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给OTN一个并不完美的定义
左小木 | 2017-06-21 13:54:31    阅读:8758   发布文章

OTN凭借其诸多优势(如图1),很有可能会成为未来5G的承载网络。然而,小编在和同学聊天的过程中,聊起5G,他们很欣欣然,而聊到OTN时,竟然有人问我,OTN和TNT有啥区别?顿时有一种斗地主抓了俩王,却有人问你啥是王炸的懵逼。那么,今天小编和大家聊聊OTN到底是个啥。


图1 OTN作为5G承载网路的诸多优势

OTN,Optical Transport Network,翻译成母语来讲的话,嗯,应该叫做“光传送网络”,也算是通讯领域的一个比较专业的名词了。

概念

其实要了解OTN这个概念的话,我们必须先要解释一下另外几个技术概念。

SDH,Synchronous Digital Hierarchy,同步数字体系,是一套可进行同步信息传输、复用、分插和交叉连接的标准化数字信号结构等级,在传输媒质上(如光纤、微波等)可进行同步信号的传送。

WDM,Wavelength Division Multiplexing,波分复用,把不同波长的光信号复用到一根光纤中进行传送(每个波长承载一个TDM电信号)的方式称为波分复用,属于多路复用技术的一种(这是个重点,相关概念后文还会详细展开)。

OTN是以波分复用技术(WDM)为基础、在光层组织网络的传送网。其通过G.872、G.709、G.798等一系列ITU-T的建议所规范的数字传送体系(SDH)和光传送体系,将解决传统WDM网络无波长/子波长业务调度能力差、组网能力弱、保护能力弱等问题。在性能方面,OTN兼具SDH和WDM的带宽和可扩展性的优势,兼具传送和交换能力,是承载当下IP化网络业务的理想平台。

OTN相对于SDH的优势:

1) 容量可扩展性强,交叉容量可扩展到几十T bit/s;

2) 具有很好的透传能力;

3) 异步映射消除了全网同步的限制,更强的FEC纠错能力,简化了系统设计,降低了组网成本。

OTN相对于WDM的优势:

1) 有效的监视能力和网络生存能力;

2) 灵活的光/电层调度能力和电信级、可管理、可运营的组网能力。

因而,从一定方面来讲,我们可以用一个简单的公式来表示一下OTN,即:

OTN=SDH+WDM。

电域和光域的注解

从电域来看,OTN保留了许多SDH的优点,例如,多业务适配、分级复用和疏导、故障定位、保护倒换等。同时,OTN还扩展了新的应用和能力,例如,提供大颗粒的2.5G、10G、40G业务的透明传送,支持带外FEC,支持对多层、多域网络的级联监视等。

从光域来看,OTN将光域划分为三个子层(后文会有详细说明),允许在波长层面管理网络并支持光层提供的OAM(运行、管理和维护)功能。另外,为了管理跨多层的光网络,OTN还提供了带内和带外两层控制管理开销。

核心技术

其实,OTN的核心技术也正是OTN主要优势的具体体现,这里我们放到一起来看。

OTN主要有四大核心技术,即:可重构光分插复用、电交叉、G.709接口和控制平面。

首先是可重构光分插复用,光分插复用其实还有另外一个比较洋气的名字为大家熟知,即ROADM。ROADM也使用在DWDM(密集波分复用)设备中,相对于DWDM的固定配置OADM而言的,其采用可配置的光器件,可使网络节点通过远程的重新配置,实现任意波长的上下级直通配置,并且波长的功率也是可以管理的。

以三个节点构建WDM系统,构建简单的ROADM的工作模型,如图2所示。其中, A、C为OTM(光终端复用设备),B为一个ROADM节点。A节点发送的业务承载波长为λ1~λ5,B节点的波长λ4和λ5下路,而波长λ6和λ7携带新的业务上路,从而在B节点实现λ1、λ2、λ3波长的直通,λ4和λ5波长下路以及λ6、λ7波长上路。如果需要改变B节点的上下路和直通波长,只需要通过软件配置即可,硬件上不需要做任何的改动。


图2 ROADM的工作模型

ROADM具有快捷的业务指配、更加自动化的处理、简化的网络规划和施工,以及更强大的网络监控能力和网络扩展能力。但是,其在纯光的条件下,不支持波长的转换,交叉的灵活性也有一定的限制。

接下来是电交叉,OTN的电交叉是以ODUk为颗粒进行传送的传送速率可以是2.5G、10G和40G,能够利用电层的汇聚能力实现多节点波长带宽的共享,从而大大节省波长资源。电交叉连接设备是以交叉连接矩阵实现N条输入信号中一定等级的各个支路之间的任意交叉连接。

传统的OTN设备处理流程是异步处理流程,业务信号经ODUk映射,进入交叉矩阵,再经过ODU成帧器,成为OTUk彩光口。但是这种实现方式难以实现超大容量的ODUk交叉,同时,对于所有颗粒度的ODUk难以实现无阻交叉。

         而G.709是ITU-T为了满足OTN设备基于波长的业务调度及端到端管理而制定的封装及接口相关标准,可用于OTN设备的用户网络层(UNI)和网络节点接口(NNI)。其界定了对操作管理光层子网所必须的开销功能,通过引入大量的开销字节来实现基于波长的端到端业务的调度管理及维护。同时,G.709还规定了完整功能OTM接口和简化功能OTM接口。

         控制平面是指随着ASON控制平面标准的发展及OTN在智能化标准方面的完善,最终将会形成更为基于OTN传输平台的ASON网络。控制平面的发展也是实现光传送技术向智能化发展的最佳方案。

分层及接口结构

    OTN将光域划分为三个子层,分别为:光信道层(Och)、光复用段层(OMS)和光传输段层(OTS)。用于支持OTN接口的信息结构被称为OTM-n, OTM-n又可以分为两种,即完整功能OTM接口——OTM-n.m和简化功能OTM接口——OTM-0.m和OTM-nr.m。具体结构图如图3。

图3 OTN分层级接口结构图

完整功能的OTM-n.m(n≥1)由光传输段OTSn、光复用段OMSn、完整功能的光通道OCh、完全或功能标准化的光通道传送单元OTUk/OTUkV、光通道数据单元ODUk组成。其中:

n:在波长支持的最低比特率情况下,接口所能支持的最大波长数目,n为0表示1个波长; 

m:接口支持的比特率或比特率集合;

r:简化功能(reduced),而OTM-0.m则不需要标记r,因为1个波长的情况只能是简化功能。

简化功能的OTM-nr.m和OTM-0.m由光物理段OPSn、简化功能的光通道OChr、完全或功能标准化的光通道传送单元OTUk/OTUkV、光通道数据单元ODUk组成。

多路复用技术分类

由于前文中提到了部分多路复用技术,这里简单提一下多路复用技术的分类。具体地,多路复用技术主要包括四大类,即时分复用、频分复用、码分复用和波分复用。另外,密集波分复用是波分复用概念的引申。关于相关概念的话,都在下边这个表格中啦~

光波分复用是将两种或多种不同波长的光载波信号(携带有名种类型的信息),在发送端经复用器(亦称合波器,multiplexer)把这些光载波信号汇合在一起,并耦合到光线路中同一根光纤中进行传输;在接收端经分波器(亦称解复用器或去复用器,demulti-plexer)将各种波长的光载波进行分离,然后由光接收机相应的进一步处理恢复信号。这种复用方式称为波分复用。可以是单向传输,也可以是双向传输。

WDM本质上是光域上的频分复用(FDM)技术,WDM系统的每个信道通过频域的分割来实现。每个信道占用一段光纤的带宽,与过去同轴电缆FDM技术不同的是:

(1)传输媒介不同,WDM系统是光信号上的频率分割,而同轴系统是电信号上的频率分割;

(2)在每个通路上,同轴电缆系统传输的是模拟的4KHz语音信号,而WDM系统目前每个通路上传输的是数字信号SDH 2.5Gbit/s或更高速率的数字信号。

        抽象概念有点多吧,不过读完以后,你就不会再将OTN和TNT相提并论了。


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