OTN关键技术与应用发展趋势

郑汉明，冀勇钢，张彦朋

1.大连交通大学，辽宁大连 116028 2.辽宁铁道职业技术学院，辽宁锦州 121000 3.大连交通大学，辽宁大连 116028

0 引言

随着网络技术的发展，要求带宽越来越大，运营服务商和制造商迫切地考虑改进业务传送技术的问题。数字传送网的发展也从基于T1/E1 的第一代数字传送网，经过基于SONET/SDH的第二代数字传送网，发展到了基于OTN（光传送网）的第三代数字传输网。IP 及适配IP 业务的高速发展，迫切需要解决光传送网在光通信发展的相关技术问题。光传送网的多层级和多方面解决方案，可以有效兼容现有技术，同时也满足了数据业务的传送功能。

1 OTN 技术的概念与特点

1.1 OTN 技术的基本概念

OTN(光传送网，Optical Transport Network)传送信息采用波分复用技术，在光层组织网络进行数据传输。OTN 通过引入ROADM、OTH、G.709 封装和控制平面技术，将解决之前存在的组网能力差、保护能力差、WDM 网络无波长/子波长业务调度能力等问题。

1.2 OTN 技术的特点

1）OTN 范畴包含了光层网络和电层网络。从电域看OTN保留了许多SDH 的优点，OTN 不仅可以进行大数据业务透明传输，而且还具有多域网络和级联监视多层等功能。OTN 将光域划分为OTS（光传送段层）、Och(光信道层)、OMS（光复用段层）子层，具有光层提供的OAM（运行、管理、维护）功能，在波长层面管理网络；

2）维护管理和开销能力强。OTN 光通路(OCh)层的OTN帧结构有效增大该层的数字监视能力。OTN 的监视功能采用串联连接方式，可提供6 层嵌套，性能监视形式多样化，有端到端和多分段等不同方式；

3）OTN 的电层带宽颗粒为光通路数据单元，其中对于波长为光层的带宽颗粒，OTN 具有强大的复用、配置和调度功能，相对其他传送方式，不仅可以明显提高数据客户业务传输能力，还能提高适配效率；

4）多客户信号封装与透明传输，支持多客户信号的映射及透明传输；

5）支持信息的频率同步、时间同步传输。OTN 架构通过同步以太实现频率同步，通过IEEE 1588V2 实现时间同步功能，从而向下游业务平台提供各种同步信息服务；

6）提升组网能力及保护能力。OTN 传输技术通过帧结构、多维可重构光分插复用器以及ODUk 交叉技术的使用，不仅大大提高了组网能力，而且使得业务保护功能更加多样，功能得以加强。

2 OTN 网络结构

图1 OTN 网络结构

OTN 技术的网络分层分为光通道层、光复用段层和光传送段层。类似SDH 技术的通道层和段层，光通道层可分为光通道数据单元(ODUk)、光通道传送单元(OTUk)和光通路净荷单元（OPU）三个子层。如图1 所示。

1）光通道层：数据在客户和服务端处理过程中，具体的客户类型决定客户处理过程所采用的技术方式，其标准化的处理过程可为具体客户提供技术参考。对源和宿成对的OCh/客户进行适配，可以实现双向光通路及客户适配功能；

2）光复用段：双向的OMS/OCh 适配（OMS/OCh_A）功能是由源和宿成对的OMS/OCh 适配过程来实现。其主要处理过程在输入和输出接口之间进行，主要包括两个方面：

（1）首先将光通路净荷利用特定调制机制，调制至光载频，之后对光载频进行功率分配，使得光通路在复用技术下形成光复用段；

（2）产生相应管理和维护信息，并对上述信息进行终结。

OMS/OCh 适配宿在输入和输出接口之间进行的主要处理过程包括：根据光通路中心频率进行解复用并终结光载频，从中恢复光通路净荷数据；产生和终结相应的管理和维护信息。

3）光传输段：双向的OTS/OMS 适配（OTS/OMS_A）功能是由源和宿成对的OTS/OMS 适配过程

来实现。OTS/OMS 适配源（OTS/OMS _A_So）在输入和输出接口之间进行的主要处理过程包括：产生和终结相应的管理和维护信息。

3 OTN 的应用领域

基于OTN 的智能光网络应用十分广泛，可以为大颗粒宽带业务的传送提供理解决方案。

3.1 国域干线光传送网

随着网络技术发展，网络用户急速增加，干线传输网络上的IP 流量激增，必须提高带宽缓解业务量增大带来的信息阻塞。干线传送网所承载海量数据，含有多种业务，如PSTN/2和NGN/3G、Internet 等，需要迫切保护承载业务。如果采用OTN 技术，其SNCP 保护、环网保护、MESH 网保护等多种网络保护技术，可实现上述承载业务的有效保护，且保护能力与SDH 相当，但是可大大降低设备复杂度及成本。

3.2 区域干线光传送网

区域干线网主要承载各长途局之间业务，不仅有NGN、3G、IPTV 等业务，还提供大客户专线等。如果在区域干线网间使用OTN 传输网络，就能有效保障GE/10GE、2.5G/10GPOS等业务的安全性和可靠性；可按需扩展网络，组网方式多样，如环网、复杂环网、MESH 网；可提供大客户专线业务，有效交叉调度与疏导波长/子波长业务；同时可传送ANY、FE、DVB、HDTV、ATM、STM-0/1/4/16/64SDH 等业务。

3.3 城域光传送网

OTN 光传送网在城域网络核心层有极广泛的应用，可对波长/各种子波长业务进行疏导和接入，提供带宽点播、光虚拟专网等服务，对以太业务进行二层汇聚，提高带宽利用率；优化网络结构，实现复杂城域传送网层次清晰化。在大颗粒宽带业务传送业务中，不仅可以实现城域汇聚路由器、本地网C4 汇聚路由器与城域核心路由器互联，而且OTN 光传送网所构建的城域核心层，还可以进行GE/10GE、2.5GPOS、10GPOS、40GPOS 等业务传送，并可接入ATM、FC、DVB、FE、ESCON、STM-0/1/4/16/64SDH、FICON、HDTV、ANY 等其他宽带业务。

4 结论

网络技术飞速进步，OTN 技术在应用中也日益成熟，G.709 OTN 网络已由欧洲、美国等网络运营商建立并运营，为信息传送提供了新的平台。随着OTN 技术的不断进步和完善，在不久的将来，OTN 技术将在各大运营商网络平台得以广泛应用，得以快速发展，成为拓展业务市场的重要技术手段。

[1]赵怀罡，肖卫东，王海军..OTN电交叉技术及组网应用分析[J].邮电设计技术，2012，2.

[2]陈君，王国栋.OTN技术发展与应用探讨[J].移动通信，2012，4.

[3]万芬.未来将满足更高速率需求[J].世界电信，2012，1.