ＯＴＮ技术特点及应用

张　铁　翟长友

[摘要]主要探讨OTN（光传送网，OpticalTransportNetwork）这一新兴光传输技术的基本特点及技术优势，并初步探讨该技术在今后的通信传输网络建设中的应用前景。

[关键词]SDH WDM OTN ITU LAN ASON

中图分类号：TN91 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2009）0110100-01

一、概述

随着电信网向分组化和宽带化发展，All-IP已经成为业务网演进的趋势。根据预测，在未来5年内，带宽将以每年50％以上的速度增长，2010年，骨干网截面带宽流量将达到50T以上，其中97%以上为数据流量。

带宽流量的飞速增长以及业务的All-IP趋势驱动光传送网进入转折期。作为基础承载网的光传送网，如何顺应All-IP的发展趋势，高效承载IP业务，同时降低网络建设和运维成本，成为运营商在传送网建设中最关注的问题。一个高质量、配置灵活、具有高生存性的传送网已经成为运营商的迫切需求。

随着IP承载网所需的电路带宽和颗粒度的不断增大，以VC调度为基础的SDH网络首先在扩展性和效率方面呈现出了明显不足，在光层上直接承载IP的扁平化架构已经成为大势所趋。IP over WDM组网架构对光层设备提出了新的需求，原本由SDH网络完成的组网、端到端电路监控管理和保护功能将逐渐由WDM层面承担。此外，数据业务发展的不确定性要求光层网络具备更多的智能性，以便在网络拓扑及业务分布发生变化时能够快速响应，实现业务的灵活调度。

二、OTN技术的特点

OTN，通常也称为OTH（Optical Transport Hierarchy），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。由于在网络上传送的IP业务和其他基于包传送数据业务的爆炸式增长，对传输容量的要求在不断迅猛增加，密集波分复用（DWDM）技术和光放大器（OA）技术的成熟和应用使传送网正在向以光联网技术为基础的光传送网发展。基于OTN的传送网的出现将使人们期望的智能光网络逐步变为现实，为网络运营者和客户提供安全可靠、价格有效、客户无关、可管理、可操作、高效的新一代光传送平台。作为G.872、G.709、G.798等一系列ITU-T的建议所规范的新一代光传送体系。OTN综合了SDH的优点和DWDM的带宽可扩展性，集传送和交换能力于一体，是承载宽带IP业务的理想平台，代表了下一代传送网的发展方向。

从电域看，OTN保留了许多SDH的优点，如多业务适配、分级复用和疏导、管理监视、故障定位、保护倒换等。同时OTN扩展了新的能力和领域，例如提供大颗粒的2.5G、10G、40G业务的透明传送，支持带外FEC，支持对多层、多域网络进行级联监视等。

从光域看，OTN将光域划分成Och（光信道层）、OMS（光复用段层）、OTS（光传送段层）三个子层，允许在波长层面管理网络并支持光层提供的OAM（运行、管理、维护）功能。为了管理跨多层的光网络，OTN提供了带内和带外两层控制管理开销。

三、OTN技术的优势

OTN的优势主要体现在以下几个方面：

（一）从静态的点到点WDM演进成动态的光调度设备

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E1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WDM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。

OTN能提供基于电层的子波长交叉调度和基于光层的波长交叉调度，提供强大的业务疏导调度能力。在电层上，OTN交换技术以2.5G或10G为颗粒，在电层上完成子波长业务调度。采用OTN交换技术的新一代WDM只在传统WDM上增加一个交换单元，增加的成本极少。在光层上，以ROADM实现波长业务的调度，ROADM技术的出现使得WDM能以非常低廉的成本（无OEO转换）完成超大容量的光波长交换。

基于子波长和波长的多层面调度，将使WDM网络实现更加精细的带宽管理，提高调度效率及网络带宽利用率，满足客户不同容量的带宽需求，增强网络带宽运营能力。

（二）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。

基于OTN交换的WDM设备可以实现波长或子波长的快速保护，如1+1、1:1、1:N、Mesh保护，满足50ms的保护倒换时间。

（三）多业务透明传送、高效的业务复用封装

路由器利用POS端口的SDH开销（Overhead）字节，快速准确地检测线路传输质量，故障后可以快速启动保护倒换。然而，一个POS端口成本是LAN端口的2倍以上，路由器直接出LAN端口可以大大降低网络建设成本。通过提供G.709的OTN接口，WDM传送LAN信号时叠加类似SDH的开销字节，代替了路由器POS端口的开销字节功能，消除了路由器提供POS端口的必要性。此外，OTN提供了任意业务的疏导功能，使IP网络配置更灵活，业务传送更可靠。OTN能接IP、SAN、视频、SDH等业务，并可实现业务的透明传送。

（四）良好的运维管理能力

OTN定义了丰富的开销字节，使WDM具备同SDH一样的运维管理能力。其中多层嵌套的串联连接监视（TCM）功能，可以实现嵌套、级联等复杂网络的监控。

（五）支持控制平面的加载

OTN支持GMPLS控制平面的加载，从而构成基于OTN的ASON网络。基于SDH的ASON网络与基于OTN的ASON网络采用同一

控制平面，可实现端到端、多层次的智能光网络。

四、OTN技术的应用

传统SDH传输网业务调度颗粒小，传送容量有限，对于大颗粒宽带业务的传送需求显得力不从心。传统WDM只解决了传输容量，没有解决节点业务调度的问题；同时，作为点到点扩展容量和距离的工具，WDM组网及业务的保护功能较弱，无法满足大颗粒宽带业务高效、可靠、灵活、动态的传送需要。OTN以多波长传送（单波长传送为其特例）、大颗粒调度为基础，综合了SDH的优点及WDM的优点，可在光层及电层实现波长及子波长业务的交叉调

度，并实现业务的接入、封装、映射、复用、级联、保护/恢复、管理及维护，形成一个以大颗粒宽带业务传送为特征的大容量传送网络。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，它主要有在国家干线光传送网、省内/区域干线光传送网、城域/本地光传送网等应用领域。

（一）国家干线光传送网

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。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。

采用哦哦OTN后，国家干线IPoverOTN的承载模式可实现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。

（二）省内/区域干线光传送网

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；可组环网、复杂环网、MESH网；网络可按需扩展；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；还可实现对其它业务如STM-0/1/4/16/64SDH、ATM、FE、DVB、HDTV、ANY等的传送。

（三）城域/本地光传送网

在城域网核心层，OTN光传送网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。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光传送网除可实现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；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；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。

在城域网接入层，随着宽带接入设备的下移，ADSL2+/VDSL2等DSLAM接入设备将广泛应用，并采用GE上行；随着集团GE专线用户不断增多，GE接口数量也将大量增加。ADSL2+设备离用户的距离为500～1000米，VDSL2设备离用户的距离以500米以内为宜。大量GE业务需传送到端局的BAS及SR上，采用OTN或OTN+OCDMA-PON相结合的传输方式是一种较好的选择，它将大大节省因光纤直连而带来的光纤资源的快速消耗，同时可利用OTN实现对业务的保护，并增强城域网接入层带宽资源的可管理性及可运营能力。

五、结束语

业务的All-IP化已经成为不可阻挡的趋势，网络带宽也随之越来越高。ROADM/OTN交换技术的出现，使得新一代WDM能够组建端到端大颗粒业务承载网络，有效降低网络建设的总成本。

中兴通讯的WDM设备已全面升级到OTN设备，其IP over WDM解决方案基于OTN功能，提供子波长/波长的灵活调度，提供高效可靠的保护，是大颗粒宽带业务承载模式的最佳选择，减少了承载网的中间层次，降低了网络的复杂度，使承载网更加简洁、高效；大大降低了网络的运维复杂度，降低了维护成本；同时，网络升级扩容更方便，可大幅降低网络的升级扩容成本。

参考文献：

[1]刘国辉等，光传送网原理与技术，北京邮电大学出版社.

[2]黄蔚等，智能光网络，人民邮电出版社.