灰光OTN组网技术特点简析

王鹏 薛凌云

中国移动通信集团江苏有限公司

0 引言

OTN比SDH更能适应当前传送网的业务需求，近几年获得迅速发展。要充分体现OTN的业务调度优势，最好全网都使用同一厂家的设备。但是这会让运营商担忧独家供应商的垄断地位，不利于后期商务谈判。另一方面，网上存在着大量没有交叉能力的波分设备，以前运营商都采用SDH节点来作为业务调度交叉机，随着SDH的退网，可以采用灰光OTN设备进行替代。对于一些境外POP点，必须租用第三方运营商的中继电路，也有必要采用灰光OTN设备进行组网。下面结合华为OTN设备，简析一下灰光OTN组网的技术特点。

1 传统OTN和灰光OTN的拓扑对比

1.1 传统OTN组网

同一厂商的设备组成MESH网络。由于OTN网络节点间通信存在很多的私有协议，难以实现多个厂家设备组网。这样的组网方式下，所有设备均由一家厂商集成，有的运营商称之为“集成式OTN”。

图1 集成式OTN组网示意图

1.2 灰光OTN组网

灰光OTN可以实现跨设备厂家组网。中继电路由不同厂商的波分设备提供，灰光OTN以波分设备实现类似SDH交叉机的业务调度功能。这样的组网方式下，灰光OTN实现了业务板与光层器件的分离，有的运营商称之为“分离式OTN”，或称“独立式OTN”。

图2 分离式OTN组网示意图

由于第三方设备对于灰光OTN相对透明，将其抽象为波道。图2的拓扑可以简化如下。此拓扑与SDH的系统拓扑基本一致。

图3 灰光OTN抽象简化示意图

在网管上，中继电路直接体现成光口与光口之间的两条方向相反的单向单纤连接，与SDH组网类似，但SDH的光纤是双纤双向光纤。

2 灰光接口与彩光接口的对比

传统OTN系统中，线路板与合分波板对接，线路板的光口是彩光接口，有80种不同波长。以OSN 8800设备的ND2单板可调波长接口为例，中心波长精确度约+/-0.04nm。

灰光OTN系统中，线路板与支路板对接，线路板的光口是灰光接口（或称黑白光接口）。以华为OSN 8800的ND2单板为例，中心波长范围1290～1330nm或1530～1565nm；支路光口都是灰光接口。

图4 灰光OTN系统线路和支路板接口

3 灰光OTN使用的第三方中继电路

3.1 中继电路分类

中继电路通常由多段不同厂家的波道串接产生。按这些波道的客户侧接口业务类型进行分类，主要包括OTUK波道、SDH波道、以太网波道等。

图5 中继电路说明图

OTUK类型的波道最适合用作灰光OTN的中继电路。以太网波道不适合作为中继波道。由于目前网络上还存在大量不支持OTUK业务类型的波分设备，所以非OTUK波道还广泛存在。

3.2 中继电路的常见问题

由于灰光OTN只能凭借第三方波道作为中继电路，而且中继电路在网管上被直接用光纤连接所替代，由此带来新的问题：网管连纤的颜色、接口的告警不能真实反映链路状态。

如图6所示，第三方波道发生中断。

图6 中继电路故障示意图

（1）中继是OTUK波道，灰光OTN的线路侧接口业务类型为OTUK。

如果两端灰光OTN设备尚未配置对应的ODU交叉，此时中继电路在中间位置断开，那么告警监视点不会产生任何告警，代表中继电路的网管连纤常绿。换句话说，在客户上业务（指配置交叉连接）之前，网管不会主动上报链路中断的故障。即使客户上了业务，也只会上报ODU、OPU等层的告警，不会上报OTU层告警，也不会报LOS、LOF等告警，光纤也是常绿。

（2）中继是SDH波道，灰光OTN的线路侧接口业务类型为SDH。

如果两端灰光OTN设备未配置ODU交叉或者配置了交叉但支路板还未加载业务，则无论中间链路是否中断，两端的告警监视点均会收到R_LOF告警。换句话说，在客户上业务（指真实接入客户侧SDH信号）之前，网管上看该光纤连接一直是红的，似乎该链路始终是断的。但是只要客户上了真实的以太网业务，RLOF告警消失，该光纤就会变绿。

（3）中继是以太网波道，灰光OTN的线路侧接口业务类型为LAN。

如果两端灰光OTN设备未配置ODU交叉或者配置了交叉但支路板还未加载业务，则无论中间链路是否中断，两端的告警监视点均会收到LOCAL_FAULT告警。但由于LOCAL_FAULT告警不是光纤变红的触发条件，所以光纤就一直是绿的。即使客户上了业务，中间链路断了，光纤也还是绿的。

3.3 上业务前如何判断中继电路的通断状态

挂表测试肯定可以测出电路通断，但是如何直接用网管进行测试呢？

3.3.1 搜索光纤和链路检测的功能失效了

由于网管上的光纤搜索功能和链路检测功能所依赖的均是修改发端SDH接口的J0字节进行收端检测，而现有的OTN设备，即使支路口的业务类型设置为SDH也无法修改J0字节，因此无法利用这两项常用功能进行链路状态的检验。可以使用其他方式来查询。

3.3.2 方法1：伪随机码测试

如果中继电路是SDH或者OTU均可以用此方法。SDH类型和OTU类型的端口均支持伪随机码测试，但是发起伪随机码测试会中断业务，所以只能在上业务前采用。端口并不会识别伪随机码的来源，因此可以一端打环一端测试，也可以两端同时发起伪随机码测试。伪随机码测试的优点是，不仅可以测出通断，还可以测出误码；通过长时间发送伪随机码，还可以帮助第三方厂商排查中继波道的故障。

3.3.3 方法2：修改TCM开销的TTI字节进行测试

只有中继电路类型是OTU才支持使用此方法。修改业务路径全程未使用的TCM开销不会影响业务。TCM有TCM1、TCM2、……、TCM6六个部分，如果业务路径配置了ODUK SNC/S保护，则会占用部分或者全部的TCM开销。可以找未使用的TCMn开销来辅助判断链路通断。

3.3.4 方法3：利用以太网测试帧来测试以太网链路的通断

可以通过发送以太网测试帧来判断以太网中继电路的通断。以下以TOX单板为例进行说明。下图中E表示以太网设备，H表示华为的OSN 8800设备。

图7 以太网测试帧测试中继电路通断图

TOX单板的以太网测试帧只能往交叉板的方向发送，不能往客户侧方向发送。所以选用了该单板的第8个端口作为测试帧的发生源。配置第8端口到第2端口的交叉连接。

在没有启动测试帧之前，A端站点TOX单板的第2个端口向客户侧发送的是以太网维护帧信号。下游收到维护帧，一般会上报LOCAL_FAULT告警，向上游回告REMOTE_FAULT告警；同时继续往下游下插维护帧。

当测试帧启动之后，第2个端口收到来自交叉板的测试帧信号，不再往客户侧发送维护信号，改发送idle帧。下游收到idle帧，LOCAL_FAULT告警消失，不再回告REMOTE_FAULT告警，也不再往下游发维护帧。这说明A端至Z端的链路单向是通的。如果LOCAL_FAULT告警不消失，则说明链路单向不通。

4 网络保护方式

由于中继电路都是第三方波道，而且灰光OTN本身只配置了业务板和交叉板，传统OTN的很多网络级保护方法都无法使用。可以采用ODUK SNCP进行网络保护。

4.1 中继电路是SDH类型

如果中继电路是SDH类型，则只能配置ODUK SNC/I类型的保护。

4.2 中继电路是OTU类型

如果中继电路是OTU类型，则建议配置ODUK SNC/N或者ODUK SNC/S类型的保护。对于多跨段的业务路径，建议配置ODUK SNC/S类型的保护。

4.3 中继电路是以太网类型

如果中继电路是以太网类型，当前无可用的网络级保护。

5 灰光OTN网络的路径特点

（1）路径业务级别不包含OMS、OTS、OSC这3种级别，因为没有光层。

（2）当前网管还不支持中继电路为SDH波道的路径。

如果线路侧端口设置为SDH业务类型，尽管网管上创建了连纤，但也只能被识别为客户侧直连的client路径，无法生成OCH层路径，自然也无法生成对应的ODU/client层路径。这一类路径的创建只能用单站法完成。

（3）当前网管还不支持中继电路混用的端到端路径。

由于网管对OTN路径和SDH路径采取了不同的策略，导致不能正常显示全程的端到端路径。这一类路径的创建也只能用单站法完成。

6 常见问题与典型案例分析

6.1 网元之间如何进行ECC通信

SDH使用D1-D12进行网元之间通信；传统OTN可以使用OSC（D1～D12等）和ESC通信（GCC0、GCC1/GCC2/ODU_RES等）进行通信。灰光OTN在中继波道透传OTN开销的前提下，使用GCC12_18进行通信。

由于第三方中继波道对OTN开销的透传不理想，尤其是早期的波分设备例如1600G设备对OTN开销透传不支持配置，网元之间经常无法建立ECC邻居关系。需要在每个站点都设立网关网元。

如果中间波道使用华为的传统OTN设备与灰光设备OTU对接，ECC就会连通两者。可以关闭中间波道这一侧的DCC字节，以划分不同的ECC网络。只要设置了OTN的开销透传，关闭DCC字节并不会影响灰光OTN之间的ECC通信。

6.2 如何从网管上测试中继电路的时延

在设备支持的前提下，网管上可以通过ODU路径发起时延测试。

路径时延指的是从源到宿的时间，测量过程主要是对开销的处理。

时延测量是测量ODUK端到端的双向时延，如果路径上存在ODUK SNCP保护，测量结果为当前工作路径时延。

测量过程自动在源端OTU单板下插PM层的时延测量开销字节，中间网元透传，宿端环回开销字节。在测量结束之后自动恢复相关配置。

时延测量使用的开销字节和OTN 1588（时钟）开销字节相同。如果这些开销字节同时传输1588协议报文，测量过程自动禁止1588，导致1588中断，从而影响业务。因此对于使用1588的场景推荐在开局时使用。

对于使用第三方波道进行中继传输的场景，第三方设备必须透传对应的开销字节，才能实现路径时延测量功能。

6.3 灰光线路板和支路板的差别

由于线路板和支路板两者都是灰光接口板，同是8×10G光口的支路板TOX和线路板NO2有何差异？开业务选什么板？

（1）支路板支持多种业务类型接入；线路板仅支持OTU/OTUe。

（2）支路板不支持业务颗粒变小进交叉板；线路板支持小颗粒ODUK进交叉板。

（3）当TOX设置为OTU2/OTU2e业务类型，NO2不需要做小颗粒调度时，两者功能基本一致。

6.4 STM-64等SDH波道能否承载以太网业务

如果中继电路是SDH波道，那么普通的灰光OTN无法承载以太网业务。因为波分业务单板只能将以太网业务封装为ODU颗粒，无法将业务封装到VC4的颗粒中，也就无法使用SDH波道承载。但是可以在华为OSN 8800上插SDH类单板，如SLD64和EAS2单板，就可以满足此类需求。

7 总结与展望

应该说，在当前条件下，直接使用灰光OTN设备来代替SDH设备进行组网，以实现多方向波道的业务交叉调度，还存在很多问题。尤其是网管对中继电路监视不利；SDH波道作为中继时网管无法实现路径的端到端管理；中继电路对OTN开销的透传不理想导致ECC无法成网、时延无法测试等问题，都会给工程和维护带来困难。但是随着新建波分普遍能提供OTU接入业务，新设备的OTN开销规范透传，网管功能的持续改进，这些都能够改善这种组网的实用性。相信将来会有更多的运营商采用这种灰光OTN组网方式。