OTN与传统波分的比较

梁日升

【摘 要】近年来，随着我国经济的迅猛发展以及社会的不断进步，通信技术在人们的生产生活中的影响越来越大。在全业务运营时代，电信运营商都将转型成为综合服务提供商。业务的丰富性带来对带宽的更高需求，直接反映为对传送网的能力和性能的要求。光传送网技术由于能够满足各种新型业务需求，从幕后渐渐走到台前，成为传送网发展的主要方向。

【关键词】O T N；传送技术；传统波分；比较；差异

【中图分类号】TJ768.4【文献标识码】A【文章编号】1672-5158（2013）07-0102-01

1 前言

OTN（光传送网，OpticalTransportNetwork），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。OTN是通过G. 872、G.709、G.798等一系列ITU-T的建议所规范的新一代“数字传送体系”和“光传送体系”，解决了SDH基于VC-12/VC4的交叉颗粒偏小、调度较复杂、不适应大颗粒业务传送需求的问题，也部分克服了WDM系统故障定位困难，以点到点连接为主的组网方式，组网能力较弱，能够提供的网络生存性手段和能力较弱等缺点。

广义的OTN技术（在电域为OTH，在光域为ROADM），ROADM侧重于波长调度（方向/波长数），OTH侧重于子波长调度和保护/恢复（交叉颗粒/容量），ROADM和OTH是共存发展而不是相互对立的关系，两者选择根据应用需求和应用场景。

WDM技术是利用单模光纤的带宽以及低损耗的特性，采用多个波长作为载波，允许各载波信道在光纤内同时传输。把不同波长的光信号复用到同一根光纤中进行传送，这种方式我们把它叫做波分复用（Wavelength Division Multiplexing）

2 OTN与传统波分的差异

2.1 技术体制

OTN技术兼有传统SDH/SONET和WDM的优势，同时又保持了对它们的兼容能力。在光层，OTN可以实现大颗粒的处理，类似于WDM系统；在电层，OTN使用异步的映射和复用，使得关键的交叉可采用最经济的空分交叉技术。

OTN目前定义的电层带宽颗粒为光通路数据单元（O-DUk，k=0，1， 2，3），即ODUO（GE，1000M/S）、ODU1（2.5Gb/s）、ODU2（10Gb/s）和ODU3（40Gb/s），光层的带宽颗粒为波长，相对于SDH的VC-12/VC-4的调度颗粒，OTN复用、交叉和配置的颗粒明显要大很多，对高带宽数据客户业务的适配和传送效率显著提升。

最初的WDM设备在信号结构上并没有统一的标准，仅仅是将各种业务直接通过O-E-O实现非特定波长到特定波长的转换。OTN标准发布后，由于其非常适合WDM的特点，而且有利于推进不同厂家波分设备的互连互通，所以迅速成为WDM设备的事实标准。

DWDM技术是在波长1550nm窗口附近，在EDFA能提供增益的波长范围内，选用密集的但相互又有一定波长间隔的多路光载波，这些光载波各自受不同数字信号的调制，复合在一根光纤上传输，提高了每根光纤的传输容量。

2.2 维护管理

OTN提供了和SDH类似的开销管理能力，OTN光通路（OCh）层的OTN帧结构大大增强了该层的数字监视能力。另外OTN还提供6层嵌套串联连接监视（TCM）功能，这样使得OTN组网时，采取端到端和多个分段同时进行性能监视的方式成为可能。为跨运营商传输提供了合适的管理手段。

TCM使得网络运营商能够让信号从自己的网络入口点和出口点对该信号进行监控。这6个监控字段的结构与PM字段相同，并且支持从下列应用情形中的一个或多个对ODUk连接进行监控：

①通过公用网络对ODUk连接进行UNI到UNI的监控。

②通过网络运营商对ODUk进行NNI到NNI监控。

③为保护切换进行子层监控，以及检测信号故障或劣化状况。

④监控汇接连接，对故障进行定位或验证。

在DWDM系统中，采用独立的1510nm波长（速率为2Mb/s）承载光监控信道（OSC），传送网管、公务和监控信息，帧结构符合G.704，实际用于监控信息传送的速率为1920kb/s。0SC光监控信道是DWDM系统工作状态的信息载体。在DWDM系统中，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。OSC主要包括的子系统功能为：OSC信道接收和发送、时钟恢复和再生、接收外部时钟信号、OSC信道故障检测和处理及性能监测、CMI编解码、OSC帧定位和组帧处理、监控信息处理。性能的监测（B1、J0、OPM、光放监测），可由业务接入终端完成。模拟量监测功能和B1误码监测功能，提供不中断业务的多路光通道性能监测（包括各信道波长、光功率、光信噪比），适时监测光传送段和光通道性能质量，提供故障定位的有效手段。

2.3 效能

OTN应用在干线网络中，为保证高可靠性和实施灵活的带宽管理，通常物理上采用网孔结构，在网络恢复策略上可以采用基于OADM的共享保护环方式，也可以采用基于OXC的网格恢复结构。OTN应用在城域网中和接入网中则主要采用环形结构。

ROADM是波分设备采用的一种较为成熟的光交叉技术。利用现有技术，ROADM可以较为方便的实现4个光方向每个光方向40或80波的交叉，交叉容量1.6T或3.2T。预计将来可以很快支持8个光方向，适用于大颗粒业务。在现有技术条件下，大容量时成本明显低于电交叉技术，在小容量时成本高于电交叉。传输距离可能受到色散，OSNR和非线性等光特性的限制，增加OTU中继可以解决这个问题，但成本过高。

电交叉，包括多种实现方式，例如基于SDHTSI时隙交换的交叉，基于ODU1的交叉，交叉容量低于光交叉，目前技术最大也就T比特量级，支持子波长一级的交叉，适用于大颗粒和小颗粒业务。容量低时有成本优势，容量高时成本很高。O-E-O技术使得传输距离不受色散等光特性限制

OTN更适合于构建以IP业务为主的端到端宽带业务承载网络（IP Over OTN）。集成通道交叉连接功能的OTN，具备波长/子波长级复用、交叉连接能力，同时能够提供强大的OAM功能。

传统波分跟PDH类似，只能组点对点的链，不能对波长进行灵活调度，无法组成复杂网络，不适应网络IP化发展，个别地区部署了少量固定OADM或者ROADM节点组成环网系统。

传统WDM设备，使用TMUX方式将子速率业务直接复用到波道上，只能点到点的传送，无法兼顾波道带宽高利用率和端到端的灵活调度

由于早期技术限制，已经部署的传统WDM网络调度能力较差，虽然也采用了G.709封装结构，但是目前系统对接都是采用客户接口，OTN具有的强大OAM功能没有得到应用。未来WDM网络应该向基于OTN的WDM网络发展。首先应该完善WDM设备对OTN开销的处理能力，并采用OTUk白光口进行系统间对接。其次可采用OTN调度设备和现网WDM系统相配合的方式扩展WDM网络的灵活调度和保护能力。

现有WDM系统主要提供点到点高容量传输功能，在光层不支持组网和复杂的管理维护功能，相应的组网功能主要通过SDH网络来实现，而OTN技术则是集成了SDH和WDM技术的优势发展而来。但由于OTN的引入和规模应用需要一定的完善过程，因此目前OTN和原有的SDH及WDM网络首先要实现共存和互通。

从降低网络建设和运维难度考虑，OTN网络的演进应首先在单域、单厂家网络内使用，与传统WDM系统对接可依旧采用SDH、以太网等业务接口，在设备标准化后可逐渐考虑在多域、多厂家环境使用。

3 结束语

OTN将解决传统WDM网络无波长/子波长业务调度能力、组网能力弱、保护能力弱等问题。OTN采用异步映射、异步复用，不需要系统全网同步，消除了由于同步带来的限制。经过多年发展，OTN技术已走向成熟，接口OTN化的SDH/SONET/WDM设备也已取得大量应用。作为传送网技术发展的最佳选择，可以预计，在不久的将来，OTN技术将会得到更广泛应用，成为运营商营造优异的网络平台、拓展业务市场的首选技术。

参考文献

[1] 李允博.光传送网（OTN）技术的原理与测试.人民邮电出版社，2013（04）

[2] 俆宁榕，周春燕.WDM技术与应用.人民邮电出版社，2002（12）