业务交叉。绵阳南充遂宁高升桥府青资阳内江2乐山宜宾SDHSDHSDHSDHCRAR进入全进入全IPIP时代以后，小颗粒业务完全消失，时代以后，小颗粒业务完全消失，OTNOTN完全替代完全替代SDHSDH。第一路由第一路由第二路由第二路由第三路由第三路由-12-OTNOTN替代替代SDH+WDMSDH+WDM光纤光纤/管道管道OTNOTNTDMTDMIP/MPLS/IP/MPLS/以太网以太网IP over OTNIP over OTN适应大颗粒适应大颗粒IPIP分组业务传送！分组业务传送！ODUkODUk适应大颗粒分组适应大颗粒分组业务封装；业务封装；G.709G.709支持比支持比SDHSDH更强更强大的维护管理开销；大的维护管理开销；组网能力强，可支持多组网能力强，可支持多种网络拓扑，网络保护种网络拓扑，网络保护方式较完善；方式较完善；网络层次简化。网络层次简化。-13-v客户信号的传送功能（SDH 10G;WDM 10G/OCH;OTN 100G/OCH）v客户信号的复用功能（SDH STM-N;WDM OCH;OTN ODUk）v客户信号的交叉（路由）功能（SDH 有;WDM 无;OTN 有）v客户信号的监测功能（SDH ECC;WDM OSC;OTN TCM）v客户信号的生存性保障功能（SDH MSP/SNCP/PP/ASON;WDM OLP/OCP;OTN OCP/OLP/OWSP/ODUk SPRing/ASON/SNCP）OTNOTN基本功能基本功能-14-OTNOTN分层结构分层结构OTN纵向分层纵向分层光通路层（光通路层（OCh）光通路（OCh）：3R再生点之间提供透明网络连接 光通路传送单元(OTUk)：3R再生点之间提供信号监测 光通路数据单元（ODUk，包括光通路净荷单元（OPUk）：串联连接监视（ODUkT）、端到端通路监测（ODUkP）、OPUk的适配光复用段层（光复用段层（OMS）光传送段层（光传送段层（OTS）光通道层光通道层光复用段层光复用段层光传送段层光传送段层-15-OTNOTN带宽颗粒带宽颗粒网络呼叫控制器连接控制器路由控制器链路资源管理器协议控制器物理设备物理设备SDH带宽颗粒OTN带宽颗粒VC-12/VC-4VC-12/4-xV/CODU1/ODU2/ODU3OPUk-xV;波长低于低于ODU1速率的业务（如速率的业务（如GE等）适配？等）适配？高于高于ODUk速率的业务（如速率的业务（如10GE/40GE/100GE）适配？）适配？ODUk交叉容量？交叉容量？OTN光层调度颗粒（增强波长调度和监控能力）光层调度颗粒（增强波长调度和监控能力）-16-三个新的层：一个“Gbit/s”通道层 OCh 两个段层 OMSn OTSn 单通道段层 OPS0客户信号 IP/MPLS ATM Ethernet STM-NOptical Multiplex Section(OMSn)layer networkOptical Transmission Section(OTSn)layer networkOptical Transport Module of order n(OTM-n,n 1)IP/MPLSATMETHERNETSTM-NOTMPhysicalSection(OPSn)OTM-0OTM-nr,n1STM-NGbEInterworkingwith pre-OTNOptical Channel(OCh)layer networkOTNOTN网络分层和客户侧信号网络分层和客户侧信号-17-以OTSn,OMSn,OCh,OTUk,ODUk,OPS0 踪迹为例通过OTM-0,OTM-n和STM-N专线传输STM-N信号DXC3R3R3ROTSnOTSnOTSnOTSnOTSnOMSnOMSnOMSnSTM-NODUkClientClient3RDXCOPS0OSnOTM-0OTM-nSTM-NODXCOCADMLTRRLTLT Line Terminal w/optical channel multiplexingOCADM Optical Channel Add/Drop MultiplexerODXC ODU Cross-Connect3R O/E/O w/Reamplification,Reshaping&Retiming and monitoringR RepeaterOCh,OTU kOCh,OTU kOCh,OTUkOTNOTN网络层踪迹网络层踪迹-18-OTNOTN网络层次网络层次Optical Transport ModuleOPSnOTUkOptical Channel(OCh)光通路光通路Optical Channel Carrier(OCC)光通路载波光通路载波OCCOCCOCCClientODUkFECOHOCh Transport Unit(OTUk)光通路传送单元光通路传送单元OPUkOHOCh Data Unit(ODUk)光通路数据单元光通路数据单元ClientOHOCh Payload Unit(OPUk)光通路净负荷单元光通路净负荷单元WrapperAssociated overheadOPS0Optical Physical Section光物理段光物理段OTM Overhead SignalOTM开销信号开销信号Optical Supervisory Channel光监控信道光监控信道OSCOOSOSCOHOHOHNon-associated overheadOMSnOTSnOptical Multiplex Section光复用段光复用段Optical Transmission Section光传送段光传送段-19-382540801781415161738241234OPU k PayloadOPUk OHOPUk-Optical Channel Payload UnitODUkODUk-Optical Channel Data UnitClient Signalmapped inOPUk PayloadClient SignalOTUkFECOTUk OHOTUk-Optical Channel Transport UnitAlignmAlignmentk indicates the order:1 2.5G2 10G3 40GOTUk bit rate:255/(239-k)*STM-NODUk bit rate:239/(239-k)*STM-NOTNOTN帧结构帧结构-20-AlignmOPU k PayloadOPUk OHODUkOTUk OH1234116RowColumn78FRAME ALIGNMENT OVERHEAD AREAOTUk SPECIFIC OVERHEAD AREAODUk SPECIFIC OVERHEAD AREA1415OPUk SPECIFICOVERHEADAREAPSIEXPTCMACTTCM5TCM4TCM3TCM2TCM1TCM6GCC1GCC2FTFLPMRESRESAPS/PCCSMRESGCC0FASMFAS01109127FaultIndicationFieldOperatorIdentifierOperator Specific128 129138137255FaultIndicationFieldOperatorIdentifierOperator SpecificForwardBackwardFTFLMapping&ConcatSpecificMapping&ConcatSpecific25501PTTTIBIP-812345678123PM12345678BEIBDISTAT12345678015Source AccessPoint Identifier3263Operator Specific1631Destination AccessPoint IdentifierTTITCMiSTATTTIBIP-81234567812312345678BEI/BIAEBDI12345678RESIAETCMiTTIBIP-81234567812312345678BEI/BIAEBDI12345678MFAS:MultiFrame Alignment SignalPCC:Protection Communication Control channelPM:Path MonitoringPSI:Payload Structure IdentifierRES:Reserved for future international standardisationSM:Section MonitoringTCM:Tandem Connection MonitoringACT:Activation/deactivation control channelAPS:Automatic Protection Swiching coordination channelEXP:ExperimentalFAS:Frame Alignment SignalFTFL:Fault Type&Fault Location reporting channelGCC:General Communication ChannelJCJCJCNJOPJORESRESRESOTNOTN帧开销帧开销-21-BDI:Backward Defect IndicationFDI-O:Forward Defect Indication-OverheadFDI-P:Forward Defect Indication-PayloadOCI:Open Connection IndicationPMI:Payload Missing IndicationTTI:Trail Trace IdentifierNon-Associated overheadOTSnn32OCh1General Management CommunicationsVendorSpecificOMSnFDI-OFDI-POCIBDI-OBDI-PPMIFDI-PFDI-OBDI-OBDI-PPMITTIOTNOTN帧开销帧开销-22-OTNOTN基本速率基本速率-23-OTNOTN基本速率基本速率-24-ODU3OPU3x 1OTU1VOTU2VOTU3Vx 1x 1x 1MappingMultiplexingODU2OPU2x 1x 4x 16 ODU1OPU1 Client SignalClientSignalx 1Client Signalx 4ODTUG3ODTUG2x 1x 1OTNOTN映射结构映射结构-25-波分设备面板图波分设备面板图线路板合波板分波板单波板-26-SDHSDH设备面板图设备面板图交叉板业务光口板-27-OTNOTN设备面板图设备面板图线路板合波板分波板交叉板业务单波板-28-小结小结v OTN网络特征：可管理性 类似于SDH的体系、帧结构、开销 面向未来，面向IP 基于DWDM的大颗粒业务 更加智能 基于ASON的智能协议 多业务接入和交换 类似于MSTP多类接口、二层交换功能 大容量和高可靠性 基于DWDM的大容量，类似于SDH的多种保护方式v OTN现阶段应用层面：用于干线和本地城域网骨干层。v OTN代表设备：华为OSN6800，OSN8800。感谢您的阅读收藏，谢谢！