光传送网(OTN)技术应用分析

ITU-T从1998年左右就启动了OTN系列标准的制定，到2003年OTN主要系列标准已基本完善，如OTN逻辑接口G.709、OTN物理接口G.959.1、设备标准G.798、抖动标准G.8251、保护倒换标准G.873.1等。另外，对基于OTN的控制平面和管理平面，ITU-T也和基于SDH的控制平面和管理平面一起完成了相应的主要规范。国内对OTN技术的发展也颇为关注，中国通信标准化协会目前已完成了2个OTN行标(等同G.709和G.959.1)和1个国标(等同G.798)，目前正在进行ROADM技术要求和OTN网络总体要求等OTN行标的编写。OTN技术除了在标准上日臻完善之外，近几年在设备和测试仪表等方面也是进展迅速。目前的主流传送设备商一般都支持一种或多种类型的OTN设备，除了最基本的第一类OTN、OTM设备一般都支持之外，支持纯光交叉第二类OTN设备(ROADM，从两维到多维)的厂商所占比例较高，部分厂家也支持基于ODUk电交叉的第三类OTN设备或者同时支持光电交叉的第四类OTN设备，而且目前部分厂家也提供基于OTN的智能功能。另外，目前主流的传送仪表商一般都可提供支持OTN功能的仪表。

　　随着业务高速发展的强力驱动和OTN技术及其实现的日益成熟，OTN技术目前已局部应用于试验或商用网络。国外运营商对传送网络的OTN接口的支持能力已提出明显需求，而实际的网络应用当中则以ROADM设备类型为主，这主要与网络管理维护成本和组网规模等因素密切相关。国内运营商对OTN技术的发展和应用也颇为关注，从2007年开始，中国电信集团、中国网通集团和中国移动集团等已经或者正在开展OTN技术的应用研究与测试验证，而且部分省内或城域网络也局部部署了基于OTN技术的(试验)商用网络，组网节点有基于电层交叉的OTN设备，也有基于ROADM的OTN设备。

　　OTN技术本质及优势

　　OTN技术是在目前全光组网的一些关键技术(如光缓存、光定时再生、光数字性能监视、波长变换等)不成熟的背景下基于现有光电技术折中提出的传送网组网技术。OTN在子网内部进行全光处理而在子网边界进行光电混合处理，但目标依然是全光组网，也可认为现在的OTN阶段是全光网络的过渡阶段。

　　按照OTN技术的网络分层，可分为光通道层、光复用段层和光传送段层三个层面。另外，为了解决客户信号的数字监视问题，光通道层又分为光通道传送单元(OTUk)和光通道数据单元(ODUk)两个子层，类似于SDH技术的段层和通道层。因此，从技术本质上而言，OTN技术是对已有的SDH和WDM的传统优势进行了更为有效的继承和组合，同时扩展了与业务传送需求相适应的组网功能，而从设备类型上来看，OTN设备相当于SDH和WDM设备融合为一种设备，同时拓展了原有设备类型的优势功能。

　　OTN技术作为一种新型组网技术，相对已有的传送组网技术，其主要优势如下。

　　1.多种客户信号封装和透明传输

　　基于ITU-TG.709的OTN帧结构可以支持多种客户信号的映射和透明传输，如SDH、ATM、以太网等。目前对SDH和ATM可实现标准封装和透明传送，但对不同速率的以太网的支持有所差异。ITU-TG.sup43为10GE业务实现不同程度的透明传输提供了补充建议，而对于GE、40GE、100GE以太网和专网业务光纤通道(FC)以及接入网业务吉比特无源光网络(GPON)等，其到OTN帧中标准化的映射方式目前正在讨论之中。

　　2.大颗粒的带宽复用、交叉和配置

　　OTN目前定义的电层带宽颗粒为光通路数据单元(ODUk,k=1,2,3)，即ODU1(2.5Gbit/s)、ODU2(10Gbit/s)和ODU3(40Gbit/s)，光层的带宽颗粒为波长，相对于SDH的VC-12/VC-4的调度颗粒，OTN复用、交叉和配置的颗粒明显要大很多，对高带宽数据客户业务的适配和传送效率显著提升。

　　3.强大的开销和维护管理能力

　　OTN提供了和SDH类似的开销管理能力，OTN光通路(OCh)层的OTN帧结构大大增强了OCh层的数字监视能力。另外OTN还提供6层嵌套串联连接监视(TCM)功能，这样使得OTN组网时，采用端到端和多个分段同时进行性能监视的方式成为可能。

　　4.增强了组网和保护能力

　　通过OTN帧结构、ODUk交叉和多维度可重构光分插复用器(ROADM)的引入，大大增强了光传送网的组网能力，改变了目前基于SDHVC-12/VC-4调度带宽和WDM点到点提供大容量传送带宽的现状。而采用前向纠错(FEC)技术，显著增加了光层传输的距离。另外，OTN将提供更为灵活的基于电层和光层的业务保护功能，如基于ODUk层的光子网连接保护(SNCP)和共享环网保护、基于光层的光通道或复用段保护等，但目前共享环网技术尚未标准化。

　　作为新型的传送网络技术，OTN并非尽善尽美。最典型的不足之处就是不支持2.5Gbit/s以下颗粒业务的映射与调度。另外，OTN标准最初制定时并没有过多考虑以太网完全透明传送的问题，导致目前通过超频方式实现10GELAN业务比特透传后，出现了与ODU2速率并不一致的ODU2e颗粒，40GE也面临着同样的问题。这使得OTN组网时可能出现一些业务透明度不够或者传送颗粒速率不匹配等互通问题。目前ITU-TSG15的相关研究组正在积极组织讨论以解决OTN目前面临的一些缺陷，例如提出新的ODU0/ODU4颗粒，定义高阶ODU和低阶ODU，定义基于多种带宽颗粒的通用映射规程(GMP)等，以便逐渐建立兼容现有框架体系的新一代OTN(NG-OTN)网络架构。