ＯＴＮ技術特點及應用

張　鐵　翟長友

[摘要]主要探討OTN（光傳送網，OpticalTransportNetwork）這一新興光傳輸技術的基本特點及技術優勢，并初步探討該技術在今后的通信傳輸網絡建設中的應用前景。

[關鍵詞]SDH WDM OTN ITU LAN ASON

中圖分類號：TN91 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2009）0110100-01

一、概述

隨著電信網向分組化和寬帶化發展，All-IP已經成為業務網演進的趨勢。根據預測，在未來5年內，帶寬將以每年50％以上的速度增長，2010年，骨干網截面帶寬流量將達到50T以上，其中97%以上為數據流量。

帶寬流量的飛速增長以及業務的All-IP趨勢驅動光傳送網進入轉折期。作為基礎承載網的光傳送網，如何順應All-IP的發展趨勢，高效承載IP業務，同時降低網絡建設和運維成本，成為運營商在傳送網建設中最關注的問題。一個高質量、配置靈活、具有高生存性的傳送網已經成為運營商的迫切需求。

隨著IP承載網所需的電路帶寬和顆粒度的不斷增大，以VC調度為基礎的SDH網絡首先在擴展性和效率方面呈現出了明顯不足，在光層上直接承載IP的扁平化架構已經成為大勢所趨。IP over WDM組網架構對光層設備提出了新的需求，原本由SDH網絡完成的組網、端到端電路監控管理和保護功能將逐漸由WDM層面承擔。此外，數據業務發展的不確定性要求光層網絡具備更多的智能性，以便在網絡拓撲及業務分布發生變化時能夠快速響應，實現業務的靈活調度。

二、OTN技術的特點

OTN，通常也稱為OTH（Optical Transport Hierarchy），是以波分復用技術為基礎、在光層組織網絡的傳送網，是下一代的骨干傳送網。由于在網絡上傳送的IP業務和其他基于包傳送數據業務的爆炸式增長，對傳輸容量的要求在不斷迅猛增加，密集波分復用（DWDM）技術和光放大器（OA）技術的成熟和應用使傳送網正在向以光聯網技術為基礎的光傳送網發展。基于OTN的傳送網的出現將使人們期望的智能光網絡逐步變為現實，為網絡運營者和客戶提供安全可靠、價格有效、客戶無關、可管理、可操作、高效的新一代光傳送平臺。作為G.872、G.709、G.798等一系列ITU-T的建議所規范的新一代光傳送體系。OTN綜合了SDH的優點和DWDM的帶寬可擴展性，集傳送和交換能力于一體，是承載寬帶IP業務的理想平臺，代表了下一代傳送網的發展方向。

從電域看，OTN保留了許多SDH的優點，如多業務適配、分級復用和疏導、管理監視、故障定位、保護倒換等。同時OTN擴展了新的能力和領域，例如提供大顆粒的2.5G、10G、40G業務的透明傳送，支持帶外FEC，支持對多層、多域網絡進行級聯監視等。

從光域看，OTN將光域劃分成Och（光信道層）、OMS（光復用段層）、OTS（光傳送段層）三個子層，允許在波長層面管理網絡并支持光層提供的OAM（運行、管理、維護）功能。為了管理跨多層的光網絡，OTN提供了帶內和帶外兩層控制管理開銷。

三、OTN技術的優勢

OTN的優勢主要體現在以下幾個方面：

（一）從靜態的點到點WDM演進成動態的光調度設備

SDH之所以能被廣泛應用，主要在于它具備大顆粒業務交換能力（如E1或VC4），具有比電話交換機更經濟、更易管理的大管道端到端提供能力，大大減少了交換機端口的需求，降低了全網建設成本。如果WDM具備類似SDH的波長/子波長調度能力，并組建一張端到端的WDM承載網絡，就可以實現GE、10GE、40G等大顆粒業務端到端快速提供，加快業務開通時間，減少對路由器端口的需求。

OTN能提供基于電層的子波長交叉調度和基于光層的波長交叉調度，提供強大的業務疏導調度能力。在電層上，OTN交換技術以2.5G或10G為顆粒，在電層上完成子波長業務調度。采用OTN交換技術的新一代WDM只在傳統WDM上增加一個交換單元，增加的成本極少。在光層上，以ROADM實現波長業務的調度，ROADM技術的出現使得WDM能以非常低廉的成本（無OEO轉換）完成超大容量的光波長交換。

基于子波長和波長的多層面調度，將使WDM網絡實現更加精細的帶寬管理，提高調度效率及網絡帶寬利用率，滿足客戶不同容量的帶寬需求，增強網絡帶寬運營能力。

（二）提供快速、可靠的大顆粒業務保護能力

電信級業務需要達到50ms的保護倒換時間。在IP+WDM網絡中，路由器邏輯路由一般呈Full Mesh狀分布，而光纖物理路徑則一般呈環或簡單的Mesh狀，一條物理路徑中斷可能引起大量IP邏輯路由中斷，導致路由器FRR保護恢復時間變長，遠遠超過50ms。傳統電信級IP網中引入SDH層面，一個重要原因就是為了提供50ms的保護恢復時間。

基于OTN交換的WDM設備可以實現波長或子波長的快速保護，如1+1、1:1、1:N、Mesh保護，滿足50ms的保護倒換時間。

（三）多業務透明傳送、高效的業務復用封裝

路由器利用POS端口的SDH開銷（Overhead）字節，快速準確地檢測線路傳輸質量，故障后可以快速啟動保護倒換。然而，一個POS端口成本是LAN端口的2倍以上，路由器直接出LAN端口可以大大降低網絡建設成本。通過提供G.709的OTN接口，WDM傳送LAN信號時疊加類似SDH的開銷字節，代替了路由器POS端口的開銷字節功能，消除了路由器提供POS端口的必要性。此外，OTN提供了任意業務的疏導功能，使IP網絡配置更靈活，業務傳送更可靠。OTN能接IP、SAN、視頻、SDH等業務，并可實現業務的透明傳送。

（四）良好的運維管理能力

OTN定義了豐富的開銷字節，使WDM具備同SDH一樣的運維管理能力。其中多層嵌套的串聯連接監視（TCM）功能，可以實現嵌套、級聯等復雜網絡的監控。

（五）支持控制平面的加載

OTN支持GMPLS控制平面的加載，從而構成基于OTN的ASON網絡。基于SDH的ASON網絡與基于OTN的ASON網絡采用同一

控制平面，可實現端到端、多層次的智能光網絡。

四、OTN技術的應用

傳統SDH傳輸網業務調度顆粒小，傳送容量有限，對于大顆粒寬帶業務的傳送需求顯得力不從心。傳統WDM只解決了傳輸容量，沒有解決節點業務調度的問題；同時，作為點到點擴展容量和距離的工具，WDM組網及業務的保護功能較弱，無法滿足大顆粒寬帶業務高效、可靠、靈活、動態的傳送需要。OTN以多波長傳送（單波長傳送為其特例）、大顆粒調度為基礎，綜合了SDH的優點及WDM的優點，可在光層及電層實現波長及子波長業務的交叉調

度，并實現業務的接入、封裝、映射、復用、級聯、保護/恢復、管理及維護，形成一個以大顆粒寬帶業務傳送為特征的大容量傳送網絡。目前基于OTN的智能光網絡將為大顆粒寬帶業務的傳送提供非常理想的解決方案，它主要有在國家干線光傳送網、省內/區域干線光傳送網、城域/本地光傳送網等應用領域。

（一）國家干線光傳送網

隨著網絡及業務的IP化、新業務的開展及寬帶用戶的迅猛增加，國家干線上的IP流量劇增，帶寬需求逐年成倍增長。波分國家干線承載著PSTN/2G長途業務、NGN/3G長途業務、Internet國家干線業務等。由于承載業務量巨大，波分國家干線對承載業務的保護需求十分迫切。

采用哦哦OTN后，國家干線IPoverOTN的承載模式可實現SNCP保護、類似SDH的環網保護、MESH網保護等多種網絡保護方式，其保護能力與SDH相當，而且，設備復雜度及成本也大大降低。

（二）省內/區域干線光傳送網

省內/區域內的骨干路由器承載著各長途局間的業務（NGN/3G/IPTV/大客戶專線等）。通過建設省內/區域干線OTN光傳送網，可實現GE/10GE、2.5G/10GPOS大顆粒業務的安全、可靠傳送；可組環網、復雜環網、MESH網；網絡可按需擴展；可實現波長/子波長業務交叉調度與疏導，提供波長/子波長大客戶專線業務；還可實現對其它業務如STM-0/1/4/16/64SDH、ATM、FE、DVB、HDTV、ANY等的傳送。

（三）城域/本地光傳送網

在城域網核心層，OTN光傳送網可實現城域匯聚路由器、本地網C4（區/縣中心）匯聚路由器與城域核心路由器之間大顆粒寬帶業務的傳送。路由器上行接口主要為GE/10GE，也可能為2.5G/10GPOS。城域核心層的OTN光傳送網除可實現GE/10GE、2.5G/10G/40GPOS等大顆粒電信業務傳送外，還可接入其他寬帶業務，如STM-0/1/4/16/64SDH、ATM、FE、ESCON、FICON、FC、DVB、HDTV、ANY等；對于以太業務可實現二層匯聚，提高以太通道的帶寬利用率；可實現波長/各種子波長業務的疏導，實現波長/子波長專線業務接入；可實現帶寬點播、光虛擬專網等，從而可實現帶寬運營。從組網上看，還可重整復雜的城域傳輸網的網絡結構，使傳輸網絡的層次更加清晰。

在城域網接入層，隨著寬帶接入設備的下移，ADSL2+/VDSL2等DSLAM接入設備將廣泛應用，并采用GE上行；隨著集團GE專線用戶不斷增多，GE接口數量也將大量增加。ADSL2+設備離用戶的距離為500～1000米，VDSL2設備離用戶的距離以500米以內為宜。大量GE業務需傳送到端局的BAS及SR上，采用OTN或OTN+OCDMA-PON相結合的傳輸方式是一種較好的選擇，它將大大節省因光纖直連而帶來的光纖資源的快速消耗，同時可利用OTN實現對業務的保護，并增強城域網接入層帶寬資源的可管理性及可運營能力。

五、結束語

業務的All-IP化已經成為不可阻擋的趨勢，網絡帶寬也隨之越來越高。ROADM/OTN交換技術的出現，使得新一代WDM能夠組建端到端大顆粒業務承載網絡，有效降低網絡建設的總成本。

中興通訊的WDM設備已全面升級到OTN設備，其IP over WDM解決方案基于OTN功能，提供子波長/波長的靈活調度，提供高效可靠的保護，是大顆粒寬帶業務承載模式的最佳選擇，減少了承載網的中間層次，降低了網絡的復雜度，使承載網更加簡潔、高效；大大降低了網絡的運維復雜度，降低了維護成本；同時，網絡升級擴容更方便，可大幅降低網絡的升級擴容成本。

參考文獻：

[1]劉國輝等，光傳送網原理與技術，北京郵電大學出版社.

[2]黃蔚等，智能光網絡，人民郵電出版社.