浅议OTN 技术及其应用

2020-01-02郭军虎孟令飞

数字通信世界 2020年6期

关键词：传输网颗粒传输

郭军虎，侯磊，孟令飞

（中国人民解放军31401 部队80 分队，呼和浩特 010000）

1 OTN 的概念与原理

1.1 OTN 的概念

OTN 的全称为光传输网技术，当前被称作新一代“数字光传输体系”。该网络是通过一系列的国际标准，将电域和光域中的信号模式相结合，实现了信号传输标准的统一。

从电域来看，OTN 技术不但延续了电层开销、调度上的优势，还扩大了更宽的传输带宽，同时，通过异步映射，可实现透明传输业务，还具备带外、多域网络连接等能力。

从光域来看，ONT 技术提高了对客户端信号的监控能力，将光域划分成光信道、光复用和光传送三个段层，还提供了波分复用系统的物理接口。

1.2 OTN 技术的发展历程

光传送技术已经过数十年的发展，一般可以有三个发展阶段：

第一代光网络主要是SDH 技术，SDH 网络技术以电层为基础，需要通过光转换才能完成节点业务，在节点处完成分插复用、交叉互换等，光信号只有在再生段终端才存在。可见，这条的网络条件下，该技术始终受限于电层限制，无法充分的发挥出光纤的有效带宽。

第二代光网络是光波分复用（WDM）技术，该技术是通过在同一根光纤中，传输多个不同波长的光载波信号，其中，每个光载波信号中，由可以承载若干的数字或模拟信号。这一代技术也被称为全光网技术。WDM技术的利用极大的提高了光缆的传输性能以及利用率。

第三代光网络就是OTN 技术。ITU-T 在2003 年完成制定了OTN 的系列标准。2007年，我国发布了第一款OTN 设备，此后，OTN 技术在我国取得迅猛的发展，包括行业标准的制定、设备的研发都处于领先地位。

1.3 OTN 技术的原理

OTN 思想源自SDH 技术体制，因为SDH 技术具有映射、复用、交叉连接、前向纠错等显著优点，所以，在容量更大的WDM 系统中将SDH 的可运营、可管理能力应用于其中，必然会发挥出更大的技术优势。

OTN 的光信号通常用由中心波长来描述。而光信号的处理能够针对单波长，也能够针对一组波分复用组。通信网络中的信号传递、信号复用、路由、监控等功能都利用OTN 在光域内实现。OTN 能够支持如SONET、SDH、ATM、Ethernet、IP、GFP、MPLS、ODU 复用等较多的上层业务或协议，这种具有广泛覆盖能力的网络正是未来通信技术发展的趋势和基础。实际上，目前国际上，许多的运营商都开始构建新一代的OTN 传输网，如华为等大的通信设备服务商也研发并生产了ONT 硬件设备，越来越多的产品被开发出来支持网络构建。

从OTN 的功能来说，OTN 技术将传送、交换、组网等功能管理集合起来，能够更适用于未来传输网，为5G、物联网等的构建和发展提供了技术支持。

2 OTN 的优势与缺陷

2.1 OTN 的优势

兼容多种信号传输：OTN 技术可以整合SDH、因特网、异步传递等多种业务的信号传输，进行统一传输。这些不同种类的信号业务，都能够通过映射功能转换到OTN 帧上，用户或者系统可以自行设置好传输的速度。同时，在信道的带宽充裕的情况下，还可以不断接入其他类型的新业务。

运维、管理能力较强：在传输网的运维管理方面，OTN 技术能够定义随路/非随路开销，完成对传输过程的全程监管，这种操作有利于系统的运行和维护，同时兼顾了业务传输和故障监测。

标准的纠错功能：OTN 将前向纠错功能模块预设在了帧结构中，这样的设定使得，OTN 设备的传输距离可以大幅增加，而OTN 中采用的G.709编码标准，还能够在远距离传输的同时，保持5 ～6dB 的增益，信号衰减弱、准确度高。

完善的组网和保护能力：OTN 将光、电领域的优点汇集，通过光电交叉设备，大幅提高了通信组网水平。同时，对光转发器的需求以及网络的构建成本也进一步下降。此外，网络可靠性也得到了更强大的支持。

2.2 OTN 的缺点

OTN 技术的优势很多，但任何事物都有两面性，OTN 技术显然也会存在一些短板。在网络全透传输10GE 和40GELAN 业务时，由于采用了超频透传功能，信道中会出现ODU2e 颗粒，其传输速率与OTN 中的主流ODU2颗粒不同。此外，OTN 的特长是对于大颗粒进行映射和调度，这种以波长为对象的工作方式，在进行小颗粒的传输业务时，如2.5Gb/s 以下，有一定的局限性。

3 OTN 的技术应用

现阶段，OTN 技术应用的行业涵盖了电力网、铁路网、移动通信网等。从技术角度看，则有两个主要应用领域，分别是城域网和干线网。

城域网一般划分为三个层次，即核心层、汇聚层和接入层，其中，接入层和汇聚层的带宽相对较小，OTN技术主要承载2.5Gb/s 以上的大数据颗粒，因此，OTN技术主要应用在核心层。实际上，对于城域网核心层以及长途干线网所承载的用户业务，他们因为自身分布广、带宽大的特点，能够将OTN 的优势利用起来，解决实际的问题。

在城域核心网中，常用的策略是将传输网和IP 网进行分离。当前，网络用户以及各种业务都在飞速增加，光传输设备需要进行大量的互联，光纤资源消耗严重，同时，IP 数据网在保护恢复上也需求激增，OTN 的光电交叉设备恰好能够用于解决两项迫切需求。

在长途干线网中，没有太过复杂的调度和交叉操作。在长途干线网中使用OTN设备，能够应对激增的IP业务，还可以高校的利用中继电路，提高网络运行水平，通过优化IP 组网结构，节省路由组网成本。