OTN技術發展與應用研究

【摘要】本文作者結合自己多年的實際工作經驗，對OTN技術的優勢、設備形態及發展現狀相關問題進行分析，并對其應該相關問題進行探討，僅供參考。

【關鍵詞】OTN技術發展應用

隨著信息技術的飛速發展，特別是寬帶、IPTV、視頻業務的發展，對運營商的傳送網絡提出了新的要求。傳送網絡要能夠提供適應這種增長的海量帶寬，更重要的是要求傳送網絡可以進行快速靈活的業務調度，完善便捷的網絡維護管理（OAM功能），以適應業務的需求。

一、OTN技術的優勢

1.1 多種客戶信號封裝和透明傳輸

OTN可以支持多種客戶信號的透明傳送，如SDH、GE和10GE等。OTN定義的OPUk容器傳送客戶信號時不更改其凈荷和開銷信息，而其采用的異步映射模式保證了客戶信號定時信息的透明。

10GE接口相對于10G POS接口具有很大的成本優勢，路由器采用10GE接口可以大大降低網絡建設成本。而目前基于SDH的WDM系統主要是針對SDH信號的傳送，無法實現對10GELAN信號的透明傳送。因此，WDM系統引入OTN接口是路由器采用10GE接口的前提條件。

1.2 大顆粒調度和保護恢復

OTN技術提供3種交叉顆粒，即ODU1（2.5Gbit/s）、ODU2（10Gbit/s）和ODU3（40Gbit/s）。高速率的交叉顆粒具有更高的交叉效率，使得設備更容易實現大的交叉連接能力，降低設備成本。經過測算，基于OTN交叉設備的網絡投資將低于基于SDH交叉設備的網絡投資。在OTN大容量交叉的基礎上，通過引入ASON智能控制平面，可以提高光傳送網的保護恢復能力，改善網絡調度能力。

1.3 完善的性能和故障檢測能力

OTN引入了豐富的開銷，具備完善的性能和故障監測機制。OTUk層的段監測字節（SM）可以對電再生段進性能和故障監測；ODUk層的通道監測字節（PM）可以對端到端的波長通道進行性能和故障監測。從而使WDM系統具備類似SDH的性能和故障監測能力。

OTN還可以提供6級連接監視功能（TCM），對于多運營商/多設備商/多子網環境，可以實現分級和分段管理。適當配置各級（TCM），可以為端到端通道的性能和故障監測提供有效的監視手段，實現故障的快速定位。

二、OTN設備形態和發展現狀

2.1 OTN終端復用設備

OTN終端復用設備即支持OTN接口的WDM設備，這里的OTN接口包括線路接口和支路接口（也稱為業務接口或域間互聯接口）。用于域間互聯的OTNIrDI接口的FEC應采用G.709定義的標準FEC，或者關閉FEC方式。采用白光OTUk接口用于不同廠家傳送設備的互聯，代替傳統傳送設備采用SDH和以太網等客戶業務接口對接的方式，可以實現對波長通道端到端的性能和故障監測。

2.2 OTN電交叉設備

OTN電交叉設備完成ODUk級別的電路交叉功能，為OTN網絡提供靈活的電路調度和保護能力。OTN電交叉設備可以獨立存在，類似于SDHDXC設備，對外提供各種業務接口和ODUk接口（包括IrDI接口）。也可以與OTN終端復用功能集成在一起，同時提供光復用段和光傳輸段功能，支持WDM傳輸。

2.3 OTN光電混合交叉設備

OTN電交叉設備可以與OCh交叉設備（ROADM或PXC）相結合，同時提供ODUk電層和OCh光層調度能力。波長級別的業務可以直接通過OCh交叉，其他需要調度的業務經過ODUk交叉。兩者配合可以優勢互補，又同時規避各自的劣勢。這種大容量的調度設備就是OTN光電混合交叉設備。

三、OTN應用方式探討

3.1 波分系統的全OTN化

根據對國內外廠家設備的調研，目前主流廠家的波分系統在線路側已基本上采用了OTN結構，并均已支持符合G.709標準的OTN接口，可以實現不同系統的互通。多數廠家支持STM-64/OTN2信號的網管指配選擇，便于實現OUT應用方式的選擇（上下業務或中繼）。

3.2 OTN交叉設備在長途骨干網的應用

隨著長途IP網的發展，IP業務量的激增，長途骨干網的核心節點面臨著越來越大的業務量。而且為了更有效地使用IP網絡資源，提高中繼電路的利用率或提高網絡運行質量，在長途骨干網中應用大容量的OTN交叉設備是必要的。利用大容量OTN交叉設備，可以實現大顆粒波長通道業務的快速開通，提高業務響應速度。加載了ASON智能控制平面后，還可以提供基于ASON的多種保護恢復方式，提高骨干傳送網的可靠性。

同時，引入OTN交叉設備可以優化現有IP網絡的組網結構，大幅度節省路由器組建IP承載網絡的成本。其應用方式為：IP網絡的轉接業務不再進入路由器實現中轉，而是通過OTN設備在傳輸層直接完成轉接，從而節約路由器的接口數量并降低對路由器容量的要求。OTN設備提供的靈活保護恢復機制可以有效解決IP網絡中繼電路故障問題，提高網絡生存性，可以減少全部依賴路由器保護場景下的鏈路冗余要求，提高鏈路利用率，降低IP網絡的建設成本。

3.3 OTN交叉設備在城域網的應用

城域網中的情況比較復雜，相應的競爭技術也比較多。為了提高光纖利用率，在城域網/本地網中建設波分系統是必然的，基于波長級顆粒調度的OADM/ROADM是目前比較切合實際的選擇。但對于子波長顆粒GE、2.5G等業務，OADM/ROADM并不是一種很好的解決辦法。加之它本身存在的波長受限、恢復速度慢等缺陷，該方式需要與其他技術配合應用才可以實現城域網的多方面需求。

四、OTN應用場景

4.1 提高網絡的OAM

為了提高大顆粒業務的承載效率，WDM層面承擔起傳送網的管理維護、靈活組網、保護和調度功能，OTN作為升級版的WDM可有效解決業務的可維護性及業務的端到端性能檢測。

4.2 業務調度和保護

利用OTN的光、電交叉功能靈活實現波長級別和子波長級別調度。光層調度指采用ROADM技術，實現環相交、環相切等網絡中跨環業務的調度；電層調度指對2.5G、GE顆粒業務復用采用子波長級別的調度節省波道和板卡資源。

4.3 大客戶業務調度和開通

互聯網、物聯網、云計算等新技術的不斷發展，集團客戶帶寬的迅速增長，從2M/10M/100M向GE/2.5G/10G顆粒發展，同時快速開通和調度的需求也日趨強烈；利用OTN可實現跨地區點到點大客戶業務、本地跨環點到點業務和大顆粒的政企上網業務的接入和承載。集團客戶GE以上專線跨區域鏈路承載在OTN骨干、匯聚環上，有利于大顆粒業務的端到端靈活調度。對于重要集團客戶專線業務OTN網絡提供子波長/波長級保護。

4.4 承載PON寬帶接入網

隨著家庭寬帶和IPTV業務的迅猛發展，PON業務的增加對于OLT上行鏈路的需求也迅速增加，PON需要更多的光纜資源以滿足帶寬需求；需要更安全、更長距離的上行鏈路，裸纖不能滿足安全要求；采用OTN網絡承載OLT上行SR/BRAS的大顆粒電路，將有效地節省光纖資源的同時為OLT上行提供保護。

4.5 承載IP城域網

IP城域網的核心層采用光纖直連方式，安全性差；對于中長距離傳輸端口成本高；匯聚層采用大量光纖直連。管理和維護困難。發生故障不易定位；光纖直連方案可擴展性差，升級擴容困難。利用OTN承載匯聚交換機蛩JSR/BRAS、SR/BRAS蛋JCR等lP城域網電路，可大大減少對光纖的適用，提高網絡安全性。

五、結束語

目前，國內外主流運營商都非常關注OTN技術的發展和應用，多數運營商的WDM傳輸接口已經實現OTN功能。一些歐洲運營商在建網思路、標書需求等方面對OTN提出了明確要求，例如德國電信（DT）和意大利電信（TI）的網絡設備招標需求中明確要求波分設備具有ODU1調度能力、并可擴展到ODU2調度，開始提出傳送網全面OTN化的需求。同時，一些廠家正在進行ODU顆粒調度能力的研發，華為和Infinera等公司已經推出了基于ODU1交叉的商用設備并投入市場應用。目前，國內運營商也在長途骨干傳送網以及部分本地傳送網廣泛應用和部署了OTN網絡。因此，為了滿足日益增長的IP業務的承載需求，適應傳送網技術的發展趨勢，我國通信行業還應進一步增加OTN技術的研發投入，加快OTN設備的新技術研發、標準化和推廣應用。