教學(xué)PPT傳送網(wǎng)OTN光傳送網(wǎng)

1、第2章 傳 送 網(wǎng) 基于dwdm技術(shù)的otn正是為滿足未來ngn的需求而設(shè)計(jì)的。 otn與sdh/sonet傳送網(wǎng)主要的差異在于復(fù)用技術(shù)不同， 但在很多方面又很相似，例如，都是面向連接的物理網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng) 絡(luò)上層的管理和生存性策略也大同小異。比較而言，otn有以 下主要優(yōu)點(diǎn)： 第2章 傳 送 網(wǎng) (1) dwdm滿足用戶對(duì)帶寬持續(xù)增長(zhǎng)的需求。 (2) 由于dwdm技術(shù)獨(dú)立于具體的業(yè)務(wù)，同一根光纖的不 同波長(zhǎng)上接口速率和數(shù)據(jù)格式相互獨(dú)立，使得運(yùn)營(yíng)商可以在一 個(gè)otn上支持多種業(yè)務(wù)。otn可以保持與現(xiàn)有sdh/sonet網(wǎng)絡(luò) 的兼容性。 (3) sdh/sonet系統(tǒng)只能管理一根光纖中的單波長(zhǎng)傳輸， 而

2、otn系統(tǒng)既能管理單波長(zhǎng)，也能管理每根光纖中的所有波長(zhǎng)。 第2章 傳 送 網(wǎng) (4) 隨著光纖的容量越來越大，采用基于光層的故障恢復(fù) 比電層更快、更經(jīng)濟(jì)。 與otn相關(guān)的主要標(biāo)準(zhǔn)有：itu-t g.872，定義了otn主 要功能需求和網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)；itu-t g.709，主要定義了用于 otn的節(jié)點(diǎn)設(shè)備接口、幀結(jié)構(gòu)、開銷字節(jié)、復(fù)用方式以及各類 凈負(fù)荷的映射方式，它是itu-t otn最重要的一個(gè)建議；otn 網(wǎng)絡(luò)管理相關(guān)功能則在g.874和g.875建議中定義。 第2章 傳 送 網(wǎng) 2.4.2 otn的分層結(jié)構(gòu)的分層結(jié)構(gòu) otn是在傳統(tǒng)sdh網(wǎng)絡(luò)中引入光層發(fā)展而來的，其分層結(jié) 構(gòu)如圖2.15所

3、示。光層負(fù)責(zé)傳送電層適配到物理媒介層的信息， 在itu-t g.872建議中，它被細(xì)分成三個(gè)子層，由上至下依次 為： 光信道層(och：optical channel layer)、 光復(fù)用段層(oms：optical multiplexing section layer) 光傳輸段層(ots：optical transmission section layer) 第2章 傳 送 網(wǎng) 圖2.15 otn的分層結(jié)構(gòu) ip/mpls 電層或非標(biāo)準(zhǔn)光層的各種業(yè)務(wù)信號(hào) pdhstm-ngaeatm 光信道層(och) 光復(fù)用段層(oms) 光傳輸段層(ots) 相鄰層之間遵循osi參考模型定義的上、下

4、層間的服務(wù)關(guān)系模式。 第2章 傳 送 網(wǎng) och層為來自電層的各類業(yè)層為來自電層的各類業(yè) 務(wù)信號(hào)提供以波長(zhǎng)為單位的務(wù)信號(hào)提供以波長(zhǎng)為單位的 端到端的連接；端到端的連接；oms層實(shí)現(xiàn)層實(shí)現(xiàn) 多個(gè)多個(gè)och層信號(hào)的復(fù)用、解層信號(hào)的復(fù)用、解 復(fù)用；復(fù)用；ots層解決光信號(hào)在層解決光信號(hào)在 特定光介質(zhì)上的物理傳輸問特定光介質(zhì)上的物理傳輸問 題題 各層之間形成各層之間形成client/server形形 式的服務(wù)關(guān)系式的服務(wù)關(guān)系 一個(gè)一個(gè)och層由多個(gè)層由多個(gè)oms層組層組 成，一個(gè)成，一個(gè)oms層又由多個(gè)層又由多個(gè) ots層組成。底層出現(xiàn)故障，層組成。底層出現(xiàn)故障， 相應(yīng)的上層必然會(huì)受到影響。相應(yīng)的上層

5、必然會(huì)受到影響。 ip/mpls 電層或非標(biāo)準(zhǔn)光層的各種業(yè)務(wù)信號(hào) pdhstm-ngae atm 光信道層(och) 光復(fù)用段層(oms) 光傳輸段層(ots) 第2章 傳 送 網(wǎng) 1光信道層光信道層 otn很重要的一個(gè)設(shè)計(jì)目標(biāo)就是要將類似很重要的一個(gè)設(shè)計(jì)目標(biāo)就是要將類似sdh/sonet網(wǎng)網(wǎng) 絡(luò)中基于單波長(zhǎng)的絡(luò)中基于單波長(zhǎng)的omap(operations、administration、 maintenance and provision運(yùn)行、管理、維護(hù)和保障系統(tǒng)運(yùn)行、管理、維護(hù)和保障系統(tǒng) )功功 能引入到基于多波長(zhǎng)復(fù)用技術(shù)的光網(wǎng)絡(luò)中，能引入到基于多波長(zhǎng)復(fù)用技術(shù)的光網(wǎng)絡(luò)中，och就是為實(shí)現(xiàn)就是

6、為實(shí)現(xiàn) 這一目標(biāo)而引入的。它負(fù)責(zé)為來自電復(fù)用段層的各種類型的客這一目標(biāo)而引入的。它負(fù)責(zé)為來自電復(fù)用段層的各種類型的客 戶信息戶信息選擇路由、分配波長(zhǎng)，為靈活的網(wǎng)絡(luò)選路安排光信道連選擇路由、分配波長(zhǎng)，為靈活的網(wǎng)絡(luò)選路安排光信道連 接，處理光信道開銷，提供光信道層的檢測(cè)、管理功能，并在接，處理光信道開銷，提供光信道層的檢測(cè)、管理功能，并在 故障發(fā)生時(shí)，它還支持端到端的光信道故障發(fā)生時(shí)，它還支持端到端的光信道(以波長(zhǎng)為基本交換單以波長(zhǎng)為基本交換單 元元)連接連接，在網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時(shí)，執(zhí)行重選路由或進(jìn)行保護(hù)切換。，在網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時(shí)，執(zhí)行重選路由或進(jìn)行保護(hù)切換。 第2章 傳 送 網(wǎng) 2光復(fù)用段層光復(fù)用段層

7、 光復(fù)用段層是保證光復(fù)用段層是保證相鄰的兩個(gè)相鄰的兩個(gè)dwdm設(shè)備之間的設(shè)備之間的dwdm 信號(hào)的完整傳輸?shù)模瑸椴ㄩL(zhǎng)復(fù)用信號(hào)提供網(wǎng)絡(luò)功能信號(hào)的完整傳輸?shù)?，為波長(zhǎng)復(fù)用信號(hào)提供網(wǎng)絡(luò)功能。 該段層該段層功能主要包括：功能主要包括：為支持靈活的多波長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)選路為支持靈活的多波長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)選路重新配置重新配置 光復(fù)用段光復(fù)用段功能；為保證功能；為保證dwdm光復(fù)用段適配信息的完整性進(jìn)光復(fù)用段適配信息的完整性進(jìn) 行光復(fù)用段行光復(fù)用段開銷的處理開銷的處理；光復(fù)用段的；光復(fù)用段的運(yùn)行、檢測(cè)、管理等運(yùn)行、檢測(cè)、管理等功能。功能。 第2章 傳 送 網(wǎng) 3 光傳輸層光傳輸層 光傳輸層為光傳輸層為光信號(hào)在不同類型的光纖介質(zhì)上

8、光信號(hào)在不同類型的光纖介質(zhì)上(如如 g.652、 g.655等等)提供傳輸功能提供傳輸功能，同時(shí)實(shí)現(xiàn)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)光放大器和光再生中繼器對(duì)光放大器和光再生中繼器 的檢測(cè)和控制等功能。例如，通常會(huì)涉及功率均衡問題、的檢測(cè)和控制等功能。例如，通常會(huì)涉及功率均衡問題、 edfa摻鉺光纖放大器摻鉺光纖放大器(erbium doped fiber amplifier ，縮寫，縮寫 為為edfa)增益控制、色散的積累和補(bǔ)償?shù)葐栴}。增益控制、色散的積累和補(bǔ)償?shù)葐栴}。 第2章 傳 送 網(wǎng) 圖2.16 光傳送網(wǎng)各層間的關(guān)系 1 2 wdm oa 1 2 路由器、odxc 及其他 och 終端設(shè)備 wdm n 路由

9、器、odxc 及其他 och 終端設(shè)備 n otsn，motsn，m och omsn，m n波長(zhǎng)數(shù)；m速率的階數(shù)，有 2.5 g、10 g、40 g 第2章 傳 送 網(wǎng) 2.4.3 otn的幀結(jié)構(gòu)的幀結(jié)構(gòu) 1數(shù)字封包數(shù)字封包 itu-t g.709中定義了otn的nni接口、幀結(jié)構(gòu)、開銷字節(jié)、 復(fù)用以及凈負(fù)荷的映射方式。如前所述，為了在otn中實(shí)現(xiàn)靈 活的omap，otn專門引入了一個(gè)och層，在該層采用數(shù)據(jù)封 包(digital wrapper)技術(shù)將每個(gè)波長(zhǎng)包裝成一個(gè)數(shù)字信封,每個(gè) 數(shù)字信封由三部分組成，如圖2.17所示。 第2章 傳 送 網(wǎng) 圖2.17 光信道的數(shù)字封包 sdh/son

10、et atmfddi ippdh sdl 千兆以太網(wǎng) och 凈負(fù)荷 och overhead fec 第2章 傳 送 網(wǎng) (1) 開銷部分(overhead)：位于信封頭部，裝載開銷字節(jié)。利用 開銷字節(jié)，otn節(jié)點(diǎn)可以通過網(wǎng)絡(luò)傳送和轉(zhuǎn)發(fā)管理、控制信息、執(zhí) 行性能監(jiān)視，以及其他可能的基于每波長(zhǎng)的網(wǎng)絡(luò)管理功能。 (2) fec部分：位于信封尾部，裝載前向差錯(cuò)校正碼 fec(forward error correction)，fec部分執(zhí)行差錯(cuò)的檢測(cè)和校正， 與sdh/sonet中采用的bip-8(bit interleaved parity)錯(cuò)誤監(jiān)視機(jī)制不 同，fec有校正錯(cuò)誤的能力，這使得運(yùn)營(yíng)

11、商可以為支持不同級(jí)別的 sla(service level agreement)。通過最大限度地減少差錯(cuò)，fec在 擴(kuò)展光段的距離、提高傳輸速率方面扮演了關(guān)鍵的角色。 (3) 凈負(fù)荷部分：位于header和trailer之間，它承載現(xiàn)有的各種 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議數(shù)據(jù)包，而無需改變它們，因此otn是獨(dú)立于協(xié)議的。 第2章 傳 送 網(wǎng) 2otn的幀結(jié)構(gòu)的幀結(jié)構(gòu) otn中的幀被稱為光信道傳送單元(otu：optical channel transport unit)，如前所述，它是通過數(shù)字封包技術(shù)向客戶信號(hào) 加入開銷oh(overhead)和fec部分形成的。在g .709中，定義了 三種不同速率的otu-k

12、(k=1，2，3)幀結(jié)構(gòu)，速率依次為2.5 gb/s、 10 gb/s、40 gb/s。 第2章 傳 送 網(wǎng) 圖2.18 otn itu-t g.709客戶信號(hào)的映射 opu 客戶層信號(hào) (sdh、ip、atm 等) opu 凈負(fù)荷 opu-oh opu 凈負(fù)荷 opu-oh fec odu-oh otu - oh fas otu 第2章 傳 送 網(wǎng) 一個(gè)otuk由以下四部分實(shí)體組成： (1) opuk (optical channel payload unit) ：由凈負(fù)荷和開銷 組成，凈負(fù)荷部分包含采用特定映射技術(shù)的客戶信號(hào)，而開銷 部分則包含用于支持特定客戶的適配信息，不同類型的客戶都

13、有自己特有的開銷結(jié)構(gòu)。 (2) oduk（opticalchannel data unit） ：提供級(jí)聯(lián)連接監(jiān)測(cè)、 端到端的通道監(jiān)測(cè)，除opuk外, oduk號(hào)包含多個(gè)開銷字段，它 們是pm(path performance monitoring)、tcm (tandem connection monitoring)和aps/pcc(automatic protection switching/protection communication control channel)等。 (3) otuk（optical channel transport unit） ：otn中再生 節(jié)點(diǎn)之間傳輸信號(hào)

14、狀態(tài)的監(jiān)測(cè)功能 （4）fec，前向糾錯(cuò)技術(shù)前向糾錯(cuò)技術(shù) 第2章 傳 送 網(wǎng) 圖2.19 otn的幀結(jié)構(gòu)和開銷字節(jié) alignment1otu k-oh odu k-oh 2 opu k-oh 3 4 15 16 opu k凈負(fù)荷 (43808 字節(jié)) 12345678910111213141516 1417 fas res tcm3 gcc1gcc2 tcm act tcm2 tcm6 mfas tcm1pmexp opu k overhead tcm5tcm4ftfl smgcc0res aps/pccres 38241 第2章 傳 送 網(wǎng) 3otn的時(shí)分復(fù)用的時(shí)分復(fù)用 otn的時(shí)分復(fù)用采用

15、異步映射方式，規(guī)則如下：四個(gè)odu1 復(fù)用成一個(gè)odu2，四個(gè)odu2復(fù)用成一個(gè)odu3，即16個(gè)odu1 復(fù)用成一個(gè)odu3。圖2.20描述了四個(gè)odu1信號(hào)復(fù)用成一個(gè) odu2的過程。包含幀定位字段(alignment)和otu1-oh字段為全 0的odu1信號(hào)以異步映射方式與odu2時(shí)鐘相適配，適配后的四 路odu1信號(hào)再以字節(jié)間插的方式進(jìn)入opu2的凈負(fù)荷區(qū)。加上 odu2的開銷字節(jié)后，將其映射到otu2中，最后加上otu2開銷、 幀定位開銷和fec，完成信號(hào)的復(fù)用。 第2章 傳 送 網(wǎng) 圖2.20 otn的時(shí)分復(fù)用 odu1 alignment odu1-oh opu1- oh 客戶

16、層信號(hào) alignment odu1-oh opu1- oh 客戶層信號(hào) opu2-oh odu2-ohodu2 alignment odu1-oh opu1- oh 客戶層信號(hào) opu2-oh odu2-ohotu2 alignment otu2 -oh otu2 fec 4 第2章 傳 送 網(wǎng) 2.4.4 光傳送網(wǎng)的結(jié)構(gòu)光傳送網(wǎng)的結(jié)構(gòu) 實(shí)現(xiàn)光網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵是要在otn節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)信號(hào)在全光域上的 交換、復(fù)用和選路，目前在otn上的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)主要有兩類：光 分插復(fù)用器(oadm)和光交叉連接器(oxc)。 1光分插復(fù)用器光分插復(fù)用器 oadm主要是在光域?qū)崿F(xiàn)傳統(tǒng)sdh中的sadm在時(shí)域中實(shí) 現(xiàn)的功能，

17、包括從傳輸設(shè)備中有選擇地下路(drop)去往本地的 光信號(hào)，同時(shí)上路(add)本地用戶發(fā)往其他用戶的光信號(hào)，而不 影響其他波長(zhǎng)信號(hào)的傳輸。與電adm相比，它更具透明性，可 以處理不同格式和速率的信號(hào)，大大提高了整個(gè)傳送網(wǎng)的靈活 性。 第2章 傳 送 網(wǎng) 2光交叉連接器光交叉連接器 oxc的主要功能與傳統(tǒng)的主要功能與傳統(tǒng)sdh中的中的sdxc在時(shí)域中實(shí)現(xiàn)的功在時(shí)域中實(shí)現(xiàn)的功 能類似，不同點(diǎn)在于能類似，不同點(diǎn)在于oxc在光域上直接在光域上直接實(shí)現(xiàn)了光信號(hào)的交叉連實(shí)現(xiàn)了光信號(hào)的交叉連 接，路由選擇，網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)等接，路由選擇，網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)等功能，功能，無需進(jìn)行無需進(jìn)行oeo轉(zhuǎn)換和電處理轉(zhuǎn)換和電處理， 它是構(gòu)

18、成它是構(gòu)成otn的核心設(shè)備。十幾種的的核心設(shè)備。十幾種的oxc節(jié)點(diǎn)還應(yīng)包括節(jié)點(diǎn)還應(yīng)包括光監(jiān)控光監(jiān)控 模塊、光功率均衡模塊以及光網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)模塊、光功率均衡模塊以及光網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)等。等。 第2章 傳 送 網(wǎng) 3典型的典型的otn拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 圖2.21描述了一個(gè)三級(jí)otn結(jié)構(gòu)。在長(zhǎng)途核心網(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)。在城域網(wǎng)中和接入網(wǎng)中 則主要采用環(huán)形結(jié)構(gòu)。 第2章 傳 送 網(wǎng) 圖2.21 光網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu) ring 4080 長(zhǎng)途網(wǎng) oadm oadmoadm oadm oxc ring 40 城域網(wǎng) oadm oadmoadm oadm oxc 業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn) ring 816 接入網(wǎng) oadm oadmoadm oadm 業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn) oxcoxc oxc oxc 網(wǎng)格 4080 第2章 傳