OTN与SDH异构组网技术的应用

【摘要】本文对基于OTN和SDH的异构组网技术进行了分析。包括OTN技术和SDH技术及其应用以及基于OTN和SDH的异构组网技术的主要发展方向。经研究发现，明确两者的异构组网需求、掌握基本的异构组网方法，并以此为依据，结合实际情况来进行异构组网，便可达到良好的组网效果，以此来进一步提升其应用质量。希望通过本次的分析，可以为OTN和SDH技术的异构组网及其实践应用提供科学参考，以此充分发挥该新型网络技术的应用优势，满足现代网络通信技术的应用和发展需求。

【关键词】OTN技术；SDH技术；异构组网；组网方法；组网实践

中图分类号：TN92 文献标识码：A DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2024.15.001

在现代网络通信技术的不断发展中，越来越多的网络传输技术和体系都开始得到了广泛应用。但是由于每一种技术都存在其自身的优势与不足，所以在实践应用中，研究者和技术人员可采用不同技术异构组网的方式进行优势互补，以此进一步提升异构组网技术的应用效果，促进其良好应用和发展。基于此，本研究中，研究者提出了一种基于OTN和SDH技术的异构组网模式，以下是对其异构组网需求、异构组网方法与异构组网实践所进行的分析。

1. OTN与SDH技术概述

1.1 OTN基本概述

OTN又叫作光传送网技术，是一种在光域内对业务信号进行传输、复用、监控以及路由选择等处理，同时又能有效保障其生存性和各项性能指标的新型网络通信技术。该技术的结构层次与ITU-T6.805规定的通用传送网模型相符，由上到下可依次按照电路层（即客户层）、光通道层、光复用段层、光传输段层以及物理媒质层进行划分[1]。图1为OTN网络基本层次结构示意图。

就目前来看，此项技术的主要特征包括以下几方面，①可对多种类型的客户信号进行封装处理以及透明传输；②可对大颗粒带宽进行有效复用，并使其得到合理的交叉与配置；③该技术的开销能力与管理能力十分强大，可以为端对端以及多分段性能监控的同时进行提供有力支持；④可为各种组网技术的引入提供支持，以此进一步提升光传送网络的组网能力，并使其中的网络信息传输得到更好的安全保护。凭借着这些优势，OTN技术在现代网络通信领域中得到了越来越广泛的应用，且受到了很多研究者的高度重视。

1.2 SDH技术

SDH又叫作同步数字体系，该体系是将ITU-T建议定义作为依据，为速率不同的数字信号传输所构建的一个等级化信息结构，同时也是一个由各种同步方法、映射方法及复用方法共同组成的现代化先进数字技术体系。该体系中的帧结构为块状，但传输顺序却与串行码流顺序一致，即按照从上到下、从左到右的顺序进行传输。为满足各类业务的实际数据传输需求，SDH技术模式下的通信速率复用方式是先通过低速率复用来获取高速率复用，再通过高速率复用来获取更高速率复用[2]。通过这样的方式，便可实现各种通信速率的全面获取。在实际应用中，SDH体系的基本传输单元是STMI基本同步传送模块。具体应用时，通过多个模块复用的方式，便可获取更高速率。其中的第一级速率信号为STS-1，这个高速率信号主要通过低速率信号（T1、T2以及T3）复用之后获得，之后再将其传输到STMI基本同步传送模块中。表1为SDH技术模式下的基本传输速率参数情况。

SDH技术凭借着分插功能灵活、网路管理能力强大、自愈能力强大、光接口标准规范齐全以及前后向兼容性强等的诸多优势，在现代网络通信领域中也成为了一种备受关注的新型技术。

2. 基于OTN和SDH的异构组网技术应用分析

2.1 异构组网需求

在现代信息技术和生物技术的不断发展与变革过程中，随着5G流量的大爆发，行为分析、短视频、算法和安全等技术的应用对于传输网络也具有了越来越高的要求。在这样的情况下，SDH技术在实际应用中的一些局限性便对其组网效果产生了较大程度的不良影响。比如硬件设备限制网络传输带宽、网络扩展需借助于大量设备升级或更新的方式来实现等，这些都使其组网工作面临着更多挑战。在这样的情况下，研究者与技术人员便想到了将足够灵活、可靠的OTN技术融合到SDH体系中，通过异构组网的方式来满足其实际的组网需求，使两种技术之间达到良好的优势互补效果。这样不仅可有效地解决SDH技术单独组网中面临的诸多问题，同时也可以使其网络架构得到进一步简化，以此提升其运营维护效果，降低组网工作中的资金投入。

2.2 异构组网方法

在本次通过OTN以及SDH进行异构组网的过程中，研究者确定的基本业务承接思路是在大颗粒业务（1 Gb/s以上）中应用OTN技术，在小颗粒业务（1 Gb/s及以下）中应用OTN与SDH组成的异构网络技术。通过这样的方式，便可在实际的网络通信过程中对10 Gb/s及以内的不同速率通信需求做到及时、有效地响应，这与我国目前的传输承载网络基本资源现状更加符合。

在具体的异构组网中，研究者采用定义VC（虚联级）来适配OTN数据通信层（OTU）中的帧结构，通过混合线卡实施封装映射处理，从而使OTN和SDH之间达到良好的异构效果，让OTN可以有效承载SDH体系中的相应业务，并为OTN与SDH之间的统一交换功能提供支持，同时也可以支持专线业务、时分复用（TDM）以及以太网的接入。通过这种方式，便可组建一个能够承载多种业务类型的OTN网络[3]。为达到这一计划，研究者可借助于SDH成帧的方式完成E1在VC12里的映射。其中的E为标准速率等级，其数值为2 Mbp/s；VC12为SDH体系中的一个虚容器，其速率等级是2 Mbp/s。在VC4里完成63个VC12的复用，并将VC4投入异构组网模式下的交叉矩阵里实现交叉调度。其中的VC4也是SDH体系中的虚容器，其速率等级是155 Mbp/s。之后，研究者与技术人员可通过线路板卡将4个VC4汇聚到一起，使其形成一个STM-4，它是SDH体系中的一个同步传输模块，其速率为622.080 Mbp/s。在具体的映射透传时，需通过SDH中的光通道数据单元（Optical Channel Data Unit）来封装STM-4，使其复用在更高阶级的ODUK里，其中的k为0，1，2。此种映射模式的基本原理是在对定时透明转码进行编码前，先采用接收串行器来接收STM-4中的业务信息，使其信号质量得到实时监测。对STM-N（N为1，4，16，64）中的信号帧进行封装处理，使其被封装为75字节形式的通用帧（GFP）。此后，获得到的所有GFP帧信号都会成为固定形式的比特率信号流。在对固定比特速率形式的信号（CBR）进行转码处理之后，再将获得到的数据储存到中央处理模块（CPB）里。此后，研究者可借助于ODUk中的规则映射器以及CPB对相应的数据包进行处理，并将其映射到ODUk帧里；再借助于多路形式的ODUk，将信号复用到更高阶级的ODUk中。在更高阶级的ODUk成帧之后，相应的数据便会从发送串行器装置的接口位置被输出。

在对其进行解复用处理的过程中，其基本流程与STM-N至ODUk的反向过程相一致。通过将ODUk中的信号解映射到STM-N中的角度来看，其基本方法是在更高阶级ODUk中对相应的ODUk信号进行解复用处理，将其储存到缓存区域中，对其中的随路时钟信息进行提炼，并将其用作信号发送时的参考时钟，在STM-N里，借助于GFP映射法将ODUk有效载荷信号解出，后通过信号回转码的合理应用回复STM-N信号，再通过8B/10B形式编码模块的合理应用生成符合实际应用需求的CBR流，最后通过时钟发送的方式将CBR信号发出[4]。

这种异构组网模式不仅可有效地解决传统SDH体系单独应用中的各类组网问题，提升其网络通信效果，同时也可以更好地满足现代网络通信领域对于异构组网技术的实际应用需求，使其更具发展优势。

2.3 异构组网实践

针对上述基于OTN以及SDH的异构组网技术方案，为合理确定其应用效果，本次研究中，研究者特将该方案应用在了某电力系统的通信网络改造项目中，将该项目的实际网络通信需求作为依据，通过OTN与SDH异构的形式进行此类异构网络的实践应用。在该项目中，共涉及到178个变电站，其中的每一个变电站都已经设置了一条MSTP通信线路。所有变电站通信线路都经过市级和省级这两层之后，最终汇聚在电力公司总部。在对该项目进行改造的过程中，其基本的改造目标是将当前的MSTP通信线路改成OTB和SDH相结合形式的通信线路，并使所有变电站都能够直接与电力公司总部进行通信连接，以此改变传统的地级市通信线路大量汇集情况，使整个通信组网实现扁平化。

在此次项目改造之前，应用在该通信系统中的所有SDH设备均是华为设备，包括OSN7500型SDH设备、OSN3500型SDH设备以及Metro100型SDH设备。而经实际改造时的市场调查分析发现，在该电力系统范围内的很多变电站中，目前已经有一些变电站设置了SDH设备。基于此，改造时，研究者主要结合上述异构组网方案，将OTN技术引入到了其组网工作中，并在OTN技术与SDH技术的共同支持下建立起合理的异构组网方案。将OTN-1800型汇聚设备建立在了地级市，借助于光纤将OTN-1800型混合线卡接入到了变电站中的SDH设备上，从而实现了OTN和SDH信号之间的封装映射处理，使其达到了良好的异构混合组网效果。而对于该电力系统范围内并不具备SDH设备的变电站，研究者与技术人员将新的ONT设备装设在其中，并将该电力公司总部的OTN通道全部开通，以此来承载电力用户的各项相关业务，达到全程端到端形式的OTN组网效果[5]。此次异构组网中，该电力公司应用的OTN设备同样是华为企业生产的设备，包括OSN9600型SDH设备、OSN1800型SDH设备以及C810型SDH设备。

经实践应用可知，在通过上述方案对该电力系统通信网络进行改造之后，其整体的网络通信效率、质量与安全都得到了显著提升，可充分满足用户的实际网络数据传输需求。且该系统的应用性能十分稳定，目前该系统已经投入运行近两年时间，整体的运行效果十分良好。由此可见，基于OTN与SDH的异构组网技术在实际的网络通信系统升级改造中具有非常显著的应用优势。

3. 基于OTN和SDH的异构组网技术主要发展方向

经上述分析可知，OTN和SDH在异构组网中具有非常显著的应用优势，两者可达到良好的优势互补效果，从而进一步提升整体通信网络的应用质量及其性能，合理降低其组网和改造成本。但是经实践应用发现，OTN和SDH的异构组网依旧存在一定的难度，尤其是其中的复用和解复用处理，更是具有很大的难度。基于此，在后续的异构组网技术研究中，研究者和技术人员还需要加大力度研究其组网方面的简化措施。比如通过一些合理的智能化接口设置，或基于智能算法进行组网方案制定等，这些都可以为此项工作提供更多便利，并进一步降低其组网和运维工作中的难度与成本。这对于OTN技术与SDH技术的研究、应用及其发展都将十分有利。

4. 结束语

OTN技术以及SDH技术都是现代网络通信领域中的新型技术，且这两种技术在通信网络中都具备各自独特的应用优势。但是由于SDH在单独应用条件下的限制因素有很多，因此我们可将OTN合理引入该体系，并以此为基础来完成相应的异构组网。通过这样的方式，便可使OTN技术与SDH技术在当前通信网络中达到良好的异构组网效果，尽最大限度发挥其应用优势，弥补两者存在的不足。这对于OTN技术和SDH技术在现代通信网络中的应用及其发展都将具有非常深远的影响意义。

参考文献：

[1]曹新德.基于IPRAN及分组增强型OTN的SDH退网及优化探讨[J].江苏通信，2020（4）：56-60.

[2]蔡玄，吴艳，廖依晨.OTN与SDH异构组网技术分析[J].大科技，2023（43）：133-135.

[3]陈小燕.基于PeOTN组网运用分析SDH政企专线迁移[J].数字通信世界，2023（11）：48-50.

[4]孙良.城域高品质专线OTN承载网络与SDH融合组网研究[J].数字通信世界，2021（6）：103-105.

[5]刘中岭.OTN与SDH的组网协调保护分析[J].中国新通信，2017（1）：73.

作者简介：高翔（1991—），男，江苏常州人，研究生，工程师，研究方向：SDH、OTN、OLT等通信设备。