OTN基礎原理教學課件

1、1OTN基礎原理2課程安排:1.OTN技術概述 2.OTN的分層結構3.OTN的幀結構及開銷 4.課程總結1.OTN基礎原理3第一章第一章OTNOTN技術概述技術概述在這一章中，我們先學習光傳輸?shù)难葸M歷程引入OTN技術，闡述OTN定義、優(yōu)點、實現(xiàn)方式， 以及OTN、WDM、SDH三種光傳輸技術的關系。4一、一、OTNOTN的定義的定義OTN是作為網(wǎng)絡技術提出的，并仿效了SDH傳送網(wǎng)的功能和體系，因此在包括幀結構、功能模型、網(wǎng)絡管理、信息模型、性能要求、物理層接口、開銷安排、分層結構等方面，都和SDH有相似之處：它包括光層和電層的完整體系結構，對于各層網(wǎng)絡都有相應的管理監(jiān) 控機制，光層和電層都具

2、有網(wǎng)絡生存性機制。5OTN在光域內(nèi)可以實現(xiàn)業(yè)務信號的傳遞、復用、路由選擇、監(jiān)控，并保證其性能要求和生存性；可支持多種上層業(yè)務或協(xié)議，是未來網(wǎng)絡演進的理想基礎。6二、二、OTNOTN的優(yōu)點的優(yōu)點 光傳送網(wǎng)的發(fā)展歷經(jīng)從PDH、SDH、WDM到OTN的演進歷程。SDH技術采用標準化結構，配置靈活，管理維護開銷豐富，但帶寬較小，不能滿足未來骨干網(wǎng)節(jié)點的T比特以上的大容量業(yè)務調(diào)度。78 WDM網(wǎng)絡雖然帶寬大，但是采用的是客戶信號直接映射進光通道的方式，只能定位于點到點的應用，業(yè)務提供的大部分工作需要手工完成，靈活性差，并且沒有性能監(jiān)視性能監(jiān)視能力，無法滿足網(wǎng)絡智能化的發(fā)展要求。隨著數(shù)據(jù)業(yè)務的飛速發(fā)展，大

3、顆粒寬帶業(yè)務傳送需求已經(jīng)呈現(xiàn)，并且希望能夠 基于波長進行信息管理，因此急需一種高效、可擴展、可靠的傳送網(wǎng)解決方案。 OTN就誕生于此背景下。其思想來源于SDH，在光域上具備能夠進行傳送，復 用，選路，監(jiān)控和生成性處理的功能。把SDH的可運營可管理能力應用到了 WDM系統(tǒng)中，同時具備了SDH靈活可靠和WDM容量大的優(yōu)勢。但由于目前還 不能做到對光信號進行讀、寫操作，所以對光脈沖放大、整形、波長變換等一 些重要的處理不能在光域直接進行，仍需采取傳統(tǒng)的O/E/O方式。9OTNOTN集中了集中了SDHSDH與與WDMWDM兩者的技術優(yōu)勢，其優(yōu)點主要表現(xiàn)在：兩者的技術優(yōu)勢，其優(yōu)點主要表現(xiàn)在：1、透明傳送

4、能力 ：OTN定義的OPUk容器，可以適配任意客戶業(yè)務，包含SDH、ATM、Ethernet、SAN、Video業(yè)務而不更改他們?nèi)魏蝺艉珊烷_銷信息，異步映射模 式也保證了客戶信號定時信息的“透明”，并提供有效的管理。10 2、支持多種客戶信號的封裝傳送 ：OTN利用數(shù)字包封技術承載各種類型的用戶業(yè)務 信號。對于同步信號SDH，OTN可以不進行改變地，直接適配到光通路凈荷單元中； 對于其他用戶信號，OTN大多采用通用成幀規(guī)程GFP進行封裝，然后再適配到光通路 凈荷單元中。3、交叉連接的可升級性 ：OTN體系消除了交叉速率上的限制，可隨著線路速率的增 加而增加，也可以通過反向復用來適應線路速率上的

5、限制。即各部分可分別設計、獨 立發(fā)展，可擴展性好，幾十倍T級別的交換容量比較容易實現(xiàn)，且成本低，易于管理。4、強大的帶外前向糾錯功能（FEC） ：OTN幀結構中專門有一個帶外FEC區(qū)域，通 過前向糾錯FEC可獲得56dB的增益，從而降低了對光信噪比要求，增加了系統(tǒng)的傳 輸距離。5、串連監(jiān)控 ：相對于SDH只能提供1級串聯(lián)監(jiān)控，OTN可以提供多達6級的串聯(lián)監(jiān)控， 并支持虛級聯(lián)與嵌套的連接監(jiān)控，因此可以適應多運營商、多設備、多子網(wǎng)的工作環(huán)境。6、豐富的維護信號：OTN定義了一整套用于運行、維護、管理和指配的開銷，利用 這些開銷可以對光傳送網(wǎng)進行全面精細的檢測與管理。為用戶提供一個可操作、可管 理的

6、光網(wǎng)絡。11三三、OTNOTN的實現(xiàn)方式的實現(xiàn)方式OTN的傳輸層采用DWDM技術，實現(xiàn)了T比特級傳輸，并且定義了2.5G、10G、40G三種G比特級的網(wǎng)絡速率接口，可以對 SDH、 Ethernet 、 ATM、IP、MPLS、 GFP 業(yè)務實現(xiàn)透明傳輸。IP/TDM業(yè)務可以直接映射到OTN幀結構中，用光纖承載 進行傳送，從而減少了網(wǎng)絡層次。12四四、OTNOTN、WDMWDM、SDHSDH之間的關系之間的關系OTN畢竟是一種新的傳送網(wǎng)技術體系，有自身的一套構架。SDH、OTN、WDM間的分層關系可以用圖來表示：對比SDH的分層結構，在OTN分層結構中，同只有光傳 送單元OTU作為光通道OCh

7、的客戶層。完整的OTN，因為不僅僅是凈荷映射復用，還需要完善的管理和維護。而基于SDH的WDM是不能提供與數(shù)字客戶層信號無關的，對光通道完善的管理和維護。13第二章第二章 OTNOTN的分層結構的分層結構在這一章中我們將介紹OTN網(wǎng)絡層次劃分，然后介紹各層次的主要功能，最后介紹客戶信號到OTN的適配過程。14OTN可分為通道層和段層，其中OCh為光通道層，OMS為光復用段層，OTS為光傳輸段層。OCh又包括光通道凈荷單元OPU，光通道數(shù)據(jù)單元ODU和光 通道傳送單元OTU。在OTN層結構中，OCh為整個OTN網(wǎng)絡的核心，是OTN的主要功能載體。15光通道層的功能主要有：光通道層的功能主要有：1

8、、為來自電復用段層的客戶信號選擇路由和分配波長，為靈活的網(wǎng)絡選路安排光通路連接，為透明傳送各種格式的客戶信號的光通路提供端到端的聯(lián)網(wǎng)功能，以便實現(xiàn)網(wǎng)絡的選路。2、確保光通道適配信息的完整性。3、實現(xiàn)網(wǎng)絡層的操作和管理。4、在發(fā)生故障時，通過重新選路來實現(xiàn)保護倒換和網(wǎng)絡恢復。16光復用段層的功能主要有：光復用段層的功能主要有：為相鄰兩個波分復用傳輸設備間多波長信號完整傳輸提供網(wǎng)絡功能，它包括：為靈活的多波長網(wǎng)絡選路重新安排光復用段連接；為保證多波長光復用段 適配信息的完整性處理光復用段開銷；為段層的運行和管理提供光復用段監(jiān)控功能。17光傳輸段層的功能主要有：光傳輸段層的功能主要有：為光復用段的信

9、號在不同類型的光媒質(zhì)上提供傳輸功能，包括對光放大器的監(jiān)控功能。光傳送段層和光復用段層存在一一對應關系。18OTN網(wǎng)絡可用OCh、OTU、ODU、客戶信號等元素來描述。圖中描述了基于特定設備形態(tài)的OTN網(wǎng)絡模型，進一步闡述了OTN分層網(wǎng)絡的實現(xiàn)方法， 以及各層網(wǎng)絡路徑之間的邏輯關系。19OTNOTN的物理層接口主要分為域間接口的物理層接口主要分為域間接口IrDIIrDI和域內(nèi)接口和域內(nèi)接口IaDIIaDI兩大類型：兩大類型：域間接口IrDI接口是指可以支持不同管理域之間互連互通的接口，定位于不同運營商網(wǎng)絡之間或同一運營商網(wǎng)絡內(nèi)部不同廠商設備之間的互連，具備3R功能。域內(nèi)接口IaDI是指僅支持同一

10、管理 域內(nèi)不同節(jié)點設備或不同子網(wǎng)之間互連互通的接口，按管理域一般是指某一運營商所管 轄的網(wǎng)絡區(qū)域，即定位于同一運營商或設備商網(wǎng)絡內(nèi)部接口。20完整的完整的OTN技術體制包含電層和光層：技術體制包含電層和光層：電層主要完成客戶信號從OPU到OTU的逐級適配、復用，最后轉(zhuǎn)換成光信號調(diào)制到OCC上，光層主要完成OCh信號的逐級適配、復用。ODU和OCh層還具有連接功能，實現(xiàn)本層的特征信息在輸入輸出端口間的交叉調(diào)度。在電層，OTN借鑒了SDH的映射、復用、交叉、嵌入式開銷等概念；在光層，OTN借鑒了 傳統(tǒng)WDM的技術體系并有所發(fā)展。21OTN的功能單元有光通道凈荷單元OPU、光通道數(shù)據(jù)單元ODU和光通

11、道傳輸單元OTU。OPU是直接承載用戶業(yè)務信號，具有一定幀結構的最基本信息結構，提供客戶信號的映射 功能。ODU是以OPU為凈荷的信息結構，主要提供客戶信號的數(shù)字包封、OTN的保護倒換、提供蹤跡監(jiān)測、通用通信處理等功能；22OTU是以ODU為凈荷的信息結構，提供FEC、光段層保護和監(jiān)控功能。23第三章第三章 OTNOTN的幀結構及開銷的幀結構及開銷這一章首先介紹OTN的復用和映射結構，然后我們會介紹OTN的幀結構，最后將介紹了OTN的開銷分類及各層中開銷的主要功能。24同SDH類似，用戶信號映射到OPUk，一般采用異步映射方法，需要進行速率調(diào)整，包括正速率調(diào)整和負速率調(diào)整。對于復用，OTN采用

12、字節(jié)間插式時分復用與波分復用相結合的方法，通過多次時分復用形成OCh，再通過波分復用形成OTM。25OTNOTN電層信號的映射與復用結構如圖所示電層信號的映射與復用結構如圖所示：各種客戶信息經(jīng)過光信道凈荷單元OPUk的適配，映射到ODUk中，然后在ODUk、OTUk中分別加入光信道數(shù)據(jù)單元和光信道傳送單元的開銷，再映射到光通道層OCh，調(diào)制到光信道載波OCC上。復用路徑為：最高4個 ODU1信號復用進一個ODTUG2，ODTUG2再映射到OPU2中，也可將j個（j4）個 ODU2和16-4j個ODU1信號，混合復用到一個ODTUG3中，ODTUG3再復用到OPU3中。264個ODU1復用成OD

13、U2的過程如圖所示，每個ODU1利用JOH，異步映射進OPU2，最后加上相應的開銷便形成了ODU2，整個復用過程為ODU1ODTU12ODTUG2OPU2ODU2。27OTNOTN的開銷比較多，但基本上可以分為兩大類：的開銷比較多，但基本上可以分為兩大類：即隨路開銷和非隨路開銷。隨路開銷包含在相應幀結構之內(nèi)，隨同用戶信號一起傳送，屬于OTN電層；非隨路開銷不包括在相應幀結構之內(nèi)，由單獨的光監(jiān)控通路OSC傳送，屬于OTN光層。28隨路開銷包括OPUk開銷、ODU開銷和OTUk開銷，其開銷安排如圖所示： OPUk開銷包含在OPUk幀結構之內(nèi)，（共計42=14字節(jié)），主要用于標識凈荷的類型、用戶信息

14、的映射方式、OPUk虛級聯(lián)信息等，它在OPUk進行組裝與分解時終結。 ODUk開銷包含在ODUk幀結構之內(nèi)，（共計314=42字節(jié)），主要用于監(jiān)測ODUk通道 性能與ODUk串聯(lián)連接性能。它在ODUk進行組裝與分解師終結。 OTUk開銷包含在OTUk幀結構之內(nèi)，（共計114=14字節(jié)），包括8個字節(jié)的幀定位信號FA，主要是對一個或多個OTUk連接的性能進行監(jiān)控，它在OTUk進行組裝與分解時終結。29OTUk（k=1、2、3）幀由OTUk開銷、ODUk幀和OTUk FEC三部分組成，總共4行，每行4080字節(jié)， 總共是44080=16320字節(jié)； 不同K值的OTUk幀結構相同，但是幀的發(fā)送速率不

15、同；OTUk幀在發(fā)送時按照 先從左到右，再從上到下的順序逐個字節(jié)發(fā)送。30OTN光通道幀結構中常用開銷如表所示，從表中可以看出，OTN的開銷借鑒了SDH很多開銷的功能。3132OTNOTN中通過光監(jiān)控通路中通過光監(jiān)控通路OSCOSC進行傳送，其主要開銷功能如下：進行傳送，其主要開銷功能如下：1) 后向缺陷指示BDI的功能是向上游方向傳送指示凈荷或者開銷信號失效，可在宿端檢測； 2) 前向缺陷指示FDI的功能是向下游方向傳送指示凈荷或者開銷信號失效； 3) 凈荷丟失指示PMI的功能是向下游傳送，指示上游源端沒有凈荷信號，以便抑制響應的丟失狀況報告。 4) 光通道連接斷開指示OCI的功能是向下游傳送的指示信號，指示上游在連接功能中連接矩陣是斷開的。33第四章第四章 課程總結課程總結在這最后一章中您將看到對于本課程內(nèi)容的簡要匯總3435本課程主要講述了本課程主要講述了3個部分內(nèi)容：