淺議OTN 技術(shù)及其應(yīng)用

郭軍虎，侯 磊，孟令飛

（中國(guó)人民解放軍31401 部隊(duì)80 分隊(duì)，呼和浩特 010000）

1 OTN 的概念與原理

1.1 OTN 的概念

OTN 的全稱(chēng)為光傳輸網(wǎng)技術(shù)，當(dāng)前被稱(chēng)作新一代“數(shù)字光傳輸體系”。該網(wǎng)絡(luò)是通過(guò)一系列的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，將電域和光域中的信號(hào)模式相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了信號(hào)傳輸標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一。

從電域來(lái)看，OTN 技術(shù)不但延續(xù)了電層開(kāi)銷(xiāo)、調(diào)度上的優(yōu)勢(shì)，還擴(kuò)大了更寬的傳輸帶寬，同時(shí)，通過(guò)異步映射，可實(shí)現(xiàn)透明傳輸業(yè)務(wù)，還具備帶外、多域網(wǎng)絡(luò)連接等能力。

從光域來(lái)看，ONT 技術(shù)提高了對(duì)客戶(hù)端信號(hào)的監(jiān)控能力，將光域劃分成光信道、光復(fù)用和光傳送三個(gè)段層，還提供了波分復(fù)用系統(tǒng)的物理接口。

1.2 OTN 技術(shù)的發(fā)展歷程

光傳送技術(shù)已經(jīng)過(guò)數(shù)十年的發(fā)展，一般可以有三個(gè)發(fā)展階段：

第一代光網(wǎng)絡(luò)主要是SDH 技術(shù)，SDH 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以電層為基礎(chǔ)，需要通過(guò)光轉(zhuǎn)換才能完成節(jié)點(diǎn)業(yè)務(wù)，在節(jié)點(diǎn)處完成分插復(fù)用、交叉互換等，光信號(hào)只有在再生段終端才存在。可見(jiàn)，這條的網(wǎng)絡(luò)條件下，該技術(shù)始終受限于電層限制，無(wú)法充分的發(fā)揮出光纖的有效帶寬。

第二代光網(wǎng)絡(luò)是光波分復(fù)用（WDM）技術(shù)，該技術(shù)是通過(guò)在同一根光纖中，傳輸多個(gè)不同波長(zhǎng)的光載波信號(hào)，其中，每個(gè)光載波信號(hào)中，由可以承載若干的數(shù)字或模擬信號(hào)。這一代技術(shù)也被稱(chēng)為全光網(wǎng)技術(shù)。WDM技術(shù)的利用極大的提高了光纜的傳輸性能以及利用率。

第三代光網(wǎng)絡(luò)就是OTN 技術(shù)。ITU-T 在2003 年完成制定了OTN 的系列標(biāo)準(zhǔn)。2007年，我國(guó)發(fā)布了第一款OTN 設(shè)備，此后，OTN 技術(shù)在我國(guó)取得迅猛的發(fā)展，包括行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定、設(shè)備的研發(fā)都處于領(lǐng)先地位。

1.3 OTN 技術(shù)的原理

OTN 思想源自SDH 技術(shù)體制，因?yàn)镾DH 技術(shù)具有映射、復(fù)用、交叉連接、前向糾錯(cuò)等顯著優(yōu)點(diǎn)，所以，在容量更大的WDM 系統(tǒng)中將SDH 的可運(yùn)營(yíng)、可管理能力應(yīng)用于其中，必然會(huì)發(fā)揮出更大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

OTN 的光信號(hào)通常用由中心波長(zhǎng)來(lái)描述。而光信號(hào)的處理能夠針對(duì)單波長(zhǎng)，也能夠針對(duì)一組波分復(fù)用組。通信網(wǎng)絡(luò)中的信號(hào)傳遞、信號(hào)復(fù)用、路由、監(jiān)控等功能都利用OTN 在光域內(nèi)實(shí)現(xiàn)。OTN 能夠支持如SONET、SDH、ATM、Ethernet、IP、GFP、MPLS、ODU 復(fù)用等較多的上層業(yè)務(wù)或協(xié)議，這種具有廣泛覆蓋能力的網(wǎng)絡(luò)正是未來(lái)通信技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)和基礎(chǔ)。實(shí)際上，目前國(guó)際上，許多的運(yùn)營(yíng)商都開(kāi)始構(gòu)建新一代的OTN 傳輸網(wǎng)，如華為等大的通信設(shè)備服務(wù)商也研發(fā)并生產(chǎn)了ONT 硬件設(shè)備，越來(lái)越多的產(chǎn)品被開(kāi)發(fā)出來(lái)支持網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建。

從OTN 的功能來(lái)說(shuō)，OTN 技術(shù)將傳送、交換、組網(wǎng)等功能管理集合起來(lái)，能夠更適用于未來(lái)傳輸網(wǎng)，為5G、物聯(lián)網(wǎng)等的構(gòu)建和發(fā)展提供了技術(shù)支持。

2 OTN 的優(yōu)勢(shì)與缺陷

2.1 OTN 的優(yōu)勢(shì)

兼容多種信號(hào)傳輸：OTN 技術(shù)可以整合SDH、因特網(wǎng)、異步傳遞等多種業(yè)務(wù)的信號(hào)傳輸，進(jìn)行統(tǒng)一傳輸。這些不同種類(lèi)的信號(hào)業(yè)務(wù)，都能夠通過(guò)映射功能轉(zhuǎn)換到OTN 幀上，用戶(hù)或者系統(tǒng)可以自行設(shè)置好傳輸?shù)乃俣取Ｍ瑫r(shí)，在信道的帶寬充裕的情況下，還可以不斷接入其他類(lèi)型的新業(yè)務(wù)。

運(yùn)維、管理能力較強(qiáng)：在傳輸網(wǎng)的運(yùn)維管理方面，OTN 技術(shù)能夠定義隨路/非隨路開(kāi)銷(xiāo)，完成對(duì)傳輸過(guò)程的全程監(jiān)管，這種操作有利于系統(tǒng)的運(yùn)行和維護(hù)，同時(shí)兼顧了業(yè)務(wù)傳輸和故障監(jiān)測(cè)。

標(biāo)準(zhǔn)的糾錯(cuò)功能：OTN 將前向糾錯(cuò)功能模塊預(yù)設(shè)在了幀結(jié)構(gòu)中，這樣的設(shè)定使得，OTN 設(shè)備的傳輸距離可以大幅增加，而OTN 中采用的G.709編碼標(biāo)準(zhǔn)，還能夠在遠(yuǎn)距離傳輸?shù)耐瑫r(shí)，保持5 ～6dB 的增益，信號(hào)衰減弱、準(zhǔn)確度高。

完善的組網(wǎng)和保護(hù)能力：OTN 將光、電領(lǐng)域的優(yōu)點(diǎn)匯集，通過(guò)光電交叉設(shè)備，大幅提高了通信組網(wǎng)水平。同時(shí)，對(duì)光轉(zhuǎn)發(fā)器的需求以及網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建成本也進(jìn)一步下降。此外，網(wǎng)絡(luò)可靠性也得到了更強(qiáng)大的支持。

2.2 OTN 的缺點(diǎn)

OTN 技術(shù)的優(yōu)勢(shì)很多，但任何事物都有兩面性，OTN 技術(shù)顯然也會(huì)存在一些短板。在網(wǎng)絡(luò)全透?jìng)鬏?0GE 和40GELAN 業(yè)務(wù)時(shí)，由于采用了超頻透?jìng)鞴δ埽诺乐袝?huì)出現(xiàn)ODU2e 顆粒，其傳輸速率與OTN 中的主流ODU2顆粒不同。此外，OTN 的特長(zhǎng)是對(duì)于大顆粒進(jìn)行映射和調(diào)度，這種以波長(zhǎng)為對(duì)象的工作方式，在進(jìn)行小顆粒的傳輸業(yè)務(wù)時(shí)，如2.5Gb/s 以下，有一定的局限性。

3 OTN 的技術(shù)應(yīng)用

現(xiàn)階段，OTN 技術(shù)應(yīng)用的行業(yè)涵蓋了電力網(wǎng)、鐵路網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)等。從技術(shù)角度看，則有兩個(gè)主要應(yīng)用領(lǐng)域，分別是城域網(wǎng)和干線(xiàn)網(wǎng)。

城域網(wǎng)一般劃分為三個(gè)層次，即核心層、匯聚層和接入層，其中，接入層和匯聚層的帶寬相對(duì)較小，OTN技術(shù)主要承載2.5Gb/s 以上的大數(shù)據(jù)顆粒，因此，OTN技術(shù)主要應(yīng)用在核心層。實(shí)際上，對(duì)于城域網(wǎng)核心層以及長(zhǎng)途干線(xiàn)網(wǎng)所承載的用戶(hù)業(yè)務(wù)，他們因?yàn)樽陨矸植紡V、帶寬大的特點(diǎn)，能夠?qū)TN 的優(yōu)勢(shì)利用起來(lái)，解決實(shí)際的問(wèn)題。

在城域核心網(wǎng)中，常用的策略是將傳輸網(wǎng)和IP 網(wǎng)進(jìn)行分離。當(dāng)前，網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)以及各種業(yè)務(wù)都在飛速增加，光傳輸設(shè)備需要進(jìn)行大量的互聯(lián)，光纖資源消耗嚴(yán)重，同時(shí)，IP 數(shù)據(jù)網(wǎng)在保護(hù)恢復(fù)上也需求激增，OTN 的光電交叉設(shè)備恰好能夠用于解決兩項(xiàng)迫切需求。

在長(zhǎng)途干線(xiàn)網(wǎng)中，沒(méi)有太過(guò)復(fù)雜的調(diào)度和交叉操作。在長(zhǎng)途干線(xiàn)網(wǎng)中使用OTN設(shè)備，能夠應(yīng)對(duì)激增的IP業(yè)務(wù)，還可以高校的利用中繼電路，提高網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行水平，通過(guò)優(yōu)化IP 組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，節(jié)省路由組網(wǎng)成本。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著今年來(lái)光通信技術(shù)的飛速發(fā)展，OTN 的應(yīng)用變得更加廣泛，在電力、鐵路、移動(dòng)通信等領(lǐng)域都表現(xiàn)出優(yōu)異的能力。OTN 技術(shù)也會(huì)朝著更高速率、更長(zhǎng)距離、更多業(yè)務(wù)逐步邁進(jìn)，更好的服務(wù)于我國(guó)通信網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建和運(yùn)行，保障通信事業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展。