OTN关键技术标准体系介绍.docx
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1、一. OTN技术体系介绍1. 概述从1998年ITU-T正是提出OTN概念到现在,OTN标准体系已经完善,技术也已经成熟。OTN标准体系关键由以下标准组成:G.872:定义了光传送网网络架构。采取基于G.805分层方法描述了OTN功效结构,规范了光传送网分层结构、特征信息、用户/服务层之间关联、网络拓扑和分层网络功效,包含光信号传输、复用、选路、监控、性能评定和网络生存性等G.709:其地位类似于SDH体制G.707。定义了光网络网络节点接口。提议规范了光传送网光网络节点接口,确保了光传送网互连互通,支持不一样类型用户信号。提议关键定义光传送模块n(OTM-n)及其结构,采取了“数字封包”技术
2、定义多种开销功效、映射方法和用户信号复用方法。经过定义帧结构开销,能够实施光通路层功效,比如保护、选路、性能监测等;经过确定多种业务信号到光网络层映射方法,实现光网络层面互联互通,因为未来光网络工作在多运行商环境下,并不仅仅是各业务用户信号接口互通。其地位类似于SDH体制G.707。G.798:提议采取G.806要求传输设备分析方法,对基于G.872要求光传送网结构和基于G.709要求光传送网网络节点接口传输网络设备进行分析。定义了OTN原子功效模块,各个层网络功效,包含用户/服务层适配功效、层网络终止功效、连接功效等。其地位类似于SDH体制G.783。G.7710:通用设备管理功效需求,适适
3、用于SDH、OTN。G.874:OTN网络管理信息模型和功效需求。G.7710:描述OTN五大管理功效(FCAPS:Fault故障、Configuration配置、Accounting计费、Performance性能、Security安全)。G.808.1:通用保护倒换-线性保护,适适用于SDH、OTN。G.808.2:通用保护倒换-环形保护,适适用于SDH、OTN。未正式公布G.873.1:定义了OTN线性(linear)ODUk保护。G.873.2:定义了OTN环形ODUk保护。未正式公布G.8251:依据G.709定义比特率和帧结构定义 了OTN NNI抖动和漂移要求。G.8201:定义
4、了OTN误码性能。OTN物理层特征在G.959.1及G.664等中要求。下面将关键介绍一下OTN网络架构(G.872)及接口(G.709)。网络架构G.872物理特征G.959.1/692/693设备管理功效G.874/7710管理信息模型G.874.1/875抖动/漂移性能G.8251光安全规程G.664误码性能G.8201设备功效G.806/G.798结构/映射/开销G.709保护倒换G.873.1/808.1 图 2.1-1 OTN标准体系。2. OTN网络架构G.872(architecture of optical transport networks)关键包含三个方面内容:一是光传
5、送网络分层结构,二是网络管理,三是生存性技术。2.1 光传送网分层结构光传送网络共分为三层:光信道层、光复用段层和光传送段层见图2.2.1-1。 图 2.2.1-1 OTN分层结构1、光信道层(Optical channel layer):为多种用户信号(如SDH STM-N、cell-based ATM、GE等)提供透明端到端光传输通道,提供包含:连接、交叉调度、监测、配置、备份、和光层保护和恢复等功效。关键功效:(1)光信道重新连接功效(optical channel connection rearrangement)以确保网络路由灵活性(2)光信道层包头处理(3)光信道层操作、维护、管理
6、因为现在光元器件技术水平限制,光信道层功效无法全部在光层完成,为此,G.872增加了OTN电层(Digital OTN layered Structure):(1)OTU层(Optical channel Transport Unit):在OTN网络两个3R(Reamplification, Reshaping and Retiming)点之间传输ODU信号。(2)ODU层(Optical channel Data Unit):为用户信号提供端到端传输。2、光复用段层(Optical multiplex section layer):支持波长复用,以信道形式管理每一个信号。提供包含波分复用、复
7、用段保护和恢复等服务功效。关键功效:(1)光复用段层包头处理(2)光复用段层操作、管理、维护3、光传送段层(Optical transmission section layer network): 为光信号在不一样类型光媒质(G652、G653、G655光纤等)上提供传输功效,光传输段层用来确保光传输段适配信息完整性,同时实现光放大器或中继器检测和控制功效。(1)光传送段层包头处理(2)光传送段层操作、管理、维护OTN层次结构及信息流之间关系见图2.2.1-2。 图 2.2.1-2 OTN层次结构及信息流之间关系2.2 光网络管理G.872 针对OTN提出光网络管理需求关键包含八个方面:1、连
8、续性监视2、连通性监视3、维护信息4、信号质量监测5、适配管理6、保护控制7、子网/级联/未用连接监测8、管理通信 表 2.2.2-1 光网络管理需求管理能力过程功效网络层次OCHOMSOTS连续性监视连续性丢失检测TTRRR连通性监视路径踪迹识别TTRNRR维护信息前向检测显示TTRRR后向检测显示TTRRR后向质量显示TTFFSFFSFFS信号质量监测性能监视TTRFFSR适配管理净负荷类型显示ARFFSFFS保护控制自动保护倒换规程A/TFFSFFSNR子网/级联/未用连接监测连接监测A/TFFSFFSFFS管理通信信息通道ANRFFSR辅助通道ANRNRO操作者规范ANRNRR国家使用
9、ANRNRFFSR:需要Required;NR:不需要Not required;O:可选择Optional;FFS:待研究For further study;NA:不适用Not applicable;TT:路径终端功效Trail terminal function; A:适配功效adaptation function;A/T:过程可分配给一个或多个功效,分配待研究The process can be allocated to one or more functions and the allocation is for further study.;P:端到端通道End-to-end path
10、2.3 光网络生存性技术光网络生存性技术包含保护和恢复。G.872提出了三类保护5种保护方法,恢复因为包含到重路由算法,在G.872中未作要求。第一类是路径保护,有1+1路径保护和1:1路径保护两种方法,第二类是子网连接保护,有1+1子网连接保护和1:N子网连接保护。这两类保护又称为线性保护,线性保护能够用在环、链、网状网等多种网络结构中,其中1+1保护不需要APS协议,1:1或1:N保护需要APS协议,但保护通道能够传输低等级业务。第三类是共享保护换技术。G.872只定义了OTN多个保护方法,并未对多种保护方法做具体要求,OTN多种保护方法在G.873.1、G.873.2、G.808.1、G
11、.808.2中要求,其中G.873.2、G.808.2未正式公布。结合现在OTN网络保护标准现实状况和各厂家设备功效实现情况,从网络结构层面简明介绍OTN保护技术。1、基于光通道1+1保护和1:N保护:G.808.1定义了适合SDH、OTN线性保护方法,这种保护方法在传统波分上也有应用。2、基于ODUk1+1保护和1:n保护:G.873.1要求了OTN基于ODUk线性保护。3、基于ODUk环网保护:用于分布式业务环型组网,经过占用2个ODUk通道实现对全部站点间业务保护。类似SDHMSP保护。4、波长共享保护(基于光通道环网保护):用于分布式业务环型组网,经过占用2个光通道实现对全部站点间业务
12、保护。类似SDHMSP保护。3. OTN 帧结构、映射及开销3.1 网络接口G.709定义了2类网络接口:域间网络接口(IrDI)和域内网络接口(IaDI)。 图 2.3.1-1 OTN网络接口示意图不一样管理域之间接口为IrDI,含有3R再生能力;同一管理域之间接口为IaDI。在ITU 标准中IrDI 接口是一个完全标准化接口,而IaDI不是一个含有互通性标准接口。3.2 OTN信号映射及复用3.2.1 OTN信号速率G.709为OPUk、ODUk、OTUk各分别要求了3种速率,见表2.3.2-1表2.3.2-3,OPUk、ODUk、OTUk帧频见表2.3.2-4。 表 2.3.2-1 OT
13、Uk类型及速率 表 2.3.2-2 ODUk类型及速率 表 2.3.2-3 OPUk类型及速率 表 2.3.2-4 OTUk/ODUk/OPUk帧频(注:2488320kbit/s、9953280kbit/s、39813120kbit/s分别对应STM-16、STM-64、STM-256速率,对于公式OTU1速率=255/238x2488320kbit/s能够参考后文OTUk帧结构及STM-N用户信号映射。对于OTU1帧长4080x4个字节,净荷长度3808x4个字节(4080x4)/(3808x4)=255/238。对于OTU2帧长4080x4个字节,因为插入了帧定位字节FAS,净荷长度(3
14、808-16)x4个字节,4080/(3080-16)=255/237)3.2.2 OTN信号映射及复用1、电层信号映射及复用多种用户层信息经过光信道净荷单元OPUk/OPUK-Xv适配,映射到ODUk中,然后在ODUk、OTUk中分别加入光信道数据单元和光信道传送单元开销,再映射到光通道层OCh,调制到光信道载波OCC上。电层信号映射及复用见图 2.3.2-1。图 2.3.2-1 电层信号映射及复用2、光层信号映射及复用多至n(n 1)个OCCr 使用波分复用被复用进一个OCG-nr.m中,OCG nr.m中OCCr支路时隙能够含有不一样容量;对于完整功效OTM n.m接口,OSC经过波分复
15、用被复用进OTM-n.m中。光层信号映射及复用见图2.3.2-2。 图 2.3.2-2 光层(OTM)信号映射及复用3.2.3电层(OPUk、ODUk、OTUk)信号帧结构及开销G.709定义帧结构以下:光信道净荷单元(OPUk):实现用户信号映射进一个固定帧结构(数字包封)功效,包含但不限于STM-N,IP分组,ATM信元,以太网帧。光信道数据单元(ODUk):提供和信号无关连通性,连接保护和监控等功效,这一层也叫数据通道层。光信道传送单元(OTUkV):提供FEC,光段层保护和监控功效,这一层也叫数字段层。 图 2.3.2-3 电层帧结构图各开销字节以下图: 图 2.3.2-4 电层开销字
16、节示意图(1)FAS: 帧定位单元FAS(第一行1-6列);(2)MFAS: 复帧定位MFAS单元(第一行第7列 );最多支持由256个帧组成复帧(3)SM: 段监视:SM字段结构见图2.3.3-3(TTI:路径跟踪标识,提供链接监测功效,SAPI-源接入点标识,DAPI-宿接入点标识,这两个标识必需全球唯一,方便于全网管理和运行)BIP-8:比特间差奇偶校验8位码,一个误码检测方法,SDH也是采取这种误码检测方法。BEI:后向错误指示。向上游节点提供信号误码指示。用来统计采取BIP-8检测出来误码块数量。BDI:后向缺点指示。向上游节点提供信号失效(SF)信息IAE:入局帧定位错误。向它对应
17、出口节点提供帧定位错误警告。 图 2.3.2-5 SM字段结构GCC0:通用通信通道。RES:预留字节TCM ACT:连接监视激活和去激活;TCM1-6:6层连接监视;同PMFTFL:故障类型和故障定位;PM:通道监视。作用和SM类似,只是所在层次不一样。PM字段结构见图2.3.3-4。相比SM字段结构,多了STAT字段,STAT字段用于指示维护信号。 图 2.3.2-6 PM字段结构EXP:试验用字节GCC1:通用通信通道GCC2:通用通信通道APS/PCC:自动保护倒换和保护通信信道字节;JC:码速调整控制;JC、NJO、PJO三个字节由映射过程产生,映射表见G.709。PSI:载荷结构标
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