梁日升

【摘 要】近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展以及社會(huì)的不斷進(jìn)步，通信技術(shù)在人們的生產(chǎn)生活中的影響越來(lái)越大。在全業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)時(shí)代，電信運(yùn)營(yíng)商都將轉(zhuǎn)型成為綜合服務(wù)提供商。業(yè)務(wù)的豐富性帶來(lái)對(duì)帶寬的更高需求，直接反映為對(duì)傳送網(wǎng)的能力和性能的要求。光傳送網(wǎng)技術(shù)由于能夠滿(mǎn)足各種新型業(yè)務(wù)需求，從幕后漸漸走到臺(tái)前，成為傳送網(wǎng)發(fā)展的主要方向。

【關(guān)鍵詞】O T N；傳送技術(shù)；傳統(tǒng)波分；比較；差異

【中圖分類(lèi)號(hào)】TJ768.4【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A【文章編號(hào)】1672-5158（2013）07-0102-01

1 前言

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是通過(guò)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”，解決了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(wèn)題，也部分克服了WDM系統(tǒng)故障定位困難，以點(diǎn)到點(diǎn)連接為主的組網(wǎng)方式，組網(wǎng)能力較弱，能夠提供的網(wǎng)絡(luò)生存性手段和能力較弱等缺點(diǎn)。

廣義的OTN技術(shù)（在電域?yàn)镺TH，在光域?yàn)镽OADM），ROADM側(cè)重于波長(zhǎng)調(diào)度（方向/波長(zhǎng)數(shù)），OTH側(cè)重于子波長(zhǎng)調(diào)度和保護(hù)/恢復(fù)（交叉顆粒/容量），ROADM和OTH是共存發(fā)展而不是相互對(duì)立的關(guān)系，兩者選擇根據(jù)應(yīng)用需求和應(yīng)用場(chǎng)景。

WDM技術(shù)是利用單模光纖的帶寬以及低損耗的特性，采用多個(gè)波長(zhǎng)作為載波，允許各載波信道在光纖內(nèi)同時(shí)傳輸。把不同波長(zhǎng)的光信號(hào)復(fù)用到同一根光纖中進(jìn)行傳送，這種方式我們把它叫做波分復(fù)用（Wavelength Division Multiplexing）

2 OTN與傳統(tǒng)波分的差異

2.1 技術(shù)體制

OTN技術(shù)兼有傳統(tǒng)SDH/SONET和WDM的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)又保持了對(duì)它們的兼容能力。在光層，OTN可以實(shí)現(xiàn)大顆粒的處理，類(lèi)似于WDM系統(tǒng)；在電層，OTN使用異步的映射和復(fù)用，使得關(guān)鍵的交叉可采用最經(jīng)濟(jì)的空分交叉技術(shù)。

OTN目前定義的電層帶寬顆粒為光通路數(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(zhǎng)，相對(duì)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(duì)高帶寬數(shù)據(jù)客戶(hù)業(yè)務(wù)的適配和傳送效率顯著提升。

最初的WDM設(shè)備在信號(hào)結(jié)構(gòu)上并沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，僅僅是將各種業(yè)務(wù)直接通過(guò)O-E-O實(shí)現(xiàn)非特定波長(zhǎng)到特定波長(zhǎng)的轉(zhuǎn)換。OTN標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布后，由于其非常適合WDM的特點(diǎn)，而且有利于推進(jìn)不同廠(chǎng)家波分設(shè)備的互連互通，所以迅速成為WDM設(shè)備的事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。

DWDM技術(shù)是在波長(zhǎng)1550nm窗口附近，在EDFA能提供增益的波長(zhǎng)范圍內(nèi)，選用密集的但相互又有一定波長(zhǎng)間隔的多路光載波，這些光載波各自受不同數(shù)字信號(hào)的調(diào)制，復(fù)合在一根光纖上傳輸，提高了每根光纖的傳輸容量。

2.2 維護(hù)管理

OTN提供了和SDH類(lèi)似的開(kāi)銷(xiāo)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。另外OTN還提供6層嵌套串聯(lián)連接監(jiān)視（TCM）功能，這樣使得OTN組網(wǎng)時(shí)，采取端到端和多個(gè)分段同時(shí)進(jìn)行性能監(jiān)視的方式成為可能。為跨運(yùn)營(yíng)商傳輸提供了合適的管理手段。

TCM使得網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商能夠讓信號(hào)從自己的網(wǎng)絡(luò)入口點(diǎn)和出口點(diǎn)對(duì)該信號(hào)進(jìn)行監(jiān)控。這6個(gè)監(jiān)控字段的結(jié)構(gòu)與PM字段相同，并且支持從下列應(yīng)用情形中的一個(gè)或多個(gè)對(duì)ODUk連接進(jìn)行監(jiān)控：

①通過(guò)公用網(wǎng)絡(luò)對(duì)ODUk連接進(jìn)行UNI到UNI的監(jiān)控。

②通過(guò)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商對(duì)ODUk進(jìn)行NNI到NNI監(jiān)控。

③為保護(hù)切換進(jìn)行子層監(jiān)控，以及檢測(cè)信號(hào)故障或劣化狀況。

④監(jiān)控匯接連接，對(duì)故障進(jìn)行定位或驗(yàn)證。

在DWDM系統(tǒng)中，采用獨(dú)立的1510nm波長(zhǎng)（速率為2Mb/s）承載光監(jiān)控信道（OSC），傳送網(wǎng)管、公務(wù)和監(jiān)控信息，幀結(jié)構(gòu)符合G.704，實(shí)際用于監(jiān)控信息傳送的速率為1920kb/s。0SC光監(jiān)控信道是DWDM系統(tǒng)工作狀態(tài)的信息載體。在DWDM系統(tǒng)中，OSC是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的子系統(tǒng)，傳送光信道層、光復(fù)用段層和光傳輸段層的維護(hù)和管理信息，提供公務(wù)聯(lián)絡(luò)及使用者通路，同時(shí)它還可以提供其它附加功能。OSC主要包括的子系統(tǒng)功能為：OSC信道接收和發(fā)送、時(shí)鐘恢復(fù)和再生、接收外部時(shí)鐘信號(hào)、OSC信道故障檢測(cè)和處理及性能監(jiān)測(cè)、CMI編解碼、OSC幀定位和組幀處理、監(jiān)控信息處理。性能的監(jiān)測(cè)（B1、J0、OPM、光放監(jiān)測(cè)），可由業(yè)務(wù)接入終端完成。模擬量監(jiān)測(cè)功能和B1誤碼監(jiān)測(cè)功能，提供不中斷業(yè)務(wù)的多路光通道性能監(jiān)測(cè)（包括各信道波長(zhǎng)、光功率、光信噪比），適時(shí)監(jiān)測(cè)光傳送段和光通道性能質(zhì)量，提供故障定位的有效手段。

2.3 效能

OTN應(yīng)用在干線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中，為保證高可靠性和實(shí)施靈活的帶寬管理，通常物理上采用網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)，在網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)策略上可以采用基于OADM的共享保護(hù)環(huán)方式，也可以采用基于OXC的網(wǎng)格恢復(fù)結(jié)構(gòu)。OTN應(yīng)用在城域網(wǎng)中和接入網(wǎng)中則主要采用環(huán)形結(jié)構(gòu)。

ROADM是波分設(shè)備采用的一種較為成熟的光交叉技術(shù)。利用現(xiàn)有技術(shù)，ROADM可以較為方便的實(shí)現(xiàn)4個(gè)光方向每個(gè)光方向40或80波的交叉，交叉容量1.6T或3.2T。預(yù)計(jì)將來(lái)可以很快支持8個(gè)光方向，適用于大顆粒業(yè)務(wù)。在現(xiàn)有技術(shù)條件下，大容量時(shí)成本明顯低于電交叉技術(shù)，在小容量時(shí)成本高于電交叉。傳輸距離可能受到色散，OSNR和非線(xiàn)性等光特性的限制，增加OTU中繼可以解決這個(gè)問(wèn)題，但成本過(guò)高。

電交叉，包括多種實(shí)現(xiàn)方式，例如基于SDHTSI時(shí)隙交換的交叉，基于ODU1的交叉，交叉容量低于光交叉，目前技術(shù)最大也就T比特量級(jí)，支持子波長(zhǎng)一級(jí)的交叉，適用于大顆粒和小顆粒業(yè)務(wù)。容量低時(shí)有成本優(yōu)勢(shì)，容量高時(shí)成本很高。O-E-O技術(shù)使得傳輸距離不受色散等光特性限制

OTN更適合于構(gòu)建以IP業(yè)務(wù)為主的端到端寬帶業(yè)務(wù)承載網(wǎng)絡(luò)（IP Over OTN）。集成通道交叉連接功能的OTN，具備波長(zhǎng)/子波長(zhǎng)級(jí)復(fù)用、交叉連接能力，同時(shí)能夠提供強(qiáng)大的OAM功能。

傳統(tǒng)波分跟PDH類(lèi)似，只能組點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的鏈，不能對(duì)波長(zhǎng)進(jìn)行靈活調(diào)度，無(wú)法組成復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，不適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)IP化發(fā)展，個(gè)別地區(qū)部署了少量固定OADM或者ROADM節(jié)點(diǎn)組成環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)。

傳統(tǒng)WDM設(shè)備，使用TMUX方式將子速率業(yè)務(wù)直接復(fù)用到波道上，只能點(diǎn)到點(diǎn)的傳送，無(wú)法兼顧波道帶寬高利用率和端到端的靈活調(diào)度

由于早期技術(shù)限制，已經(jīng)部署的傳統(tǒng)WDM網(wǎng)絡(luò)調(diào)度能力較差，雖然也采用了G.709封裝結(jié)構(gòu)，但是目前系統(tǒng)對(duì)接都是采用客戶(hù)接口，OTN具有的強(qiáng)大OAM功能沒(méi)有得到應(yīng)用。未來(lái)WDM網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該向基于OTN的WDM網(wǎng)絡(luò)發(fā)展。首先應(yīng)該完善WDM設(shè)備對(duì)OTN開(kāi)銷(xiāo)的處理能力，并采用OTUk白光口進(jìn)行系統(tǒng)間對(duì)接。其次可采用OTN調(diào)度設(shè)備和現(xiàn)網(wǎng)WDM系統(tǒng)相配合的方式擴(kuò)展WDM網(wǎng)絡(luò)的靈活調(diào)度和保護(hù)能力。

現(xiàn)有WDM系統(tǒng)主要提供點(diǎn)到點(diǎn)高容量傳輸功能，在光層不支持組網(wǎng)和復(fù)雜的管理維護(hù)功能，相應(yīng)的組網(wǎng)功能主要通過(guò)SDH網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)，而OTN技術(shù)則是集成了SDH和WDM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)發(fā)展而來(lái)。但由于OTN的引入和規(guī)模應(yīng)用需要一定的完善過(guò)程，因此目前OTN和原有的SDH及WDM網(wǎng)絡(luò)首先要實(shí)現(xiàn)共存和互通。

從降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和運(yùn)維難度考慮，OTN網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)應(yīng)首先在單域、單廠(chǎng)家網(wǎng)絡(luò)內(nèi)使用，與傳統(tǒng)WDM系統(tǒng)對(duì)接可依舊采用SDH、以太網(wǎng)等業(yè)務(wù)接口，在設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化后可逐漸考慮在多域、多廠(chǎng)家環(huán)境使用。

3 結(jié)束語(yǔ)

OTN將解決傳統(tǒng)WDM網(wǎng)絡(luò)無(wú)波長(zhǎng)/子波長(zhǎng)業(yè)務(wù)調(diào)度能力、組網(wǎng)能力弱、保護(hù)能力弱等問(wèn)題。OTN采用異步映射、異步復(fù)用，不需要系統(tǒng)全網(wǎng)同步，消除了由于同步帶來(lái)的限制。經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，OTN技術(shù)已走向成熟，接口OTN化的SDH/SONET/WDM設(shè)備也已取得大量應(yīng)用。作為傳送網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的最佳選擇，可以預(yù)計(jì)，在不久的將來(lái)，OTN技術(shù)將會(huì)得到更廣泛應(yīng)用，成為運(yùn)營(yíng)商營(yíng)造優(yōu)異的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)、拓展業(yè)務(wù)市場(chǎng)的首選技術(shù)。

參考文獻(xiàn)

[1] 李允博.光傳送網(wǎng)（OTN）技術(shù)的原理與測(cè)試.人民郵電出版社，2013（04）

[2] 俆寧榕，周春燕.WDM技術(shù)與應(yīng)用.人民郵電出版社，2002（12）