OTN学习笔记0514DOC.docx

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OTN学习笔记0514DOC

OTN学习笔记

OTN基本原理

OTN产生背景

原有WDM技术仅在物理层面上统一标准，即针对WDM系统中传送信号的波段、频率间隔等做出了规定，对信号的帧结构没有制定统一的标准。

使得WDM在传递如STM64、10GbE等信号时产生了性能监测、帧结构、开销管理等难题。

OTN特点

OTN是以波分复用技术为基础，通过G.872、G.709、G.798等一系列ITU-T的建议所规范的新一代“数字传送体系”和“光传送体系”。

OTN解决传统WDM网络无波长/子波长业务调度能力、组网能力弱、保护能力弱等问题。

在OTN网络的边缘层，业务信号被封装进入统一的、开销丰富的OTN体制中的帧结构中去，实现基于OTN体制的WDM全网统一运营、管理、维护。

OTN在电域为OTH，在光域为ROADM。

OTN在光域内可以实现业务信号的传递、复用、路由选择、监控，并保证其性能要求和生存性。

OTN可以支持多种上层业务或协议，如SONET/SDH，ATM，Ethernet，IP，PDH，FibreChannel，GFP，MPLS，OTN虚级联，ODU复用等。

下表为ITU-T构建的OTN协议框架。

Definitions

G.870 DefinitionsandTerminologyforOpticalTransportNetworks（OTN）

FrameworkforRecommendations

G.871/Y.1301 FrameworkforOpticalTransportNetworkRecommendations

ArchitecturalAspects

G.872 ArchitectureofOpticalTransportNetworks

G.872Amend.1 ArchitectureofOpticalTransportNetworks

G.872LivingList

ControlPlane

ASTN/ASONrecommendationsaremovedtospecificASTN/ASONstandardspage

StructuresMapping

G.709/Y.1331 Networknodeinterfacefortheopticaltransportnetwork（OTN）

G.709/Y.1331 Addendum1

G.709LivingList

G.975 ForwardErrorCorrection

FunctionalCharacteristics

G.798 Characteristicsofopticaltransportnetwork（OTN）equipmentfunctionalblocks

G.798Amendment1

G.798LivingList

G.806 Characteristicsoftransportequipment-DescriptionMethodologyandGenericFunctionality

G.7710/Y.1701 CommonEquipmentManagementRequirements

ProtectionSwitching

G.808.1（G.gps） Genericprotectionswitching-Lineartrailandsubnetworkprotection

G.873.1 OpticalTransportnetwork（OTN）-LinearProtection

G.873.1Errata1 OpticalTransportnetwork（OTN）-LinearProtection

ManagementAspects

G.874 Managementaspectsoftheopticaltransportnetworkelement

G.874.1 OpticalTransportNetwork（OTN）Protocol-NeutralManagementInformationModelForTheNetworkElementView

G.875 OpticalTransportNetwork（OTN）managementinformationmodelforthenetworkelementview

DataCommunicationNetwork（DCN）

G.7712/Y.1703 Architectureandspecificationofdatacommunicationnetwork

G.dcnlivinglist

ErrorPerformance

G.8201（G.optperf） Errorperformanceparametersandobjectivesformulti-operatorinternationalpathswithintheOpticalTransportNetwork（OTN）

G.optperflivinglist

M.2401（M.24otn） ErrorPerformanceLimitsandProceduresforBringing-Into-ServiceandMaintenanceofmulti-operatorinternationalpathsandsectionswithinOpticalTransportNetworks

Jitter&WanderPerformance

G.8251（G.otnjit） Thecontrolofjitterandwanderwithintheopticaltransportnetwork（OTN）

G.8251Amendment1 Thecontrolofjitterandwanderwithintheopticaltransportnetwork（OTN）

G.8251Corrigendum1 Thecontrolofjitterandwanderwithintheopticaltransportnetwork（OTN）

Physical-LayerAspects

G.664 GeneralAutomaticPowerShut-DownProceduresforOpticalTransportSystems

G.691 OpticalInterfacesforsingle-channelSDHsystemswithOpticalAmplifiers,andSTM-64andSTM-256systems

G.692 OpticalInterfacesforMultichannelSystemswithOpticalAmplifiers

G.693 Opticalinterfacesforintra-officesystems

G.694.1 SpectralgridsforWDMapplications:

DWDMfrequencygrid

G.694.2 SpectralgridsforWDMapplications:

CWDMwavelengthgrid

G.695 OpticalinterfacesforCoarseWavelengthDivisionMultiplexingapplications

G.696.1（G.IaDI） Intra-DomainDWDMapplications

G.697（G.optmon） OpticalmonitoringforDWDMsystem

G.959.1 OpticalTransportNetworkingPhysicalLayerInterfaces

Sup.39（Sup.dsn） OpticalSystemDesignandEngineeringConsiderations

Fibres

G.651 Characteristicsofa50/125ummultipmodegradedindexopticalfibrecable

G.652 Characteristicsofasingle-modeopticalfibrecable

G.653 Characteristicsofadispersion-shiftedsinglemodeopticalfibrecable

G.654 Characteristicsofacut-offshiftedsingle-modefibrecable

G.655 Characteristicsofanon-zerodispersionshiftedsingle-modeopticalfibrecable

Components&Sub-systems

G.661 Definitionandtestmethodsfortherelevantgenericparametersofopticalamplifierdevicesandsubsystems

G.662 Genericcharacteristicsofopticalfibreamplifierdevicesandsubsystems

G.663 Applicationrelatedaspectsofopticalfibreamplifierdevicesandsub-systems

G.671 Transmissioncharacteristicsofpassiveopticalcomponents

OTN基本概念

光通路opticalchannel（OCh[r]），OCh是用于支持OCh路径的信息结构，根据是否支持非随路开销（OCh_OH），定义了两种OCh，即支持非随路开销的全功能光通路（OCh）和不支持非随路开销的简化功能光通路（OChr）。

本标准定义的OCh的客户信号为OTUk信号，其它数字客户信号如STM-N、以太网等OTM也可支持。

另外，OCh应具有区分两个不同的OCh信号（一个信号承载OTU1，另一个信号承载OTU2或GbE）的特征，具体实现待研究。

光通路数据单元opticalchanneldataunit（ODUk），ODUk是包括信息净荷（OPUk）和与ODUk开销相关的信息结构。

ODUk的容量由k区分，k＝0，1，2，2e，3，4。

ODUk通道ODUkpath（ODUkP），光通路数据单元k通道（ODUkP）是用于支持端到端ODUk路径的信息结构。

光通路数据单元串联连接监测ODUkTCM（ODUkT），光通路数据单元kTCM（ODUkT）是用于支持TCM路径的信息结构。

最多可以支持6个TCM子层。

光通路净荷单元opticalchannelpayloadunit（OPUk），OPUk是适配客户信息在光通路上传送的信息结构。

将客户信息、所需适配客户信号速率和OPUk净荷速率的开销、以及其他支持客户信号传送的OPUk开销结合在一起。

这些开销是特定适配开销，OPUk的容量由k划分，k＝0，1，2，2e，3，4。

光监控通路opticalsupervisorychannel（OSC），OSC是传送OTM开销信号的物理光路，不经过光放大器。

光传送模块opticaltransportmodule（OTM-n[r].m，OTM-0.mvn）OTM是经过，ONNI被传送的信息结构。

根据是否支持非随路开销，OTM分为支持非随路开销的全功能OTM和不支持非随路开销的简化功能OTM两种。

系数n和m定义了所支持的波长和比特速率，r表示简化功能，v表示支持虚拟多通道。

OTM-0.mvn支持一个多通道光信号，目前定义了2种OTM-0.mvn接口信号，每种承载包含一个OTUk[V]信号分发到四个光通道上的四路光信号：

OTM-0.3v4（承载OTU3）和OTM-0.4v4（承载OTU4）。

光通路传送单元opticalchanneltransportunit（OTUk[V]），OTUk是在一个或多个光通路连接上，传送一个ODUk的信息结构，包括光通路数据单元和OTUk相关开销（FEC和光通路连接管理开销），由帧结构，比特速率和带宽来表征。

OTUk的容量由k划分，k＝1，2，3，4。

目前定义了两种OTUk，即用于OTM域间（IrDI）或域内（IaDI）完全标准化的OTUk，以及仅用于OTM域内（IaDI）部分功能标准化的OTUk（OTUkV）。

OTN网络分层模型

OTN传送网络从垂直方向分为光通路（OCh）层、光复用段（OMS）层和光传输段（OTS）层三层，相邻层之间是客户/服务者关系，其功能模型如图2-1所示。

图2-1中OTN网络相邻层之间的客户/服务者关系具体如下：

1.光通路/客户适配OCh/客户适配（OCh/Client_A）过程涉及到客户和服务者两个方面的处理过程，其中客户处理过程与具体的客户类型有关，可根据特定的客户类型（如SDH、以太网等）参考其已标准化的处理过程，本标准仅规范服务者相关的处理过程。

另外，双向的光通路/客户适配（OCh/Client_A）功能是由源和宿的OCh/客户适配过程来实现。

OCh/客户适配源（OCh/Client_A_So）在输入和输出接口之间进行的主要处理过程包括：

（1）产生可以调制到光载频上的连续数据流。

对于数字客户，适配过程包括扰码和线路编码等处理，相应适配信息就是定义了比特率和编码机制的连续数据流；

（2）产生和终结相应的管理和维护信息。

OCh/客户适配宿（OCh/Client_A_Sk）在输入和输出接口之间进行的主要处理过程包括：

（1）从连续数据流中恢复客户信号。

对于数字客户，适配过程包括时钟恢复、解码和解扰等处理；

（2）产生和终结相应的管理和维护信息。

2.光复用段/光通路适配

双向的OMS/OCh适配（OMS/OCh_A）功能是由源和宿的OMS/OCh适配过程来实现。

OMS/OCh适配源（OMS/OCh_A_So）在输入和输出接口之间进行的主要处理过程包括：

（1）通过指定的调制机制将光通路净荷调制到光载频上；然后给光载频分配相应的功率并进行光通路复用以形成光复用段；

（2）产生和终结相应的管理和维护信息。

OMS/OCh适配宿（OMS/OCh_A_Sk）在输入和输出接口之间进行的主要处理过程包括：

（1）根据光通路中心频率进行解复用并终结光载频，从中恢复光通路净荷数据；

（2）产生和终结相应的管理和维护信息。

注：

实际处理的数据流考虑了光净荷、开销两部分数据，但开销部分在OMS路径终端不进行处理。

3.光传输段/光复用段适配

双向的OTS/OMS适配（OTS/OMS_A）功能是由源和宿的OTS/OMS适配过程来实现。

OTS/OMS适配源（OTS/OMS_A_So）在输入和输出接口之间进行的主要处理过程包括：

产生和终结相应的管理和维护信息。

OTS/OMS适配宿（OTS/OMS_A_Sk）在输入和输出接口之间进行的主要处理过程包括：

产生和终结相应的管理和维护信息。

注：

实际处理的数据流考虑了光净荷、光监控通路开销两部分数据，但光监控通路部分在OTS路径终端不进行处理。

OTN网络分层

光通路层功能结构

OCh层通过光通路路径实现接入点之间的数字客户信号传送，其特征信息包括与光通路连接相关联并定义了带宽及信噪比的光信号和实现通路外开销的数据流，均为逻辑信号。

OCh层的传送功能和实体主要由OCh路径、OCh路径源端（OCh_TT源端）、OCh路径宿端（OCh_TT宿端）、OCh网络连接（OCh_NC）、OCh链路连接（OCh_LC）、OCh子网（OCh_SN）、OCh子网连接（OCh_SNC）等组成。

OCh层功能结构

注：

上述图例同样适用本标准后续图形，相关图形不再标注。

OCh层的终端包括路径源端、路径宿端、双向路径终端三种方式，主要实现OCh连接的完整性验证、传输质量的评估、传输缺陷的指示和检测等功能。

子层划分

由于目前光信号处理技术的局限性，纯光模拟信号无法实现数字客户信号质量准确评估，光通路层在具体实现时进一步划分为三个子层网络：

光通路子层、光通路传送单元（OTUk，k=1，2，3，4）子层和光通路数据单元（ODUk，k=0，1，2，2e，3，4）子层，其中后两个子层采用数字封装技术实现。

相邻子层之间具有客户/服务者关系，ODUk子层若支持复用功能，可继续递归进行子层划分。

光通路层各子层关联的功能模型如所示。

OCh层分层

（a）ODU不支持复用功能

（b）ODU支持复用功能

光通路子层

OCh子层网络通过OCh路径实现客户信号OTUk在OTN网络3R再生点之间的透明传送。

光通路传送单元子层

OTU子层网络通过OTUk路径实现客户信号ODUk在OTN网络3R再生点之间的传送。

其特征信息包括传送ODUk客户信号的OTUk净荷区和传送关联开销的OTUk开销区，均为逻辑信号。

OTU子层网络的传送功能和实体主要由OTU路径、OTU路径源端（OTU_TT源端）、OTU路径宿端（OTU_TT宿端）、OTU网络连接（OTU_NC）、OTU链路连接（OTU_LC）等组成，相应的功能结构所示。

OTU子层网络功能结构

OTU子层网络的终端包括路径源端、路径宿端、双向路径终端三种类型，主要实现OTUk连接的完整性验证、传输质量的评估、传输缺陷的指示和检测等功能。

光通路数据单元子层网络

ODU子层网络通过ODUk路径实现数字客户信号（如SDH、以太网等）在OTN网络端到端的传送。

其特征信息包括传送数字客户信号的ODUk净荷区和传送关联开销的ODUk开销区，均为逻辑信号。

ODU子层网络的传送功能和实体主要由ODU路径、ODU路径源端（ODU_TT源端）、ODU路径宿端（ODU_TT宿端）、ODU网络连接（ODU_NC）、ODU链路连接（ODU_LC）、ODU子网（ODU_SN）和ODU子网连接（ODU_SNC）等组成，相应的功能结构如所示。

ODU子层网络功能结构

ODU子层网络的终端包括路径源端、路径宿端、双向路径终端三种类型，主要实现ODUk连接的完整性验证、传输质量的评估、传输缺陷的指示和检测等功能。

另外，根据ODUk（k=0，1，2，2e，3，4）目前已定义的速率等级，ODU子层网络支持ODU复用时。

光复用段层

OMS层通过OMS路径实现光通路在接入点之间的传送，其特征信息包括OCh层适配信息的数据流和复用段路径终端开销的数据流，均为逻辑信号，采用n级光复用单元（OMU-n）表示，其中n为光通路个数。

光复用段中的光通路可以承载业务，也可以不承载业务，不承载业务的光通路可以配置或不配置光信号。

OMS层的传送功能和实体主要由OMS路径、OMS路径源端（OMS_TT源端）、OMS路径宿端（OMS_TT宿端）、OMS网络连接（OMS_NC）、OMS链路连接（OMS_LC）等组成。

OMS层网络功能结构

OMS层的终端包括路径源端、路径宿端、双向路径终端三种方式，主要实现传输质量的评估、传输缺陷的指示和检测等功能。

光传输段层

OTS层通过OTS路径实现光复用段在接入点之间的传送。

OTS定义了物理接口，包括频率、功率和信噪比等参数，其特征信息可由逻辑信号描述，即OMS层适配信息和特定的OTS路径终端管理/维护开销，也可由物理信号描述，即n级光复用段和光监控通路，具体表示为n级光传输模块（OTM-n）。

OTS层的传送功能和实体主要由OTS路径、OTS路径源端（OTS_TT源端）、OTS路径宿端（OTS_TT宿端）、OTS网络连接（OTS_NC）、OTS链路连接（OTS_LC）、OTS子网（OTS_SN）、OTS子网连接（OTS_SNC）等组成，其中OTS_SN和OTS_SNC仅在实现OTS1＋1NC保护时出现。

OTS层功能结构

OTS层的终端包括路径源端、路径宿端、双向路径终端三种方式，主要实现OTS连接的完整性验证、传输质量的评估、传输缺陷的指示和检测等功能。

OTN接口

OTN接口分类

OTN定义了两种接口：

1.域间接口（IrDI）

2.域内接口（IaDI）

光传送模块n（OTM-n）是支持OTN接口的信息结构，定义了两种结构：

1.全功能的OTM接口（OTM-n.m）

2.简化功能的OTM接口（OTM-0.m，OTM-nr.m，OTM-0.mvn）

简化功能OTM接口在每个接口终端应具有3R处理功能，以支持OTN的IrDI接口。

OTN接口基本结构

Figure1OTM-0.mvn接口结构

Figure2OTM-n.m结构图

Figure3OTM-0.m结构图

Figure4OTM-nr.m结构图

Figure5OTN信号流图