基于现代通信网络技术的OTN技术和组网应用探究

张玉峰　张亚

摘 要 OTN（光传送网，OpticalTransportNetwork）是以波分复用技术为基础、在光层组织网络的传送网，是下一代的骨干传送网。OTN技术是通过G.872、G.709、G.798等一系列ITU-T的建议所规范的新一代“数字传送体系”和“光传送体系”，将解决传统WDM网络无波长、子波长业务调度能力差、组网能力弱、保护能力弱等问题。本文对OTN技术和组网应用的发展前景、优势特点等进行了初步探讨。

关键词 现代通信网络技术 OTN技术 组网

中图分类号：TP393 文献标识码：A

1 OTN技术的产生与发展

1.1 OTN的产生背景

（1）OTN对于应用来说是新技术，但其自身的发展已有多年的历史，目前已趋于成熟。ITU-T从1998年就启动了OTN系列标准的制订，到2003年主要标准已基本完善。（2）SDH/SONET已经非常成熟，但其在传送层方面存在不足。（3）互联网、电子商务、移动技术发展迅速，以太网等数据业务发展迅速。（4）1999年初，Lucent 提出wave Wrapper的概念。ITU-T在2002年发布G.709，其定义了OTMN的需求。包括光传送体系 （OTH），支撑多波长传输网络的开销定义，帧结构和比特速率各种映射方式。

1.2 OTN的发展前景

（1）OTN面向IP业务、适配IP业务的传送需求已经成为光通信下一步发展的一个重要议题。OTN从多种角度和多个方面提供了解决方案，为解决数据业务的处理和传送，在SDH技术的基础上研发了MSTP设备，已在网络中大量应用，很好地兼容了现有技术，同时也满足了数据业务的传送功能。（2）随着数据业务颗粒的增大和对处理能力更细化的要求，业务对传送网提出了两方面的需求：一方面传送网要提供大的管道，以便解决SDH基于VC-12/VC4的交叉颗粒偏小、调度较复杂、不适应大颗粒业务传送需求的问题。另一方面业务对OTN提出了更加细致的处理要求。

2 OTN技术的特点

2.1 OTN的特点

（1）实现多种客户信号封装和透明传输，基于ITU-TG.709的OTN帧结构可以支持多种客户信号的映射和透明传输。目前对于SDH和ATM可实现标准封装和透明传送，但对于不同速率以太网的支持有所差异。（2）大颗粒的带宽复用、交叉和配置。OTN目前定义的电层光通路数据单元（O-DUk，k=0，1，2，3），即ODUO（GE，1000M/S）ODU1（2.5Gb/s）、ODU2（10Gb/s）和 ODU3（40Gb/s），光层的带宽颗粒为波长，相对于SDH的VC-12/VC-4的调度颗粒，OTN复用、交叉和配置的颗粒明显要大很多，对高带宽数据客户业务的适配和传送效率显著提升。（3）强大的开销和维护管理能力。OTN提供了和SDH类似的开销管理能力，OTN光通路（OCh）层的OTN帧结构大大增强了该层的数字监视能力。（4）增强了组网和保护能力。通过OTN帧结构、ODUk交叉和多维度可重构光分插复用器（ROADM）的引入，大大增强了OTN的组网能力，改变了基于SDHVC- 12/VC-4调度带宽和WDM点到点提供大容量传送带宽的现状，显著增加了光层传输的距离。（5）OTN将提供更为灵活的基于电层和光层的业务保护功能，如基于ODUk层的光子网连接保护（SNCP）和共享环网保护、基于光层的光通道或复用段保护等，但目前共享环网技术尚未标准化。

3 OTN技术特征体现

第一，在IP+WDM网络中，一条物理路径中断可能引起大量IP逻辑路由中断，导致路由器保护恢复时间变长，远远超过50ms。传统电信级IP网中引入SDH层面，一个重要原因就是提供了50ms的保护恢复功能。第二， SDH之所以能被广泛应用，主要在于它具备大颗粒业务交换能力（如El 或VC4），具有比电话交换机更经济、更易管理的大管道端到端提供能力，大大减少了交换机端口的需求，降低了全网建设成本。如果WDM具备类似SDH的波长/子波长调度能力，并组建一张端到端的承载网络，就可以实现GE、10GE、40G等大颗粒业务端到端快速提供，加快业务开通时间，减少对路由器端口的需求。第三，提供快速、可靠的大颗粒业务保护能力。电信级业务需要达到50ms的保护倒换时间。在IP+WDM网络中，路由器逻辑路由一般呈Full Mesh状分布，而光纤物理路径则一般呈环或简单的Mesh状，一条物理路径中断可能引起大量IP逻辑路由中断，导致路由器FRR保护恢复时间变长，远远超过50ms。传统电信级IP网中引入SDH层面，一个重要原因就是为了提供50ms的保护恢复时间。

4 OTN技术的组网应用

目前基于OTN的智能光网络将为大颗粒宽带业务的传送提供非常理想的解决方案。传送网主要由省际干线传送网、省内干线传送网、城域（本地）传送网构成，而城域（本地）传送网可进一步分为核心层、汇聚层和接入层。相对SDH而言，OTN技术的最大优势就是提供大颗粒带宽的调度与传送。

4.1 OTN组网技术在国家干线中的应用

（1）随着网络及业务的IP化、新业务的开展及宽带用户的迅猛增加，国家干线上的IP流量剧增，带宽需求逐年成倍增长。波分国家干线承载着 PSTN/2G长途业务、NGN/3G长途业务、Internet国家干线业务等。（2）由于承载业务量巨大，波分国家干线对承载业务的保护需求十分迫切。采用OTN技术后，国家干线IP over OTN的承载模式（下转第298页）（上接第277页）可实现SNCP保护、类似SDH的环网保护、MESH网保护等多种网络保护方式，其保护能力与SDH相当，而且，设备复杂度及成本也大大降低。

4.2 OTN组网技术在省内/区域干线中的应用

（1）省内/区域内的骨干路由器承载着各长途局间的业务（NGN/3G/IPTV/大客户专线等）。通过建设省内/区域干线OTN光传送网，可实现 GE/10GE、2.5G/10GPOS大颗粒业务的安全、可靠传送；（2）可组环网、复杂环网、MESH网；网络可按需扩展；（3）可实现波长/子波长业务交叉调度与疏导，提供波长/子波长大客户专线业务；（4）还可实现对其它业务STM-0/1/4/16/64SDH、ATM、 FE、DVB、HDTV、ANY等的传送。

4.3 OTN组网技术在城域/本地中的应用

（1）在城域网核心层，OTN可实现城域汇聚路由器、本地网C4（区/县中心）汇聚路由器与城域核心路由器之间大颗粒宽带业务的传送。（2）路由器上行接口主要为GE/10GE，也可能为2.5G/10GPOS。城域核心层的OTN除可实现GE/10GE、2.5G/10G/40GPOS 等大颗粒电信业务传送外，还可接入其他宽带业务，如STM-0/1/4/16/64SDH、ATM、FE、ESCON、FICON、FC、DVB、 HDTV、ANY等。（3）对于以太业务可实现二层汇聚，提高以太通道的带宽利用率；可实现波长/各种子波长业务的疏导，实现波长/子波长专线业务接入。④ 可实现带宽点播、光虚拟专网等，从而可实现带宽运营。从组网上看，还可重整复杂的城域传输网的网络结构，使传输网络的层次更加清晰。

作为下一代传送网发展方向之一的OTN（optical transport network）技术，继承并拓展了已有传送网络的众多优势特征。既可以提供超大容量的带宽，又可以直接对大颗粒业务进行调度，并能够实现类似于SDH完善的保护和管理功能，更可以与ASON结合实现智能光网络。减少了承载网的中间层次，降低了网络的复杂度，使承载网更加简潔、高效，大大降低了网络的运维复杂度，降低了维护成本。随着OTN技术标准和设备功能将日渐成熟， OTN的组网方式必将逐步取代传统的网络架构，成为下一代传送网络的发展主流。