OTN與傳統波分的比較

梁日升

【摘 要】近年來，隨著我國經濟的迅猛發展以及社會的不斷進步，通信技術在人們的生產生活中的影響越來越大。在全業務運營時代，電信運營商都將轉型成為綜合服務提供商。業務的豐富性帶來對帶寬的更高需求，直接反映為對傳送網的能力和性能的要求。光傳送網技術由于能夠滿足各種新型業務需求，從幕后漸漸走到臺前，成為傳送網發展的主要方向。

【關鍵詞】O T N；傳送技術；傳統波分；比較；差異

【中圖分類號】TJ768.4【文獻標識碼】A【文章編號】1672-5158（2013）07-0102-01

1 前言

OTN（光傳送網，OpticalTransportNetwork），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。OTN是通過G. 872、G.709、G.798等一系列ITU-T的建議所規范的新一代“數字傳送體系”和“光傳送體系”，解決了SDH基于VC-12/VC4的交叉顆粒偏小、調度較復雜、不適應大顆粒業務傳送需求的問題，也部分克服了WDM系統故障定位困難，以點到點連接為主的組網方式，組網能力較弱，能夠提供的網絡生存性手段和能力較弱等缺點。

廣義的OTN技術（在電域為OTH，在光域為ROADM），ROADM側重于波長調度（方向/波長數），OTH側重于子波長調度和保護/恢復（交叉顆粒/容量），ROADM和OTH是共存發展而不是相互對立的關系，兩者選擇根據應用需求和應用場景。

WDM技術是利用單模光纖的帶寬以及低損耗的特性，采用多個波長作為載波，允許各載波信道在光纖內同時傳輸。把不同波長的光信號復用到同一根光纖中進行傳送，這種方式我們把它叫做波分復用（Wavelength Division Multiplexing）

2 OTN與傳統波分的差異

2.1 技術體制

OTN技術兼有傳統SDH/SONET和WDM的優勢，同時又保持了對它們的兼容能力。在光層，OTN可以實現大顆粒的處理，類似于WDM系統；在電層，OTN使用異步的映射和復用，使得關鍵的交叉可采用最經濟的空分交叉技術。

OTN目前定義的電層帶寬顆粒為光通路數據單元（O-DUk，k=0，1， 2，3），即ODUO（GE，1000M/S）、ODU1（2.5Gb/s）、ODU2（10Gb/s）和ODU3（40Gb/s），光層的帶寬顆粒為波長，相對于SDH的VC-12/VC-4的調度顆粒，OTN復用、交叉和配置的顆粒明顯要大很多，對高帶寬數據客戶業務的適配和傳送效率顯著提升。

最初的WDM設備在信號結構上并沒有統一的標準，僅僅是將各種業務直接通過O-E-O實現非特定波長到特定波長的轉換。OTN標準發布后，由于其非常適合WDM的特點，而且有利于推進不同廠家波分設備的互連互通，所以迅速成為WDM設備的事實標準。

DWDM技術是在波長1550nm窗口附近，在EDFA能提供增益的波長范圍內，選用密集的但相互又有一定波長間隔的多路光載波，這些光載波各自受不同數字信號的調制，復合在一根光纖上傳輸，提高了每根光纖的傳輸容量。

2.2 維護管理

OTN提供了和SDH類似的開銷管理能力，OTN光通路（OCh）層的OTN幀結構大大增強了該層的數字監視能力。另外OTN還提供6層嵌套串聯連接監視（TCM）功能，這樣使得OTN組網時，采取端到端和多個分段同時進行性能監視的方式成為可能。為跨運營商傳輸提供了合適的管理手段。

TCM使得網絡運營商能夠讓信號從自己的網絡入口點和出口點對該信號進行監控。這6個監控字段的結構與PM字段相同，并且支持從下列應用情形中的一個或多個對ODUk連接進行監控：

①通過公用網絡對ODUk連接進行UNI到UNI的監控。

②通過網絡運營商對ODUk進行NNI到NNI監控。

③為保護切換進行子層監控，以及檢測信號故障或劣化狀況。

④監控匯接連接，對故障進行定位或驗證。

在DWDM系統中，采用獨立的1510nm波長（速率為2Mb/s）承載光監控信道（OSC），傳送網管、公務和監控信息，幀結構符合G.704，實際用于監控信息傳送的速率為1920kb/s。0SC光監控信道是DWDM系統工作狀態的信息載體。在DWDM系統中，OSC是一個相對獨立的子系統，傳送光信道層、光復用段層和光傳輸段層的維護和管理信息，提供公務聯絡及使用者通路，同時它還可以提供其它附加功能。OSC主要包括的子系統功能為：OSC信道接收和發送、時鐘恢復和再生、接收外部時鐘信號、OSC信道故障檢測和處理及性能監測、CMI編解碼、OSC幀定位和組幀處理、監控信息處理。性能的監測（B1、J0、OPM、光放監測），可由業務接入終端完成。模擬量監測功能和B1誤碼監測功能，提供不中斷業務的多路光通道性能監測（包括各信道波長、光功率、光信噪比），適時監測光傳送段和光通道性能質量，提供故障定位的有效手段。

2.3 效能

OTN應用在干線網絡中，為保證高可靠性和實施靈活的帶寬管理，通常物理上采用網孔結構，在網絡恢復策略上可以采用基于OADM的共享保護環方式，也可以采用基于OXC的網格恢復結構。OTN應用在城域網中和接入網中則主要采用環形結構。

ROADM是波分設備采用的一種較為成熟的光交叉技術。利用現有技術，ROADM可以較為方便的實現4個光方向每個光方向40或80波的交叉，交叉容量1.6T或3.2T。預計將來可以很快支持8個光方向，適用于大顆粒業務。在現有技術條件下，大容量時成本明顯低于電交叉技術，在小容量時成本高于電交叉。傳輸距離可能受到色散，OSNR和非線性等光特性的限制，增加OTU中繼可以解決這個問題，但成本過高。

電交叉，包括多種實現方式，例如基于SDHTSI時隙交換的交叉，基于ODU1的交叉，交叉容量低于光交叉，目前技術最大也就T比特量級，支持子波長一級的交叉，適用于大顆粒和小顆粒業務。容量低時有成本優勢，容量高時成本很高。O-E-O技術使得傳輸距離不受色散等光特性限制

OTN更適合于構建以IP業務為主的端到端寬帶業務承載網絡（IP Over OTN）。集成通道交叉連接功能的OTN，具備波長/子波長級復用、交叉連接能力，同時能夠提供強大的OAM功能。

傳統波分跟PDH類似，只能組點對點的鏈，不能對波長進行靈活調度，無法組成復雜網絡，不適應網絡IP化發展，個別地區部署了少量固定OADM或者ROADM節點組成環網系統。

傳統WDM設備，使用TMUX方式將子速率業務直接復用到波道上，只能點到點的傳送，無法兼顧波道帶寬高利用率和端到端的靈活調度

由于早期技術限制，已經部署的傳統WDM網絡調度能力較差，雖然也采用了G.709封裝結構，但是目前系統對接都是采用客戶接口，OTN具有的強大OAM功能沒有得到應用。未來WDM網絡應該向基于OTN的WDM網絡發展。首先應該完善WDM設備對OTN開銷的處理能力，并采用OTUk白光口進行系統間對接。其次可采用OTN調度設備和現網WDM系統相配合的方式擴展WDM網絡的靈活調度和保護能力。

現有WDM系統主要提供點到點高容量傳輸功能，在光層不支持組網和復雜的管理維護功能，相應的組網功能主要通過SDH網絡來實現，而OTN技術則是集成了SDH和WDM技術的優勢發展而來。但由于OTN的引入和規模應用需要一定的完善過程，因此目前OTN和原有的SDH及WDM網絡首先要實現共存和互通。

從降低網絡建設和運維難度考慮，OTN網絡的演進應首先在單域、單廠家網絡內使用，與傳統WDM系統對接可依舊采用SDH、以太網等業務接口，在設備標準化后可逐漸考慮在多域、多廠家環境使用。

3 結束語

OTN將解決傳統WDM網絡無波長/子波長業務調度能力、組網能力弱、保護能力弱等問題。OTN采用異步映射、異步復用，不需要系統全網同步，消除了由于同步帶來的限制。經過多年發展，OTN技術已走向成熟，接口OTN化的SDH/SONET/WDM設備也已取得大量應用。作為傳送網技術發展的最佳選擇，可以預計，在不久的將來，OTN技術將會得到更廣泛應用，成為運營商營造優異的網絡平臺、拓展業務市場的首選技術。

參考文獻

[1] 李允博.光傳送網（OTN）技術的原理與測試.人民郵電出版社，2013（04）

[2] 俆寧榕，周春燕.WDM技術與應用.人民郵電出版社，2002（12）