OTN與DWDM的技術對比及應用分析

陶乃亞中國鐵通云南分公司，云南昆明　650011

OTN與DWDM的技術對比及應用分析

陶乃亞
中國鐵通云南分公司，云南昆明650011

摘要DWDM(Dense Wavelength Division Multiplexing)為傳統的波分復用技術，而OTN（Optical Transport Network）作為DWDM技術的演進。傳統的DWDM系統在業務調度、OAM管理、組網及保護等方面無法滿足要求，OTN將解決傳統DWDM網絡無波長子波長業務調度能力、組網能力弱、保護能力弱等特點。本文通過對DWDM和OTN技術特點的對比，剖析了兩者在概念、組網及保護、業務調度能力、業務承載能力、OAM管理等方面的不同，通過比較彰顯了OTN網絡的優勢，另外簡要介紹了兩者的應用場景。

關鍵詞DWDM；OTN；光傳送網；技術；對比；應用

1　概念的對比

DWDM是波分復用（Wavelength Division Multiplexing），把不同波長的光信號復用進同一根光纖中進行傳輸。相對傳統的光纖傳輸系統SDH/PDH而言，SDH/PDH采用的是一根光纖傳輸一波的方式，由于受器件自身的限制，其擴容方式和擴容需求無法滿足，光纖的帶寬沒有得到充利用。DWDM成了光纖傳輸對光纖擴容的最有效、最經濟的手段。DWDM在發送端將幾種不同波長的光信號組合（復用）起來進行傳輸，經光纖傳輸后在另一端將組合信號再分開（解復用），送入不同的系統。其傳輸原理如圖1所示。

DWDM系統主要由OTM、OLA、OTU、OMU/ODU、 OPA、OBA部分組成。OTM完成終端站業務的上下；OLA完成為光線路放大站，完成合波信號在純中繼站信號的放大處理；OTU完成非標準波長光信號到標準波長光信號的轉換；OPA（前置功率放大器）完成合波信號功率的提升，從而提升各波長光信號的輸出功率；OBA（后置功率放大器）通過提高合波信號的輸入功率來提升各波長信號的接收靈敏度。

OTN是光傳送網絡（Optical Transport Netwok），是由一組通過光纖鏈路連接在一起的光網元組成的網絡。是在DWDM和SDH的基礎上發展起來的，采用了DWDM光域與SDH電層的理念，在SDH電復用層和物理層之間增加光層，借鑒了傳統的WDM技術并有所發展，可以進行大顆粒業務的處理，而在電層中對原有的映射技術、復用技術、交叉連接、嵌入式開銷進行了改進。OTN在包括幀結構、功能模型、網絡管理、信息模型、性能要求、物理層結構、開銷安排、分層結構等方面都與SDH有相似之處。

2　信號結構的區別

最初的DWDM在信號結構上沒有統一標準，僅僅是各種業務直接通過O-E-O實現非特定波長到特定波長的轉換。后來在發布的G.872草案已在光傳送網中加入了光層，包括：OTS（光傳輸段層）、OMS（光復用段層）、OCh（光通道層）。

OTN具有規范的分層結構，包括光層和電層，其中光層分為OTS（光傳輸段層）、OMS（光復用段層）、OCh（光通道層），電層分為OTUk（光通路傳送單元）、ODUk（光通路數據單元）、OPUk（光通道凈荷單元）、客戶層。

3　組網方式及保護機制方面

傳統的DWDM組網能力較差，DWDM組網方式以鏈型、星型、環型組網為主，其保護方式主要以光復用段保護為主，在光路上進行1+1的保護，不對終端設備進行保護，這種方式需要獨立路由的兩條光纜才有意義。

目前鐵通骨干承載網采用的主要是DWDM+SDH分別獨立組網方式，提供點對點的大容量傳輸，用DWDM的波道來承載SDH環網，DWDM對業務的自愈保護往往是在SDH環網中進行。

OTN在網絡保護方面，通過G.801.1規范了通用保護倒換的技術要求，G.873.1和G.873.2又定義了ODUk線性保護技術要求和共享保護技術要求。

OTN組網通常是環形組網，可提供線路的1+1保護、波長的1+1保護、客戶側1+1保護、ODUk保護等保護方式，包括光層和電層的保護。

線路的1+1保護：是對OTN組網中的線路進行保護，是對OTN合波或放大后合波信號進行保護，這種保護是對完全波道進行保護。

波長的1+1保護：是對單波道進行保護。其實現方式是單波道信號經過波長轉換單元OTU后到OTN設備的OP單元完成單波信號的雙發，再經兩個方向（不同線路）的合波單元，到達收端OTN設備的分波單元，兩路信號進入OTN設備的OP單元，選擇一路信號進入OUT波長轉換單元。實現波長的1+1保護，這種方式只是對單波道的保護。

ODUk保護：分為兩種方式，一種為ODUk SNCP保護，另一種為ODUk SPRing保護。ODUk SNCP的實現方式業務信號從支路板輸入，經過交叉單板進行交叉后分為工作信號和保護信號，分別送往工作線路板和保護線路板，然后工作信號和保護信號分別在工作通道和保護通道進行傳輸。在收端，正常情況下，僅接受工作線路板的信號，保護線路板的信號斷開。當工作通道故障時，保護線路板的交叉連接生效。ODUk SPRing保護只需配主用業務，不需要配保護業務，倒換時需要協議支持。保護顆粒為ODUk。

客戶側1+1保護：客戶側業務經過OTN設備的OP單元后實現雙發，經兩條線路后到達收端，收端OP進行選收，送入客戶側設備，實現客戶側的1+1保護

4　業務調度能力方面

在OTN中可以運用數據配置做交叉連接（類似SDH的業務配置），可同時接入多種類型業務，可以實現業務的智能調度。

OTN系統光層的顆粒為波長，廠家提出的WSS（波長選擇開關）技術，增加了光波道的同波道硬交叉，即所謂的ROADM，但是其交叉能實現的也只是不同線路信號里同波道波長的交互，還無法實現不同波長波道的交互，技術上講進步不是很大。

電層的帶寬顆粒為光通路數據單元（ODUk，k，=0，1，2，3）。ODU0為GE速率，ODU1為2.5G速率，ODU2為10G速率，ODU3為40G速率。OTN繼承了SDH業務交叉的功能，OTN的交叉功能包括光交叉和電交叉，電交叉處理電信號的調度，與所承載的業務類型密切相關。交叉級別和交叉顆粒包括GE、10GE、any、ODUk等?？墒苟鄠€低速率業務共享一個10Gb/s波長。例如8個GE業務或4個2.5G業務可以共享一個10Gb/s波長。

5　承載業務能力方面

傳統的DWDM對業務承載目前現有產品以傳送STM-16及STM-64為主，低于2.5Gb/s需通過其他方式承載。

OTN定義了多種映射方式，使不同類型的客戶信號比如SDH、ATM、以太網信號等均由合適的路徑可以適配進OTN網絡。對于SDH和ATM可實現標準封裝和透明傳送，但對于不同速率以太網的支持有所差異。OTN定義了虛級聯幀，用來傳送超過ODUk的大顆粒業務；G.709協議支持基于客戶數據的封裝，可以直接通過GFP封裝以太網幀等。G.7041定義的封裝協議是一種可以把任意包信號封裝到固定速率信號如OPUk上的一種通用方法。

6　OAM能力方面

目前DWDM系統中，采用獨立波長1510nm作為光監控通道OSC(Optical Supervisory Channel)，速率為2Mb/s，用來傳送網管、公務、監控信息，主要用于檢測幀結構中B1字節和J0字節等開銷字節來監測網絡的傳輸性能。幀結構符合G.704，實際用于監控信息的速率為1.92kb/s。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。對于信號在大型DWDM網絡傳輸中的性能和告警等監測功能較弱。

OTN擁有規范的映射、復用，多層次的嵌入式光電開銷，開銷豐富，可用于OAM、段監控（SM）、通道監控(PM)、多級級聯監控（TCM）等各種監控信號以及前向糾錯信號FEC，具有豐富的維護信號。光域的開銷有OTS OH、OTM OH、OCH OH，電域的開銷有OTUk OH、ODUk OH等。例如幀結構ODUK開銷的第2行的第5-13列、第3行的1-9列定義了6個字段的串聯連接監視開銷TCM，OTN還在電層和光層定義了其它維護開銷，共同提供豐富的OAM管理功能。

7　應用場景方面

DWDM主要應用在省際干線網和省內骨干網，采用的主要是點到點組網方式，只能實現線路保護的方式。若采用線路的保護方式，需要敷設更多線路，成本高，因此沒有普遍采用。因而對業務的保護是結合SDH網絡進行的。

OTN網絡為大寬帶顆粒業務提高了非常理想的解決方案，在電信運營企業的省際骨干網、省內骨干網、城域核心層進行了OTN網絡部署，提供Gb/s以上業務顆粒的調度。省際骨干網承載PSTN/2G/3G/4G/internet等長途業務，采用OTN網絡可實現多種形式的保護方式，保護能力強。省內骨干網承載著骨干路由器之間NGW/3G/4G/IPTV/大客戶專線等業務，城域核心網承載著本地網核心路由器到匯聚路由器之間的大顆粒業務，通過建設省內骨干網OTN和城域網核心層OTN網絡，可提供GE/10GE、2.5G/10G POS業務的傳送。

8　結論

本文通過對DWDM與OTN在概念、信號機構、組網結構、保護機制、承載能力、OAM能力等方面的對比，說明了OTN網絡相對于DWDM網絡在技術上的進步，因而OTN網絡在電信企業得到大規模的部署。隨著大數據時代的到來，承載網的技術也在不斷進步，不斷滿足業務承載的需求。

參考文獻

[1]張海懿.OTN技術標準進展.電信技術，2009，3（5）：45-48.

[2]烽火OTN技術白皮書 烽火通信科技股份有限公司.

中圖分類號TP39

文獻標識碼A

文章編號1674-6708（2015）139-0071-02