光纖傳輸接入網絡中OTN技術的應用分析

張振楠

國家廣播電視總局無線電臺管理局，北京，100045

0 引言

目前，傳輸光網絡向高速大容量的方向發展，安全可靠、配置靈活成為必然趨勢。OTN傳輸技術支持100M～40G的網絡全業務接入，擁有強大的交叉調度能力，用戶側接口豐富，可以實現各種速率業務的靈活調度以及混合傳輸，進一步增加了可靠性和生存性。作為新的光傳輸網技術，OTN可以承載多種速率，例如：DH、ATM、IP/MPLS等都屬于業務的范疇[1]。歷經PDH、SDH、WDM系統后，光纖網絡管理與維護能力得到了有效的提升[2]。利用OTN技術通信，可以將把OTN光信號轉換成比較成熟的電信號，由一組光纖連接在一起，即可為用戶提供基于光通道客戶信號傳送、復用、管理、監控及保護。從以往的視角分析，寬帶傳輸存在很多的缺陷性，數字化無法得到有效的支撐，高清化和綜合業務管理存在明顯的滯后問題。SDH光傳輸網是在光電網絡優勢的視野中進行建立的，目前已經在廣播電視傳輸中得到了有效的應用。光纖傳輸接入網絡中OTN技術，可用于承載現有SDH傳輸網絡，平穩實現技術的革新升級，具有較高的應用性及理論前瞻性，對于促進我國廣播電視事業高質量發展有著重大意義。

1 OTN 技術

1.1 OTN 技術特點

OTN 技術的發展拓展了新的空間，OTN被稱之為光傳送網絡。光域內信息傳輸的過程中，需要以復合應用為基礎，保持有效的交叉銜接性。在具體的發展歷程中，主要呈現了以下的幾個特點。（1）OTN技術在應用的過程中，需要按照合理的規范進行落實，不僅需要分析技術的發展問題，還需要以發展技術為基礎，找到屬于自己的突破口，最終實現透明傳輸。（2）OTN技術需要在網絡的視野下，發揮城域網傳輸的主要價值，并且承擔起網絡傳輸的主要目的，向著高質量的方向進行互動。在寬帶技術的提升中，OTN技術主要使用的是環狀的內部結構，可以在綜合性的基礎上，達到多點連接的主要效果[3]。在多種類型的問題中，需要加大信息處理的能力，實現中心機房多點涵蓋的效果。OTN技術在實施處理的時候，還可以完成傳送與封裝，信號傳輸的相關工作，最大限度讓環境變得優質。OTN網絡也可以在多元化的基礎上，分析信號需要落實的部分，滿足封裝條件，提升監督和控制的力度。（3）業務的接入問題中，一般都是在全部封閉的狀態中完成的，最終達到監督和控制工作的主要目的。OTN網絡技術中存在不同的業務辦理類型，可以達到傳輸共享。相對于SDH網絡基于VC調度，OTN的處理對象是波長，在不同的世界中，都可以以高質量的速度傳播為內涵，保持5G網絡和IPV9終端發展模式的建設需要[4]。

1.2 OTN 技術的組成內容

從OTN信號原理結構看，主要是光通道層OCh，光復用段層OMS，光傳輸段層OTS等。光傳送網基本信號結構主要是OTUk幀結構、ODUk幀結構和OPUk幀結構[5]。從光纖到接入處理器件，涉及光信號的接收與轉換、信號分類處理、糾錯譯碼等相關的發展過程。光信號的接收會經過光檢測器的前置放大部分、主放大部分、數字信號恢復部分、譯碼部分和相干光檢測等內容，大大提高信道的傳輸容量。信號分類處理需要鑒別承載的信號協議，提取數據包，為下一步處理做好基礎準備。復用與解復用，需要在波道劃分的分層結構中，合理地統籌規劃，滿足光傳送網的有效建設和發展。糾錯譯碼，就需要線性分組碼LBC，經歷循環碼、BCH 碼、RS 碼（Reed-Solomon），增強信號接收處理。

OTN技術內容，主要可以分為光傳輸層、光復用層、光信道層這三個不同的部分，這些部分都是為了滿足分層管理的需要，提高OTN技術的實用性價值。（1）光信道層。OTN技術的光信道層，即可達到對光層保護和恢復的主要功能。此外，還可以達到光纖備份功能、光纖監控功能、光纖連接功能、光纖交叉調度功能等。在全新的環境下，展現這些功能，滿足現實的發展需要。光信道層對數據具有的重新連接，可以提高互聯網路由的靈活性。包頭設計需要結合通信質量的發展，提高光元器件、加工光元器件等方面的技術。將OTN電層可以在G.872 的基礎上，讓ODU信號在任意兩個3R之間完成，實現從傳輸端到接收端之間合理化的傳輸效果[6]。（2）光復用層的波長復用功能，可以在多元化的數據中，完成信號的傳播。光通信管理可以在波分復用的基礎上，保持波分復用的安全性，最大限度實現功能性的恢復。（3）光傳輸階段，可以在不一樣的光媒介質中，完成數據信號的傳輸，落實信號命令。在光傳輸層的基礎上，提高傳輸操作的能力，保證內容的完整性。使用光中繼器或者光放大器，利用光波的功能需要，實現控制、管理、檢測等內容的建設。

2 光纖傳輸接入網絡中OTN技術的應用

2.1 促進寬帶用戶接入能力提升

面對光網絡的迅猛發展和光網絡傳輸速率的激增，而模塊化設計可以保證較好的可拓展性[7]。OTN技術在光纖傳輸接入網絡中應用的意義主要可以分為四個不同的部分，具體參見表1。

表1 OTN技術在光纖傳輸接入網絡中應用的主要價值和意義

隨著新技術的發展，網絡處理的速率越來越高，承載各種各樣信號的高速 OTN信號將成為光網絡的發展中的主要部分。根據現實的需要，提升寬帶資源的分享，完成數據內容的傳輸，最大限度滿足網絡業務的建設。大數據的運營商也可以根據實際任務需求，提高經濟效益，設計信號接入處理設備。例如：數據類業務中，不管是電信運營商，還是內容服務商等，都可以依靠網絡寬帶資源，加大內容上的拓展，最大限度提升技術水平。OTN技術還可以在發展的歷程中，不斷地優化和建設，達到提升容量的主要目的，增強數據傳輸能力，提高寬帶業務的覆蓋面積，實現網絡接入的需求。

此外，遠距離通信傳輸中應用OTN的意義相當關鍵。承載基礎性業務數量，可以對各類寬帶業務加大高效的管理，最大限度提高傳輸的效率。OTN的虛擬優勢中可以展現出較高的安全性和穩定性，為以后的可持續發展提供良好的基礎準備[7]。從目前的發展體系看，大部分光纖通信的基礎設施都是在SDH等內容的基礎上實施建立的。OTN設備在使用的過程中，需要承載著較多的業務類型。在多元化的市場中，可以在不同類型、不同速率的多種信號中，探究其中的關鍵意義，優化其中的傳輸信號和結構，將電網的傳輸向全光網推進，解決復雜的問題，為以后的發展提供巨大的便利。OTN信號在發送和接入系統中，可以使用光的相干檢測、波分復用和解復用等關鍵技術，在系統需求分析和設計原則下，合理整合現實的需要，實現模塊化的處理能力建設。OTN信號在接收處理系統中，可以在整體的基礎框架下接收特定類型或速率的高速信號，實現多傳輸速率以及多承載業務的構建。

2.2 促進網絡出口寬帶資源提升

通過高速電信號的接入、同步、恢復解擾和前向糾錯等步驟，保證光電信號傳輸的準確性[8]。通常情況下，接收100Gbps速率等級的高速OTN信號，可以完成光信號的低BER接入。也就是說，OTN技術展現了較強的網絡兼容性，可以結合實際，最大限度增加可維護性。從本質上看，用戶提供寬帶需求服務，不僅是為了突破傳統理念下的限制，也是對網絡緩慢問題合理的優化，延伸網絡資源。在實踐的時候，還可以根據接入的用戶數量優化出口寬帶資源方案，實現OTN技術擴容。OTN設備在選擇的過程中，還可以以電交叉、光交叉ROADM/OXC傳送等為基礎，增強電交叉OTN設備維護能力，提高網絡保護能力。光交叉ROADM/OXC設備在進行調度的時候，可以增強組網靈活度，最大限度降低成本。一般的情況下，混合調度OTN設備的使用方式較多，可以根據業務的需要，合理的選擇，最大限度滿足現實的發展條件。電交叉、光交叉的傳送特點具體參見表2。

表2 OTN 技術破解局域網難題

2.3 促進網絡運行性能提高

隨著并行處理字節數的增加，情況越來越復雜，需要的性能與安全性就會越來越高。OTN技術在安全性、擴充性及開放性都體現了較強的優勢性，一方面可以廣大用戶網絡穩定性，另外一方面可以增強高速率應用需求。立足于網絡安全層面，完成防御與部署的有效建設。其中所包含的安全防御等功能，可以最大限度減少內部操作失誤導致的麻煩，還可以有效減少外部的惡意攻擊，防止重啟等問題的存在。OTN網絡還可以對冗雜材料與資源進行備份，解決單點故障的問題，合理保證網絡穩定性。OTN技術在不同的層次中滿足不同的業務需要，為廣大用戶提供多元、豐富的接口，保證后續工作的持續性與穩定性。

2.4 促進網絡性能平滑升級

OTN可組成點到點、環形和網狀拓撲，系統硬件結構靈活緊湊，在性能上充分滿足現實需求。從系統綜合測試的角度分析，測試信號傳輸到主板卡中得到標準化信號，編碼器加入適當的檢查符號作為附加碼字。譯碼器接收到錯誤碼字時，即可根據實際需求合理轉化信息，保證數據的優化和升級。電源、時鐘等基本功能模塊初始化后完成配置，提供給速率轉換芯片使用。子板卡接入FPGA中完成糾錯，最終獲得原始性數據。

考慮到系統需求與高速OTN信號接收處理流程，主要的目的，是為了完成高速光電轉換接入模塊，實現核心處理部分的優化配置，以其他支撐性模塊為基礎，保證后續工作的穩定性[9]。OTN技術在設計過程中，即可根據現實的需要，考慮信號完整性和成本問題，解決設計復雜，容錯率低，靈活性低等問題，兼顧實用性和生存性。在充分考慮光網絡傳輸方式和格式的基礎上，選擇較為成熟的技術，最終確定合理方案。

3 結語

隨著社會的進步，OTN技術在光纖傳輸接入網絡設計和應用的歷程中，需要結合現實的需要，提升信息傳播的有效性。在光纖傳輸接入網絡中引入OTN技術，可以實現數據的兼容，規范光層互聯標準，一定程度上擺脫傳統的限制和束縛。在實際構建的過程中，光纖傳輸網絡不僅需要可以復用，還需要便于管理，最大限度增加兼容性，做到對帶寬更為精細化使用，提高對用戶的服務質量。