OTN技術特點及應用研究

【摘要】光傳網送（OTN）是下一代傳送網發展的主要方向。本文首先介紹了OTN的基本概念及技術原理，然后詳細說明了OTN技術的特點，最后分析了現階段OTN技術的應用情況，并對其未來的發展趨勢進行了探討。

【關鍵詞】OTN技術原理

在全業務運營時代，國內電信運營商都將轉型為ICT綜合服務的提供商，電信運營商之間的競爭由單業務的競爭轉變為全業務的競爭。業務的豐富性和全面性對寬帶提出了更高的要求，即反映了對傳送網性能的要求。光傳送網（OTN）技術憑借其強大的性能很好地滿足了各類新型業務的需求，其逐漸由幕后走向臺前，成為下一代的骨干傳送網。

一、OTN的基本介紹

1.1概念

光傳送網（OTN）是以波分復用為基礎，并在光層組織網絡的傳送網，它是未來傳送網發展的主要方向。OTN是通過G.709、G.798、G.872等ITU-T的建議而規范的新一代“光傳送體系”和“數字傳送體系”，著力解決傳統WDM網絡無波長或子波長業務保護能力和組網能力弱、調動能力差等一系列問題。OTN借鑒了SDH開銷的思想，加入了豐富的開銷，使OTN具有OAMP能力。

1.2技術原理

光傳送網是由光交叉連接、光放大和光分插復用等設備組成，具有承載信號透明、容量大和在光層面上實現路由和包含的功能。其結夠由下自上分為三層，即光傳輸段層（OTS）、光復用段層（OMS）和光信道層（OCH）。

光傳輸層能夠使光的信號在不同類型介質上進行傳輸，同時實現對光再生中繼器和光放大器的控制和檢測。光復用段層主要用于保證相鄰的DWDM設備間的信號能夠完整的傳輸，并為波長復用信號提供網絡功能，主要有：光復用段的檢測、管理，重新配置光復用段，進行光復用段的開銷處理以保證DWMW光復用段信息的完整性等。光信道層的功能有：為網絡選擇安排光信道的連接，對光信道層進行檢測和管理，為電復用層的不同類型的客戶信息分配波長和選擇路由，處理光信道層的開銷。此外，光信道層還支持端與端之間光信道連接。

二、OTN技術特點

2.1完善的標準

OTN技術經過了近十年的發展，已經形成了較為成熟的標準體系及主要關鍵技術。正是由于這種統一和完善的標準體系，使廠家能夠實現在OTN層面的相互溝通。

2.2多種客戶信號封裝和透明傳輸

POS是利用SDH來傳輸IP業務。路由器通過POS的 SDH開銷字節能夠快速地檢測出路線的傳輸質量，保證線路出現故障后能快速地啟動保護倒換。但是POS端口比特成本較高，無法滿足運營商的需求。OTN設備在接入路由器所產生的LAN信號時會疊加與SDH相似的開銷字節，這樣一來便可代替POS開銷字節的功能，消除了對POS的依賴性。而路由器直接出LAN端口大大降低了成本，提高了業務效益。

基于ITU-TG.709的光傳送網幀結構能夠支持多種客戶信號的透明傳送，能將所有的客戶業務適配到數字包封結構當中，如SDH、以太網和ATM等。目前對于SDH業務和ATM業務可以提供透明傳輸和標準封裝，但是對于具有不同速率的以太網的支持則有所差異。ITU-TG.sup43為10GE業務不同程度的透明傳輸提供了相應的補充建議，而40GE和100GE以太網、接入網業務吉比特無源光網絡（GPON）、專網業務光纖通道（FC）等在OTN幀中標準化的映射方式則仍處在討論和研究當中。

2.3大顆粒業務的可靠保護

目前光傳送網所定義的電層帶寬顆粒為光通路數據單元，光層的帶寬顆粒即為波長。與SDH的調度顆粒相比較，OTN復用、配置和交叉顆粒明顯要大的多，因而可以顯著地提升高帶寬數據客戶業務的傳送效率和適配能力。除了傳統的WDM設備支持1+1光通道保護（<50ms）、波長環路共享保護（50～150ms）以及1+1光線路保護（<50ms）外，基于OTN的WDM設備可以實現子波長環網共享保護、Mesh恢復等，具有靈活、可靠和豐富的特點。

2.4良好的運用維護能力

光傳送網具有跟SDH相似的開銷管理能力，OTN光信道層（OCH）的幀結構極大的提高了該層的數字監視能力。此外，OTN還具有6層嵌套串聯連接監視功能，這樣一來，我們便能夠在OTN組網時同時監視端到端和多個分段的性能，提供了跨運營商傳輸的良好管理方法。

2.5支持控制平面的加載

OTN實現GMPLS控制平面的加載，進而形成基于OTN的ASON網絡。基于OTN的ASON網絡和基于SDH的ASON網絡使用的是相同的控制平面，能夠實現多層次、端到端的智能光網絡。控制平面的加載是使光傳送技術朝著智能化方向發展的最佳手段。

三、OTN技術的應用分析

由于目前對大顆粒業務的傳送和調度的需求逐漸增加，OTN的應用日益成為人們關注的焦點。在實際的應用中，業界對于如何選擇和應用ONT技術，何時、以何種方式引入OTN仍然存在著許多的爭議。為此，本文著重從OTN的應用層面、應用功能、設備類型、應用時機選擇等方面進行詳細的探討。

3.1OTN技術的應用層面

目前傳送網主要包括城域網和干線網，城域網可以進一步分為核心網、接入層和匯聚層，干線網包括省內干線傳送網和省際干線傳送網。OTN技術相對于SDH技術而言，最大的優點在于它能夠提供大顆粒寬帶的傳送和調度。所以在不同層面是否需要采用OTN技術主要取決于調度業務寬帶顆粒的大小程度。

對于城域網來說，由于接入層和匯聚層業務寬帶顆粒較小，而OTN技術無法標準化尚未達到Gb/s量級的寬帶顆粒，因而OTN技術應用在城域網匯聚層和接入層的優勢并不明顯。對于城域網的核心層和干線網來說，由于客戶業務的寬帶顆粒大，客戶業務的主要特點是分布型，因而基于波長調度的優勢較為明顯，OTN能夠更好地發揮自身的技術優勢。因而考慮到目前傳送業務顆粒的分布特征和傳送網絡分層關系，OTN技術的應用主要側重于城域網的核心層與干線網。

3.2OTN技術的應用功能

OTN技術的應用功能主要有OTN接口、波長交叉和ODUK（數字包封技術）。應當根據不同網絡應用層面的業務特征選擇不同的應用功能。在省內干線傳送網層面，由于調度需求和網絡規模較大，節點調度和處理的要求較高，一般選擇OTN接口功能或者波長交叉功能。在省際干線傳送網層面，由于節點調度和處理的要求較高，網絡規模較大，但是調度的需求較小，所以一般選擇OTN接口功能，特殊情況下可選擇局部波長交叉功能。在城域網核心層層面，由于節點調度和處理的要求一般，網絡規模相對較小，但是調度的需求較大，因而一般選擇波長交叉和ODUK或者ODUK和波長混合交叉。

3.3設備類型

目前基于電交叉和基于光交叉或者基于光電混合交叉的OTN設備已經較為成熟。OTN設備是OTN技術的基本特征，既能夠提供強大的維護管理功能，又能夠支持多種類型的組網方式。基于電交叉的OTN設備實現波長與子波長顆粒的調度，但缺點在于它的調度容量有限，這限制了它在節點容量大的組網中的應用。基于光交叉的OTN設備的優點在于它能夠實現在提高組網靈活性的同時降低光電轉換成本，其缺點在于物理參數和組網半徑等因素限制了其在傳輸路線復雜的環境下及大范圍內的應用。基于光電混合交叉的OTN設備在一定程度上能夠解決上述的問題，但是在實際應用中該類型設備也并不是萬能的。當僅僅需要固定提供大容量的傳送寬帶時，最佳的選擇依然是基于點到點的OTN設備。在實際的應用中應當選擇何種設備，需要綜合考慮業務傳送的需求、應用的網絡層面及組網成本等各方面因素。

3.4OTN技術的應用時機

從OTN設備的實現程度、OTN技術的完善程度和傳送網業務驅動等各方面來看，OTN技術已具備應用的條件。首先，從OTN設備的實現程度看，OTN設備基本已經能夠支持OTN技術的主要特征，如大顆粒寬帶的傳送和調度、OTN的組網與保護、OTN幀結構的開銷實現和透明傳輸等，并能對這些特征實行有效的管理。其次，從OTN技術的完善程度角度看，其主要的關鍵技術及技術標準已經趨于成熟，廠商在OTN層面能夠進行有效的溝通和交流，只有一些很小的細節還需要解決。最后，從傳送網業務驅動來看，基于VC-12/VC-4的寬帶顆粒的調度和適配方式無法滿足傳送網業務對大顆粒寬帶的調度和傳送。因此現階段應當考慮逐步引入OTN技術，以提高傳送網的傳送效率和能力，滿足客戶日益增長的要求。

四、OTN技術的未來發展趨勢

盡管對于應用來說OTN還是新技術，但是其自身的發展已經趨于成熟。除了其標準已經較為完善外，近年OTN技術在測試儀表和設備等各方面也取得了較快的發展。隨著業務飛速發展的強大驅動作用以及OTN技術的日益完善，目前OTN技術已經應用于商用或試驗網絡。美國和歐洲較大的網絡運營公司如德國電信、Version等已經建立G.709 OTN網絡作為新一代的網絡傳送平臺。

在國內，一些運營商已經對OTN技術的應用予以關注。從2007年去，中國移動、中國電信等公司開展了OTN技術的測試驗證，并且在一部分的省內網絡部署了基于OTN技術的傳送網絡，組網節點有的是基于ROADM的OTN設備，有的則是基于電層交叉的OTN設備。在國外，運營商對于OTN接口的支持能力已提出了明顯的需求，但是在實際的應用中要以ROADM設備為主，這主要是考慮到組網規模和網絡管理維護成本等方面的因素。作為傳送網技術的最佳選擇，可以預計在未來的一段時間內，OTN技術必將得到快速的發展。

五、結束語

隨著OTN技術的日益成熟，它有效地解決了大顆粒業務傳送的需求以及現存傳送網模式之間的矛盾，使新一代傳送網絡有能力組建安全和靈活的端到端大顆粒業務承載網絡，并有效降低建設的成本。因此，OTN技術在未來必定會有廣闊的發展空間。

參考文獻

[1]李慶. OTN技術發展及應用探究.《信息通信》，2013，第1期.

[2]李海量，張紅，張晶晶. OTN技術特點及發展趨勢分析.《電信科學》，2012，第12期.

[3]富春風，王獻森，張偉平，梅儀國.光傳送網OTN技術的特點及應用.《新聚焦》.

[4]劉濤.面向未來的光傳送網—OTN技術.《技術論壇》，2001.