OTN与DWDM的技术对比及应用分析

陶乃亚中国铁通云南分公司，云南昆明　650011

OTN与DWDM的技术对比及应用分析

陶乃亚
中国铁通云南分公司，云南昆明650011

摘要DWDM(Dense Wavelength Division Multiplexing)为传统的波分复用技术，而OTN（Optical Transport Network）作为DWDM技术的演进。传统的DWDM系统在业务调度、OAM管理、组网及保护等方面无法满足要求，OTN将解决传统DWDM网络无波长子波长业务调度能力、组网能力弱、保护能力弱等特点。本文通过对DWDM和OTN技术特点的对比，剖析了两者在概念、组网及保护、业务调度能力、业务承载能力、OAM管理等方面的不同，通过比较彰显了OTN网络的优势，另外简要介绍了两者的应用场景。

关键词DWDM；OTN；光传送网；技术；对比；应用

1　概念的对比

DWDM是波分复用（Wavelength Division Multiplexing），把不同波长的光信号复用进同一根光纤中进行传输。相对传统的光纤传输系统SDH/PDH而言，SDH/PDH采用的是一根光纤传输一波的方式，由于受器件自身的限制，其扩容方式和扩容需求无法满足，光纤的带宽没有得到充利用。DWDM成了光纤传输对光纤扩容的最有效、最经济的手段。DWDM在发送端将几种不同波长的光信号组合（复用）起来进行传输，经光纤传输后在另一端将组合信号再分开（解复用），送入不同的系统。其传输原理如图1所示。

DWDM系统主要由OTM、OLA、OTU、OMU/ODU、 OPA、OBA部分组成。OTM完成终端站业务的上下；OLA完成为光线路放大站，完成合波信号在纯中继站信号的放大处理；OTU完成非标准波长光信号到标准波长光信号的转换；OPA（前置功率放大器）完成合波信号功率的提升，从而提升各波长光信号的输出功率；OBA（后置功率放大器）通过提高合波信号的输入功率来提升各波长信号的接收灵敏度。

OTN是光传送网络（Optical Transport Netwok），是由一组通过光纤链路连接在一起的光网元组成的网络。是在DWDM和SDH的基础上发展起来的，采用了DWDM光域与SDH电层的理念，在SDH电复用层和物理层之间增加光层，借鉴了传统的WDM技术并有所发展，可以进行大颗粒业务的处理，而在电层中对原有的映射技术、复用技术、交叉连接、嵌入式开销进行了改进。OTN在包括帧结构、功能模型、网络管理、信息模型、性能要求、物理层结构、开销安排、分层结构等方面都与SDH有相似之处。

2　信号结构的区别

最初的DWDM在信号结构上没有统一标准，仅仅是各种业务直接通过O-E-O实现非特定波长到特定波长的转换。后来在发布的G.872草案已在光传送网中加入了光层，包括：OTS（光传输段层）、OMS（光复用段层）、OCh（光通道层）。

OTN具有规范的分层结构，包括光层和电层，其中光层分为OTS（光传输段层）、OMS（光复用段层）、OCh（光通道层），电层分为OTUk（光通路传送单元）、ODUk（光通路数据单元）、OPUk（光通道净荷单元）、客户层。

3　组网方式及保护机制方面

传统的DWDM组网能力较差，DWDM组网方式以链型、星型、环型组网为主，其保护方式主要以光复用段保护为主，在光路上进行1+1的保护，不对终端设备进行保护，这种方式需要独立路由的两条光缆才有意义。

目前铁通骨干承载网采用的主要是DWDM+SDH分别独立组网方式，提供点对点的大容量传输，用DWDM的波道来承载SDH环网，DWDM对业务的自愈保护往往是在SDH环网中进行。

OTN在网络保护方面，通过G.801.1规范了通用保护倒换的技术要求，G.873.1和G.873.2又定义了ODUk线性保护技术要求和共享保护技术要求。

OTN组网通常是环形组网，可提供线路的1+1保护、波长的1+1保护、客户侧1+1保护、ODUk保护等保护方式，包括光层和电层的保护。

线路的1+1保护：是对OTN组网中的线路进行保护，是对OTN合波或放大后合波信号进行保护，这种保护是对完全波道进行保护。

波长的1+1保护：是对单波道进行保护。其实现方式是单波道信号经过波长转换单元OTU后到OTN设备的OP单元完成单波信号的双发，再经两个方向（不同线路）的合波单元，到达收端OTN设备的分波单元，两路信号进入OTN设备的OP单元，选择一路信号进入OUT波长转换单元。实现波长的1+1保护，这种方式只是对单波道的保护。

ODUk保护：分为两种方式，一种为ODUk SNCP保护，另一种为ODUk SPRing保护。ODUk SNCP的实现方式业务信号从支路板输入，经过交叉单板进行交叉后分为工作信号和保护信号，分别送往工作线路板和保护线路板，然后工作信号和保护信号分别在工作通道和保护通道进行传输。在收端，正常情况下，仅接受工作线路板的信号，保护线路板的信号断开。当工作通道故障时，保护线路板的交叉连接生效。ODUk SPRing保护只需配主用业务，不需要配保护业务，倒换时需要协议支持。保护颗粒为ODUk。

客户侧1+1保护：客户侧业务经过OTN设备的OP单元后实现双发，经两条线路后到达收端，收端OP进行选收，送入客户侧设备，实现客户侧的1+1保护

4　业务调度能力方面

在OTN中可以运用数据配置做交叉连接（类似SDH的业务配置），可同时接入多种类型业务，可以实现业务的智能调度。

OTN系统光层的颗粒为波长，厂家提出的WSS（波长选择开关）技术，增加了光波道的同波道硬交叉，即所谓的ROADM，但是其交叉能实现的也只是不同线路信号里同波道波长的交互，还无法实现不同波长波道的交互，技术上讲进步不是很大。

电层的带宽颗粒为光通路数据单元（ODUk，k，=0，1，2，3）。ODU0为GE速率，ODU1为2.5G速率，ODU2为10G速率，ODU3为40G速率。OTN继承了SDH业务交叉的功能，OTN的交叉功能包括光交叉和电交叉，电交叉处理电信号的调度，与所承载的业务类型密切相关。交叉级别和交叉颗粒包括GE、10GE、any、ODUk等。可使多个低速率业务共享一个10Gb/s波长。例如8个GE业务或4个2.5G业务可以共享一个10Gb/s波长。

5　承载业务能力方面

传统的DWDM对业务承载目前现有产品以传送STM-16及STM-64为主，低于2.5Gb/s需通过其他方式承载。

OTN定义了多种映射方式，使不同类型的客户信号比如SDH、ATM、以太网信号等均由合适的路径可以适配进OTN网络。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。OTN定义了虚级联帧，用来传送超过ODUk的大颗粒业务；G.709协议支持基于客户数据的封装，可以直接通过GFP封装以太网帧等。G.7041定义的封装协议是一种可以把任意包信号封装到固定速率信号如OPUk上的一种通用方法。

6　OAM能力方面

目前DWDM系统中，采用独立波长1510nm作为光监控通道OSC(Optical Supervisory Channel)，速率为2Mb/s，用来传送网管、公务、监控信息，主要用于检测帧结构中B1字节和J0字节等开销字节来监测网络的传输性能。帧结构符合G.704，实际用于监控信息的速率为1.92kb/s。OSC是一个相对独立的子系统，传送光信道层、光复用段层和光传输段层的维护和管理信息，提供公务联络及使用者通路，同时它还可以提供其它附加功能。对于信号在大型DWDM网络传输中的性能和告警等监测功能较弱。

OTN拥有规范的映射、复用，多层次的嵌入式光电开销，开销丰富，可用于OAM、段监控（SM）、通道监控(PM)、多级级联监控（TCM）等各种监控信号以及前向纠错信号FEC，具有丰富的维护信号。光域的开销有OTS OH、OTM OH、OCH OH，电域的开销有OTUk OH、ODUk OH等。例如帧结构ODUK开销的第2行的第5-13列、第3行的1-9列定义了6个字段的串联连接监视开销TCM，OTN还在电层和光层定义了其它维护开销，共同提供丰富的OAM管理功能。

7　应用场景方面

DWDM主要应用在省际干线网和省内骨干网，采用的主要是点到点组网方式，只能实现线路保护的方式。若采用线路的保护方式，需要敷设更多线路，成本高，因此没有普遍采用。因而对业务的保护是结合SDH网络进行的。

OTN网络为大宽带颗粒业务提高了非常理想的解决方案，在电信运营企业的省际骨干网、省内骨干网、城域核心层进行了OTN网络部署，提供Gb/s以上业务颗粒的调度。省际骨干网承载PSTN/2G/3G/4G/internet等长途业务，采用OTN网络可实现多种形式的保护方式，保护能力强。省内骨干网承载着骨干路由器之间NGW/3G/4G/IPTV/大客户专线等业务，城域核心网承载着本地网核心路由器到汇聚路由器之间的大颗粒业务，通过建设省内骨干网OTN和城域网核心层OTN网络，可提供GE/10GE、2.5G/10G POS业务的传送。

8　结论

本文通过对DWDM与OTN在概念、信号机构、组网结构、保护机制、承载能力、OAM能力等方面的对比，说明了OTN网络相对于DWDM网络在技术上的进步，因而OTN网络在电信企业得到大规模的部署。随着大数据时代的到来，承载网的技术也在不断进步，不断满足业务承载的需求。

参考文献

[1]张海懿.OTN技术标准进展.电信技术，2009，3（5）：45-48.

[2]烽火OTN技术白皮书 烽火通信科技股份有限公司.

中图分类号TP39

文献标识码A

文章编号1674-6708（2015）139-0071-02