教學PPT傳送網(wǎng)OTN光傳送網(wǎng)

1、第2章 傳 送 網(wǎng) 基于dwdm技術的otn正是為滿足未來ngn的需求而設計的。 otn與sdh/sonet傳送網(wǎng)主要的差異在于復用技術不同， 但在很多方面又很相似，例如，都是面向連接的物理網(wǎng)絡，網(wǎng) 絡上層的管理和生存性策略也大同小異。比較而言，otn有以 下主要優(yōu)點： 第2章 傳 送 網(wǎng) (1) dwdm滿足用戶對帶寬持續(xù)增長的需求。 (2) 由于dwdm技術獨立于具體的業(yè)務，同一根光纖的不 同波長上接口速率和數(shù)據(jù)格式相互獨立，使得運營商可以在一 個otn上支持多種業(yè)務。otn可以保持與現(xiàn)有sdh/sonet網(wǎng)絡 的兼容性。 (3) sdh/sonet系統(tǒng)只能管理一根光纖中的單波長傳輸， 而

2、otn系統(tǒng)既能管理單波長，也能管理每根光纖中的所有波長。 第2章 傳 送 網(wǎng) (4) 隨著光纖的容量越來越大，采用基于光層的故障恢復 比電層更快、更經(jīng)濟。 與otn相關的主要標準有：itu-t g.872，定義了otn主 要功能需求和網(wǎng)絡體系結構；itu-t g.709，主要定義了用于 otn的節(jié)點設備接口、幀結構、開銷字節(jié)、復用方式以及各類 凈負荷的映射方式，它是itu-t otn最重要的一個建議；otn 網(wǎng)絡管理相關功能則在g.874和g.875建議中定義。 第2章 傳 送 網(wǎng) 2.4.2 otn的分層結構的分層結構 otn是在傳統(tǒng)sdh網(wǎng)絡中引入光層發(fā)展而來的，其分層結 構如圖2.15所

3、示。光層負責傳送電層適配到物理媒介層的信息， 在itu-t g.872建議中，它被細分成三個子層，由上至下依次 為： 光信道層(och：optical channel layer)、 光復用段層(oms：optical multiplexing section layer) 光傳輸段層(ots：optical transmission section layer) 第2章 傳 送 網(wǎng) 圖2.15 otn的分層結構 ip/mpls 電層或非標準光層的各種業(yè)務信號 pdhstm-ngaeatm 光信道層(och) 光復用段層(oms) 光傳輸段層(ots) 相鄰層之間遵循osi參考模型定義的上、下

4、層間的服務關系模式。 第2章 傳 送 網(wǎng) och層為來自電層的各類業(yè)層為來自電層的各類業(yè) 務信號提供以波長為單位的務信號提供以波長為單位的 端到端的連接；端到端的連接；oms層實現(xiàn)層實現(xiàn) 多個多個och層信號的復用、解層信號的復用、解 復用；復用；ots層解決光信號在層解決光信號在 特定光介質(zhì)上的物理傳輸問特定光介質(zhì)上的物理傳輸問 題題 各層之間形成各層之間形成client/server形形 式的服務關系式的服務關系 一個一個och層由多個層由多個oms層組層組 成，一個成，一個oms層又由多個層又由多個 ots層組成。底層出現(xiàn)故障，層組成。底層出現(xiàn)故障， 相應的上層必然會受到影響。相應的上層

5、必然會受到影響。 ip/mpls 電層或非標準光層的各種業(yè)務信號 pdhstm-ngae atm 光信道層(och) 光復用段層(oms) 光傳輸段層(ots) 第2章 傳 送 網(wǎng) 1光信道層光信道層 otn很重要的一個設計目標就是要將類似很重要的一個設計目標就是要將類似sdh/sonet網(wǎng)網(wǎng) 絡中基于單波長的絡中基于單波長的omap(operations、administration、 maintenance and provision運行、管理、維護和保障系統(tǒng)運行、管理、維護和保障系統(tǒng) )功功 能引入到基于多波長復用技術的光網(wǎng)絡中，能引入到基于多波長復用技術的光網(wǎng)絡中，och就是為實現(xiàn)就是

6、為實現(xiàn) 這一目標而引入的。它負責為來自電復用段層的各種類型的客這一目標而引入的。它負責為來自電復用段層的各種類型的客 戶信息戶信息選擇路由、分配波長，為靈活的網(wǎng)絡選路安排光信道連選擇路由、分配波長，為靈活的網(wǎng)絡選路安排光信道連 接，處理光信道開銷，提供光信道層的檢測、管理功能，并在接，處理光信道開銷，提供光信道層的檢測、管理功能，并在 故障發(fā)生時，它還支持端到端的光信道故障發(fā)生時，它還支持端到端的光信道(以波長為基本交換單以波長為基本交換單 元元)連接連接，在網(wǎng)絡發(fā)生故障時，執(zhí)行重選路由或進行保護切換。，在網(wǎng)絡發(fā)生故障時，執(zhí)行重選路由或進行保護切換。 第2章 傳 送 網(wǎng) 2光復用段層光復用段層

7、 光復用段層是保證光復用段層是保證相鄰的兩個相鄰的兩個dwdm設備之間的設備之間的dwdm 信號的完整傳輸?shù)?，為波長復用信號提供網(wǎng)絡功能信號的完整傳輸?shù)?，為波長復用信號提供網(wǎng)絡功能。 該段層該段層功能主要包括：功能主要包括：為支持靈活的多波長網(wǎng)絡選路為支持靈活的多波長網(wǎng)絡選路重新配置重新配置 光復用段光復用段功能；為保證功能；為保證dwdm光復用段適配信息的完整性進光復用段適配信息的完整性進 行光復用段行光復用段開銷的處理開銷的處理；光復用段的；光復用段的運行、檢測、管理等運行、檢測、管理等功能。功能。 第2章 傳 送 網(wǎng) 3 光傳輸層光傳輸層 光傳輸層為光傳輸層為光信號在不同類型的光纖介質(zhì)上

8、光信號在不同類型的光纖介質(zhì)上(如如 g.652、 g.655等等)提供傳輸功能提供傳輸功能，同時實現(xiàn)，同時實現(xiàn)對光放大器和光再生中繼器對光放大器和光再生中繼器 的檢測和控制等功能。例如，通常會涉及功率均衡問題、的檢測和控制等功能。例如，通常會涉及功率均衡問題、 edfa摻鉺光纖放大器摻鉺光纖放大器(erbium doped fiber amplifier ，縮寫，縮寫 為為edfa)增益控制、色散的積累和補償?shù)葐栴}。增益控制、色散的積累和補償?shù)葐栴}。 第2章 傳 送 網(wǎng) 圖2.16 光傳送網(wǎng)各層間的關系 1 2 wdm oa 1 2 路由器、odxc 及其他 och 終端設備 wdm n 路由

9、器、odxc 及其他 och 終端設備 n otsn，motsn，m och omsn，m n波長數(shù)；m速率的階數(shù)，有 2.5 g、10 g、40 g 第2章 傳 送 網(wǎng) 2.4.3 otn的幀結構的幀結構 1數(shù)字封包數(shù)字封包 itu-t g.709中定義了otn的nni接口、幀結構、開銷字節(jié)、 復用以及凈負荷的映射方式。如前所述，為了在otn中實現(xiàn)靈 活的omap，otn專門引入了一個och層，在該層采用數(shù)據(jù)封 包(digital wrapper)技術將每個波長包裝成一個數(shù)字信封,每個 數(shù)字信封由三部分組成，如圖2.17所示。 第2章 傳 送 網(wǎng) 圖2.17 光信道的數(shù)字封包 sdh/son

10、et atmfddi ippdh sdl 千兆以太網(wǎng) och 凈負荷 och overhead fec 第2章 傳 送 網(wǎng) (1) 開銷部分(overhead)：位于信封頭部，裝載開銷字節(jié)。利用 開銷字節(jié)，otn節(jié)點可以通過網(wǎng)絡傳送和轉(zhuǎn)發(fā)管理、控制信息、執(zhí) 行性能監(jiān)視，以及其他可能的基于每波長的網(wǎng)絡管理功能。 (2) fec部分：位于信封尾部，裝載前向差錯校正碼 fec(forward error correction)，fec部分執(zhí)行差錯的檢測和校正， 與sdh/sonet中采用的bip-8(bit interleaved parity)錯誤監(jiān)視機制不 同，fec有校正錯誤的能力，這使得運營

11、商可以為支持不同級別的 sla(service level agreement)。通過最大限度地減少差錯，fec在 擴展光段的距離、提高傳輸速率方面扮演了關鍵的角色。 (3) 凈負荷部分：位于header和trailer之間，它承載現(xiàn)有的各種 網(wǎng)絡協(xié)議數(shù)據(jù)包，而無需改變它們，因此otn是獨立于協(xié)議的。 第2章 傳 送 網(wǎng) 2otn的幀結構的幀結構 otn中的幀被稱為光信道傳送單元(otu：optical channel transport unit)，如前所述，它是通過數(shù)字封包技術向客戶信號 加入開銷oh(overhead)和fec部分形成的。在g .709中，定義了 三種不同速率的otu-k

12、(k=1，2，3)幀結構，速率依次為2.5 gb/s、 10 gb/s、40 gb/s。 第2章 傳 送 網(wǎng) 圖2.18 otn itu-t g.709客戶信號的映射 opu 客戶層信號 (sdh、ip、atm 等) opu 凈負荷 opu-oh opu 凈負荷 opu-oh fec odu-oh otu - oh fas otu 第2章 傳 送 網(wǎng) 一個otuk由以下四部分實體組成： (1) opuk (optical channel payload unit) ：由凈負荷和開銷 組成，凈負荷部分包含采用特定映射技術的客戶信號，而開銷 部分則包含用于支持特定客戶的適配信息，不同類型的客戶都

13、有自己特有的開銷結構。 (2) oduk（opticalchannel data unit） ：提供級聯(lián)連接監(jiān)測、 端到端的通道監(jiān)測，除opuk外, oduk號包含多個開銷字段，它 們是pm(path performance monitoring)、tcm (tandem connection monitoring)和aps/pcc(automatic protection switching/protection communication control channel)等。 (3) otuk（optical channel transport unit） ：otn中再生 節(jié)點之間傳輸信號

14、狀態(tài)的監(jiān)測功能 （4）fec，前向糾錯技術前向糾錯技術 第2章 傳 送 網(wǎng) 圖2.19 otn的幀結構和開銷字節(jié) alignment1otu k-oh odu k-oh 2 opu k-oh 3 4 15 16 opu k凈負荷 (43808 字節(jié)) 12345678910111213141516 1417 fas res tcm3 gcc1gcc2 tcm act tcm2 tcm6 mfas tcm1pmexp opu k overhead tcm5tcm4ftfl smgcc0res aps/pccres 38241 第2章 傳 送 網(wǎng) 3otn的時分復用的時分復用 otn的時分復用采用

15、異步映射方式，規(guī)則如下：四個odu1 復用成一個odu2，四個odu2復用成一個odu3，即16個odu1 復用成一個odu3。圖2.20描述了四個odu1信號復用成一個 odu2的過程。包含幀定位字段(alignment)和otu1-oh字段為全 0的odu1信號以異步映射方式與odu2時鐘相適配，適配后的四 路odu1信號再以字節(jié)間插的方式進入opu2的凈負荷區(qū)。加上 odu2的開銷字節(jié)后，將其映射到otu2中，最后加上otu2開銷、 幀定位開銷和fec，完成信號的復用。 第2章 傳 送 網(wǎng) 圖2.20 otn的時分復用 odu1 alignment odu1-oh opu1- oh 客戶

16、層信號 alignment odu1-oh opu1- oh 客戶層信號 opu2-oh odu2-ohodu2 alignment odu1-oh opu1- oh 客戶層信號 opu2-oh odu2-ohotu2 alignment otu2 -oh otu2 fec 4 第2章 傳 送 網(wǎng) 2.4.4 光傳送網(wǎng)的結構光傳送網(wǎng)的結構 實現(xiàn)光網(wǎng)絡的關鍵是要在otn節(jié)點實現(xiàn)信號在全光域上的 交換、復用和選路，目前在otn上的網(wǎng)絡節(jié)點主要有兩類：光 分插復用器(oadm)和光交叉連接器(oxc)。 1光分插復用器光分插復用器 oadm主要是在光域?qū)崿F(xiàn)傳統(tǒng)sdh中的sadm在時域中實 現(xiàn)的功能，

17、包括從傳輸設備中有選擇地下路(drop)去往本地的 光信號，同時上路(add)本地用戶發(fā)往其他用戶的光信號，而不 影響其他波長信號的傳輸。與電adm相比，它更具透明性，可 以處理不同格式和速率的信號，大大提高了整個傳送網(wǎng)的靈活 性。 第2章 傳 送 網(wǎng) 2光交叉連接器光交叉連接器 oxc的主要功能與傳統(tǒng)的主要功能與傳統(tǒng)sdh中的中的sdxc在時域中實現(xiàn)的功在時域中實現(xiàn)的功 能類似，不同點在于能類似，不同點在于oxc在光域上直接在光域上直接實現(xiàn)了光信號的交叉連實現(xiàn)了光信號的交叉連 接，路由選擇，網(wǎng)絡恢復等接，路由選擇，網(wǎng)絡恢復等功能，功能，無需進行無需進行oeo轉(zhuǎn)換和電處理轉(zhuǎn)換和電處理， 它是構

18、成它是構成otn的核心設備。十幾種的的核心設備。十幾種的oxc節(jié)點還應包括節(jié)點還應包括光監(jiān)控光監(jiān)控 模塊、光功率均衡模塊以及光網(wǎng)絡管理系統(tǒng)模塊、光功率均衡模塊以及光網(wǎng)絡管理系統(tǒng)等。等。 第2章 傳 送 網(wǎng) 3典型的典型的otn拓撲結構拓撲結構 圖2.21描述了一個三級otn結構。在長途核心網(wǎng)絡中，為 保證高可靠性和實施靈活的帶寬管理，通常物理上采用網(wǎng)孔結 構，在網(wǎng)絡恢復策略上可以采用基于oadm的共享保護環(huán)方式， 也可以采用基于oxc的網(wǎng)格恢復結構。在城域網(wǎng)中和接入網(wǎng)中 則主要采用環(huán)形結構。 第2章 傳 送 網(wǎng) 圖2.21 光網(wǎng)絡的結構 ring 4080 長途網(wǎng) oadm oadmoadm oadm oxc ring 40 城域網(wǎng) oadm oadmoadm oadm oxc 業(yè)務節(jié)點 ring 816 接入網(wǎng) oadm oadmoadm oadm 業(yè)務節(jié)點 oxcoxc oxc oxc 網(wǎng)格 4080 第2章 傳