OTN技术原理及相关标准-最完善版本.ppt

张张张张杰杰杰杰北京邮电大学信息光子学与光通信研究院北京邮电大学信息光子学与光通信研究院北京邮电大学信息光子学与光通信研究院北京邮电大学信息光子学与光通信研究院北京邮电大学信息光子学与光通信国家重点实验室北京邮电大学信息光子学与光通信国家重点实验室北京邮电大学信息光子学与光通信国家重点实验室北京邮电大学信息光子学与光通信国家重点实验室010-62282139;010-62282139;2011.5.232011.5.23OTN技术原理及相关标准技术原理及相关标准 提纲 光纤通信演进及趋势光纤通信演进及趋势1 DWDM和和OTN的对比的对比2 OTN技术原理与特点技术原理与特点3 OTN国内外标准与规范国内外标准与规范4uu 历史 光光电报 光光电话 光光纤通信通信接收接收光源光源传输传输早期的视觉 光通信“Troy is dead！”从从“烽火戏诸侯烽火戏诸侯”到到“特洛伊之战特洛伊之战”Claude Chappe的“光电报”欧洲欧洲最早的通信网络最早的通信网络(1793-1852年年)Alexander Graham Bell的“光电话”发送器发送器接收器接收器米米电池电池光源光源听筒听筒话筒话筒光束光束带狭缝的活带狭缝的活动和固定板动和固定板焦点处配备硒接焦点处配备硒接收装置的反射镜收装置的反射镜接收器接收器 发射器发射器光电话系统工作原理光电话系统工作原理光电话系统实验装置光电话系统实验装置1880年年6月月3日日，继继发发明明电电话话后后4年年贝贝尔尔实实验验了了人人类类历历史史上上的的第第一一个个光光电电话话(Light Telephone)通信系统通信系统(1847-1922)(1847-1922)Bell和他和他的光的光电话电话光纤通信n n十九世纪人们就已经掌握了十九世纪人们就已经掌握了十九世纪人们就已经掌握了十九世纪人们就已经掌握了内反射现象的基本原理内反射现象的基本原理内反射现象的基本原理内反射现象的基本原理 （John Tyndall,1870John Tyndall,1870）n n早期即使带包层的光纤损耗早期即使带包层的光纤损耗早期即使带包层的光纤损耗早期即使带包层的光纤损耗也可达也可达也可达也可达1000dB/km 1000dB/km 左右左右左右左右 （19601960）n n工艺改进使接近理论极限的工艺改进使接近理论极限的工艺改进使接近理论极限的工艺改进使接近理论极限的低损耗光纤成为可能低损耗光纤成为可能低损耗光纤成为可能低损耗光纤成为可能 （约约约约19791979）内反射现象内反射现象水从容器中流出水从容器中流出水从容器中流出水从容器中流出光由表光由表光由表光由表面反射面反射面反射面反射光线逐光线逐光线逐光线逐渐泄漏渐泄漏渐泄漏渐泄漏激光光源特点激射的一般条件：激射的一般条件：n 激励物质激励物质n 泵浦源泵浦源n 谐振腔谐振腔普普通通光光激激光光n单色性好单色性好n相干性好相干性好n汇聚性好汇聚性好n发散角小发散角小n方向性强方向性强n亮度集中亮度集中n非相干光，谱线很宽非相干光，谱线很宽n空间发散，方向性差空间发散，方向性差n难以汇聚，强度不高难以汇聚，强度不高粒子数反转分布粒子数反转分布光信号正反馈与频率选择光信号正反馈与频率选择伽马射线伽马射线X-射线射线紫外光紫外光可见光可见光红外光红外光无线电波无线电波波长（波长（nm）10-41102104106108101010-21012光纤的电磁波谱O-band(1260-1360nm)E-band(1360-1460nm)S-band(1460-1530nm)C-band(1530-1565nm)L-band(1565-1625nm)U-band(1625-1675nm)紫外区紫外区 可见光可见光近红外区近红外区 红外区红外区40060080010001200140016001800第一损耗窗第一损耗窗第二损耗窗第二损耗窗第三损耗窗第三损耗窗波长（波长（nm）第五损耗窗第五损耗窗第四损耗窗第四损耗窗光纤通信系统组成强度调制强度调制-直接检测直接检测(IM-DD)光纤数字通信系统组成框光纤数字通信系统组成框图图信道信道(传输媒质传输媒质)TxTZ AmpAmpD QCI时钟提取时钟提取判决电路判决电路CDR光缆光缆驱动驱动电路电路Rx光发射端机光发射端机光接收端机光接收端机发光二极管发光二极管或激光器或激光器光电检测器光电检测器电数据电数据信号信号电数据电数据信号信号uu 现状 水平与水平与趋势 需求与挑需求与挑战 现状与状与问题当前我国网络的总体水平2009/122010/12移移动电话用用户数数7.47 亿亿8.59 亿亿国定国定电话用用户数数3.14 亿亿2.94 亿亿网民网民总人数人数3.84 亿亿4.57 亿亿互互联网国网国际出口出口带宽866,367 Mbps1,098,957 Mbps 通信光通信光缆长度度826.7 万公里万公里995 万公里万公里Source:MIIT;CNNIC新业务对接入带宽的要求全球业务发展趋势预测n2009-2014年年 全全 球球 IP业业 务务 增增 长长 4倍倍 以以 上上，达达 到到0.767Zettabyte，年复合增长率年复合增长率(CAGR)为为34%n到到2014年年，1个个人人需需要要花花费费2年年以以上上时时间间才才能能看看完完IP网网上上在在1秒秒内内传传播播的的视视频频业业务务流流量量，或或者者花花费费7200万万年年看看完完IP网网上上全全年年传传播播的的视视频频业业务务流量流量 网络需求网络需求/挑战挑战 C A P融合业务流持续增长融合业务流持续增长高带宽应用发展迅猛高带宽应用发展迅猛路由器端口速率提升路由器端口速率提升光网络结构日益复杂光网络结构日益复杂C Capacity容量需求容量需求l超大容量交换超大容量交换l超大流量汇聚超大流量汇聚l超高速率传输超高速率传输l超大规模组网超大规模组网l超宽带新业务超宽带新业务AAgility灵活性需求灵活性需求l多粒度可重构多粒度可重构l灵活业务疏导灵活业务疏导l自动连接建立自动连接建立l动态资源分配动态资源分配l性能感知可控性能感知可控P Power功耗需求功耗需求l单元模块设计单元模块设计l功能组件优化功能组件优化l绿色节能管理绿色节能管理l降低系统动态降低系统动态l减少电域处理减少电域处理高性能的光传送网技术高性能的光传送网技术高性能的光传送网技术高性能的光传送网技术需求与挑战需求与挑战挑战之一：挑战之一：容量容量C A Pn当前当前容量容量 Tb/s，单通道速率，单通道速率 40Gb/sn未来未来10-15年年容量容量 Pb/s，单通道速率，单通道速率 Tb/s级级现象现象：系：系统容量快速增容量快速增长措施措施：提高全光：提高全光频谱效率效率挑战之二：挑战之二：灵活性灵活性C A Pl大信息量大信息量 l流式传输流式传输l 组播能力组播能力 融合业务融合业务l异构性异构性l开放性开放性l动态性动态性l分布性分布性l自治性自治性 IP分组网络分组网络超宽带超宽带多样化多样化突发性突发性基于基于 IP 的的各种新业务各种新业务对光网络的对光网络的期盼期盼适应性适应性大规模大规模分布式分布式层域化层域化问题问题:光交换与光联网能否很好地支持分组光交换与光联网能否很好地支持分组(IP)?(IP)?光网络光网络动态动态灵活灵活高效高效传送模式传送模式承载模式承载模式l交换模式交换模式l控制模式控制模式l管理模式管理模式l安全模式安全模式光网络光网络实现全光弹性化实现全光弹性化实现全光弹性化实现全光弹性化挑战之三：挑战之三：功耗功耗C A P措施措施：交：交换向全光向全光层转移移640Gb/s10.8KWCRS-1100Tb/s1.7MW160 CRS-11Pb/s17.4MW(中型中型电站站)1600 CRS-1堆叠堆叠堆叠堆叠现象现象：功耗限制：功耗限制带宽增加增加光传送网现状：干线传送网光传送网现状：城域传送网光传送网现状：干线/城域核心光传送网现状：城域接入与汇聚承载业务流构成的演变纯纯纯纯IPIP承载承载承载承载GMPLSOTNPTNWDM(OXC)TDM(SDH)TDM TDM 承载承载承载承载Packet Over Transport(MSTP)EOSMPLSRPRIP OVER WDM(ROADM)混合业务混合业务混合业务混合业务2001-20102010-1997-2001比例比例IP 业务流流TDM 业务流流BackboneBackbone面向面向面向面向All IPAll IP业业业业务的传送网务的传送网务的传送网务的传送网MetroMetro对传送网的需求对传送网的需求n业务宽带化业务宽带化大颗粒大颗粒/大流量业务调度大流量业务调度n网络融合化网络融合化多业务承载与传递能力多业务承载与传递能力n传送智能化传送智能化自动交换自动交换/可控可管可控可管/业务感知业务感知n流量突发性流量突发性动态带宽调整动态带宽调整n接口统一性接口统一性简化承载网和提高效率简化承载网和提高效率n网络安全性网络安全性电信级的电信级的OAM和可靠性和可靠性骨干网骨干网All IP化对传送网的影响化对传送网的影响传送网面临转型的压力SDH/MSTP以太网以太网PTN OTN？IP/MPLS coreOptical Core(WDM,SDH,OTH,ROADM?)城域业务接入与汇聚城域业务接入与汇聚城域网核心层城域网核心层干线网干线网ASON/GMPLS控制平面控制平面网络管理平面网络管理平面uu 方向光光传输技技术光交光交换技技术光光联网技网技术IP驱动传送网送网光光灵活灵活 光交换光交换智能光联网智能光联网高速光传输高速光传输IP业务驱动：扁平化结构传送网传送网IP网络网络光传输技术：超高速光交换技术：灵活性技术技术粒度粒度特点特点光电路交换光电路交换波长波长/波带波带/光纤光纤静态配置或者端到端信令静态配置或者端到端信令光突发交换光突发交换1 s-100 s突发突发包包预留带宽交换，无需缓存预留带宽交换，无需缓存光分组交换光分组交换 10ns-10 s光分组光分组存储转发交换，需要缓存存储转发交换，需要缓存光电路交换光电路交换光突发交换光突发交换光分组交换光分组交换光电路交换网络交换平面交换平面控制平面控制平面端到端信令端到端信令波长光通路波长光通路-routing光交叉连接节点光交叉连接节点GMPLS控制器控制器光分组交换网络控制头控制头数据分组数据分组交换平面交换平面控制平面控制平面光分组交换节点光分组交换节点OPS 控制器控制器光突发交换网络控制分组控制分组突发数据包突发数据包时间偏差时间偏差交换平面交换平面控制平面控制平面光突发交换节点光突发交换节点OBS 控制器控制器传送功能传送功能控制功能控制功能光联网技术：智能化信令信令信令信令处处理理理理资资源管理源管理源管理源管理业务发现业务发现保保保保护护恢复恢复恢复恢复路由控制路由控制路由控制路由控制7MPS5ABCDIP净荷净荷IP分组头分组头MPLS标记标记OXCINOUTIN-OUT通用多协议标签交换(GMPLS)FA-LSCFA-TDMFA-PSCBundleFibernFiber1FSCCloudLSCCloudTDMCloudPSCCloudLSCCloudTDMCloudPSCCloudExplicitLabelLSPsTime-slotLSPsFiberLSPs LSPsExplicitLabelLSPsTime-slotLSPs(MultiplexLow-orderLSPs)(DemultiplexLow-orderLSPs)LSPs自动交换光网络(ASON)控制平面控制平面(CP)传送平面传送平面(TP)LN1 LN2 LN3 LN1 LN2 LN3数据通信网数据通信网(DCN)管理信息传送管理信息传送信令信息传送信令信息传送管理平面管理平面(MP)TP 层网络管理层网络管理CP管理管理资源资源管理管理CCINMI-TNMI-ACCI：连接控制接口连接控制接口NMI：网络管理接口：网络管理接口传送网：“传输+交换+联网”的载体电路层电路层通道层通道层段层段层物理层物理层传传输输媒媒质质层层铁路铁路火车火车集装箱集装箱货物货物光同步数字传送网(SDH)C-4-64cC-4-256cC-4-16cC-4-4cAU-4-4cVC-4-4cAU-4-16cVC-4-16cAU-4-64cVC-4-64cAU-4-256cVC-4-256c x 1 x 1 x 1 x 1AUG-64AUG-256AUG-16AUG-4STM-256STM-64STM-16STM-4 x 1 x 1 x 1 x 1 x 4 x 4 x 4 x 4C-4C-3C-2C-12C-11VC-11VC-12VC-2VC-3TUG-2TU-2STM-0AUG-1VC-3TUG-3VC-4AU-3TU-11TU-3AU-4STM-1 x 1 x 1 x 1 x 1 x 1 x4 x 3 x 3 x 7x 7 指指针处理理 复用复用 定位校准定位校准 映射映射 x 3TU-12OBA.MuxDemux.1.OTUOSCOSCOSCOSCOBA：光功率放大器：光功率放大器OLA：光线路放大器：光线路放大器OPA：光前置放大器：光前置放大器OSC密集波分复用系统(DWDM)OPAOLAOLAOPAOLAOLAOBADemuxMuxkk+1N1kk+1NOTUOTUOTU彩彩色色接接口口彩彩色色接接口口彩彩色色接接口口彩彩色色接接口口普普通通接接口口普普通通接接口口客户客户客户客户客户客户客户客户普普通通接接口口普普通通接接口口客户客户客户客户客户客户客户客户多波长传输信号多波长传输信号OTU：光转发单元：光转发单元OSC：光监控信道：光监控信道Mux/Demux：复用器：复用器/解复用解复用器器光传送网(OTN)分组传送网(PTN)MPLS headerConnection-oriented,LSP,LDP,Traffic EngineeringPWE3,BFD/FRR EnhancedL3 ignoranceBi-direction LSPCarrier Class OAM&Protection Simplified&EnhancedIP headerIPPayloadIPEncapsulationPHYBest EffortConnection-lessPoor QoSIP routingSingle serviceMPLS headerIPpayloadIP headerEncapsulationPHYMPLS(opt)EncapsulationConnection-orientedQoS GuaranteeMPLS/IP couplingComplexityT-MPLS/MPLS-TPMPLS headerIPpayloadIP headerEncapsulationPHY(opt)EncapsulationConnection-orientedOAM&PSQoS GuaranteeMPLS/IP decouplingSimplifiedn以分组交换为核心并延承SDH易于管理维护、高可靠性、丰富的OAM特点nMPLS-TP是基于MPLS体系结构并满足传送网需求的PTN实现技术全光网(AON)传送网演进的时间窗传送网演进的时间窗分组化“渗透”的四个演进阶段：n阶段1：电路交换光传送设备，支持表层的分组化特性(如MSTP)n阶段2：波长交换光传送设备，支持表层的分组化特性(如IP over WDM)n阶段3：电层交换以分组为核心(如PTN)n阶段4：光层交换以分组为核心(如OPS)提纲 光纤通信演进及趋势光纤通信演进及趋势1 DWDM和和OTN原理对比原理对比2 OTN技术原理与特点技术原理与特点3 OTN国内外标准与规范国内外标准与规范4uu 波分复用(WDM)原理概念原理概念 功能分功能分类 系系统构成构成波分复用的原理概念Sir Isaac Newton(1642-1727)(1642-1727)and his Corpuscular Theory of Light and his Corpuscular Theory of Light三棱镜分光实验三棱镜分光实验波分复用：Wavelength-Division MultiplexingWavelength-Division Multiplexing光纤光纤光源光源把把工工作作在在不不同同载波波波波长上上的的多多路路光光信信号号复复用用进一一根根光光纤中中传输，并并能能够在在接接收收端端实现各各信信道道分分离离的的光光通通信信系系统称称为波分复用系波分复用系统。SDMFDMTDMOTDMn串扰串扰n非线性效应非线性效应n模拟滤波器设计模拟滤波器设计n.数字数字OSDM光纤光纤OFDM=WDM (模拟特征模拟特征!)光放大器光放大器光域复用方式SDM：空分复用空分复用FDM：频分复用频分复用TDM：时分复用时分复用WDM：波分复用波分复用OTDM传输系统示意图传输系统示意图WDM传输系统示意图传输系统示意图WDM和OTDM传输系统比较WDM是释放光纤带宽潜能的钥匙 RX TDM电处理域电处理域 光处理域光处理域RX TDM光放大器光放大器 TDM TXWDM MUX WDM DEMUX波波波波分分分分复复复复用用用用系系系系统统统统再生器再生器 TDM TX原始原始原始原始系统系统系统系统 RX TDM再生器再生器 TDM TX系统系统系统系统复制复制复制复制YDFAPDFATDFAEDFARaman放大器放大器0 1200 1400 1600 0 1200 1400 1600 18001800波波 长长 (nm)饱和输出功率饱和输出功率 (dBm)4 40 03 30 02 20 01 10 0光放大解决了多波长传输的加油问题EDFA：掺铒光纤放大器：掺铒光纤放大器TDFA：掺铥光纤放大器：掺铥光纤放大器PDFA：掺镨光纤放大器：掺镨光纤放大器YDFA：掺镱光纤放大器：掺镱光纤放大器WDM使单纤传输容量产生飞跃假假设设1条条行行车车道道相相当当于于1路路64Kb/s信信号号，那那么么现现有有技技术术条条件件下下的的1根根光光纤纤包包括括2500万万条条车车道道，或或者者宽宽度度相当于相当于9.6万公里！万公里！WDM为新型光器件的应用提供舞台n n宽带光放大器宽带光放大器宽带光放大器宽带光放大器n n多波长和可调谐激光器多波长和可调谐激光器多波长和可调谐激光器多波长和可调谐激光器n n外调制器外调制器外调制器外调制器n n波长复用波长复用波长复用波长复用/解复用器解复用器解复用器解复用器n n光滤波器光滤波器光滤波器光滤波器n n光开关光开关光开关光开关n n增益均衡器增益均衡器增益均衡器增益均衡器n n色散补偿器色散补偿器色散补偿器色散补偿器n n波长变换器波长变换器波长变换器波长变换器n n稀疏波分(CWDM)技术wavelength(nm)E00.30.60.91.21300140015001600损耗损耗 (dB/km)OLC传统单模光纤传统单模光纤全波光纤全波光纤传统单模光纤传统单模光纤和全波光纤和全波光纤-1001020色散色散 (ps/nm.km)S1260-13601360-14601460-15301530-15651565-1625nm1271 1291 1311 1331 1351 1371 1391 1411 1431 1451 1471 1491 1511 1531 1551 1571 1591 1611 ITU-T G.694.2：CWDM（1271-1611nm，间隔，间隔20nm）密集波分复用技术(DWDM)15301610/16251565Fiber G.652/G.655 nmBand CBand LITU-T G.694.1：DWDM（193.1THz，间隔，间隔12.5,25,50或或100GHz）1530 1540 1550 1530 1540 1550 1560 nm1560 nm0dB-10-20-30-4080波，波，50GHz间隔间隔城域DWDM系统SDH STM-nGigabit EthernetFast EthernetATMFiber ChannelESCONFICONHDTV FDDI.长途DWDM系统400-600kmTxRxTxRxTxRxTxRxRxTxTxRxRxTxTxRxRxTxTxRxRxTxTxRxRxTxTxRxRxTxTxRx传统应用：传统应用：200波，单波波，单波10Gb/s，电再生距离，电再生距离 400-600km，放大器间距，放大器间距80-120kmTxRxTxRxTxRxTxRx超长途应用：超长途应用：色散补偿与增益均衡，前向误码纠错，非线性控制，喇曼放大技术色散补偿与增益均衡，前向误码纠错，非线性控制，喇曼放大技术2000-5000 kmDCLADCLADCLADWDM系统构成接收端波接收端波长转换器长转换器复复用用器器功率放大功率放大合合波波器器光发送光发送解解复复用用器器前置放大前置放大分分波波器器光接收光接收合合波波器器分分波波器器线路放大线路放大光发送光发送光接收光接收解解复复用用器器前置放大前置放大分分波波器器光接收光接收合合波波器器分分波波器器线路放大线路放大光发送光发送 光接收光接收复复用用器器功率放大功率放大合合波波器器光发送光发送公公 务务 联联 络络使使用用者者通通路路网网 络络 管管 理理发送端波发送端波长转换器长转换器接收端波接收端波长转换器长转换器发送端波发送端波长转换器长转换器TXRXSDH终端终端RXTXSDH终端终端波分复用终端设备波分复用终端设备 光缆光缆 光中继设备光中继设备 光缆光缆 波分复用终端设备波分复用终端设备 公公 务务 联联 络络使使用用者者通通路路网网 络络 管管 理理公公 务务 联联 络络使使用用者者通通路路网网 络络 管管 理理3R：电再生器：电再生器 Mux：波分复用器：波分复用器 Demux：波分解复用器波分解复用器B：光功率放大器：光功率放大器 L：光线路放大器：光线路放大器 P：光前置放大器：光前置放大器主光通道BPLLLLPBMuxDemux3RMux DemuxOTUBPLLLLPBMuxDemuxMux DemuxOTU3R3ROTUOTUOTUOTUMPI-SMPI-RS R MPI-SMPI-RS R 子光子光通道通道子光子光通道通道主光通道主光通道主光通道主光通道OTU光转发单元SDH标准光接口标准光接口S 2.5G-G.9572.5G-G.957 10G-G.691 10G-G.691 VSR VSR -G.693-G.693DWDM彩色光接口彩色光接口SnG.692G.692OEO光检测器光检测器激光器激光器外调制器外调制器驱动电路驱动电路光接收模块光接收模块光发送模块光发送模块定时定时提取提取光检测器光检测器激光器激光器光接收模块光接收模块光发送模块光发送模块开销处理开销处理(J0,B1)开销处理开销处理(J0,B1)驱动电路驱动电路偏置电路偏置电路判决器判决器定时定时提取提取判决器判决器波分复用/解复用单元 1 n 1 n输入波入波导聚焦平板波聚焦平板波导输出波出波导LL+D DLL+2D DLL+3D DLL+4D DL例：阵列波导光栅解复用器例：阵列波导光栅解复用器(AWG)例：掺铒光纤放大器例：掺铒光纤放大器(EDFA)光放大单元980nm10ms15201570nm亚稳态信号光信号光泵浦光浦光WDM隔离器隔离器分光分光耦合器耦合器WDM隔离器隔离器分光分光耦合器耦合器EDF泵浦激光器泵浦激光器980/1480nm3R再生单元MuxDemux Demux3R3RMuxPBPB判决器判决器定时定时提取提取光检测器光检测器激光器激光器外调制器外调制器驱动电路驱动电路输入光信号输入光信号光接收模块光接收模块光发送模块光发送模块3R再生器再生器开销处理开销处理(J0,B1)输出光信号输出光信号光监控通道OSC处理处理OSC处理处理OSC处理处理WDM节点设备节点设备WDM节点设备节点设备WDM节点设备节点设备业务波波长光光监控通控通道道(OSC)光纤光纤光纤光纤波长选择开关(WSS)ICs Developed for HDTV displaysCombines Si CMOS backplane with LC overlay-gives high resolution(1280 x 768 pixel)reflective display engine CMOS backplane is commercially available HDTV chip Takes advantage of extensive development in HDTV to create a low-cost,highly flexible optical switching core Flexible Banded Wavelength-Selective Switching Band Drop Band Add DEMUX MUX Drop Channels Add ChannelsMUXDEMUX N x N Switch Matrix VOAs Drop Channels Add Channels Broadcast and Select Bus-Like&Minimal Switching DEMUX Wavelength BlockerCoupler MUX Coupler Drop Channels Add Channels Drop Module Add Module DEMUX MUXDEMUX 2x1 Switches VOAs Coupler Drop Module Drop Channels Add Channels Add Module 可重构光分插复用器可重构光分插复用器(ROADM)uu 光传送网(OTN)与与SDH的关系的关系 与与DWDM的关系的关系现有技术分析光纤光纤/管道管道WDMSDHTDMIP/MPLS/以太网以太网VC-12/VC-4交交叉，大叉，大颗粒分粒分组业务封装效率低封装效率低WDM管理功能弱，管理功能弱，J0,B1,组网能力弱，点到点网能力弱，点到点连接接网网络保保护方式不完善方式不完善网网络层次多，功能次多，功能部分重叠部分重叠目前目前IP over SDH over WDM不再适不再适应大大颗粒粒IP分分组业务传送！送！WDM点亮了光传送层单信道系统单信道系统代表技术：代表技术：SDH1980S多信道系统多信道系统代表技术：代表技术：WDM1990S可重构网络可重构网络代表技术：代表技术：OTN当前当前n n19981998年，年，年，年，ITU-TITU-T提出提出提出提出OTNOTN的框架的框架的框架的框架标标准准准准G.872G.872n n19991999年，年，年，年，LucentLucent提出提出提出提出DigitalWrapperDigitalWrapper的概念的概念的概念的概念n n20022002年年年年，ITU-TITU-T发发布布布布了了了了OTNOTN接接接接口口口口标标准准准准G.709G.709，定定定定义义了了了了光光光光传传送送送送体体体体系系系系(OTH)(OTH)、支支支支持持持持多多多多波波波波长长传传输输的的的的功功功功能能能能开开开开销销、帧帧结结构、比特速率、映射方式等构、比特速率、映射方式等构、比特速率、映射方式等构、比特速率、映射方式等OTN技术背景技术背景n2000年年以以后后，随随着着自自动交交换光光网网络(ASON)的的出出现，OTN技技术增加了与智能控制相关的内容增加了与智能控制相关的内容OTN关键特征 网络范畴的扩展网络范畴的扩展网络范畴的扩展网络范畴的扩展 OTNOTN范畴包含了光层网络和电层网络范畴包含了光层网络和电层网络范畴包含了光层网络和电层网络范畴包含了光层网络和电层网络 高带宽的复用、交换和配置高带宽的复用、交换和配置高带宽的复用、交换和配置高带宽的复用、交换和配置 ODU0/ODU1/ODU2(e)/ODU3/ODU4ODU0/ODU1/ODU2(e)/ODU3/ODU4颗粒颗粒颗粒颗粒 多层嵌套的串联连接监视（多层嵌套的串联连接监视（多层嵌套的串联连接监视（多层嵌套的串联连接监视（TCMTCM）功能）功能）功能）功能 TCM1TCM6TCM1TCM6 前向纠错（前向纠错（前向纠错（前向纠错（FECFEC）支持能力）支持能力）支持能力）支持能力 G.709FEC,G.709FEC,增强型增强型增强型增强型FEC,FEC,OTN技术和技术和SDH技术的区别技术的区别OTN与与SDH的关系的关系OTN是是面面向向传送送层的的技技术，内内嵌嵌标准准FEC，在在光光层和和电层具具备完完整整的的维护管管理理开开销功功能能，适适用用于于大大颗粒粒业务的承的承载与与调度度SDH主主要要是是面面向向接接入入和和汇聚聚层，无无FEC，电层的的维护管理开管理开销较为丰富，丰富，对于大小于大小颗粒粒业务都适用都适用OTN设计的的初初衷衷是是希希望望将将SDH作作为净负荷荷完完全全封封装装到到OTN中中OTN与与SDH的关系的关系OTNSDH光复用段光复用段层(OMS)光通道光通道层(OCh)光光传输段段层(OTS)复用段复用段层(MS)通道通道层(PATH)再生段再生段层(RS)物理物理层(FIBER)n相相互互独独立立关关系系：OTN与与SDH 网网络独独立立运运行行，承承载不不同同类型型的的业务，原原则上上SDH 网网络用用于于承承载小小颗粒粒业务(GE速速率率以以下下),大大颗粒粒业务(GE 及及以以上上颗粒粒)推荐直接用推荐直接用OTN 承承载n客客户-服服务关关系系：适适用用于于OTN 线路路速速率率高高于于SDH 线路路速速率率的的情情况况，可可提提高高链路路资源源的的利利用用率率；同同时利利用用OTN 网网络的的调度度和和保保护能能力力,可可以以提提高高增增强系系统的生存性的生存性n基基于于SDH 的的ASON 与与OTN 网网络在在传送送平平面面的的关关系系上上和和传统的的SDH 网网络一一致致，当当OTN 具具备智智能能控控制制平平面面(即即基基于于OTN 的的ASON)时，两两者者的的智智能能控控制制平平面面应该支支持持互互通通，在在客客户-服服务模模型型中中还应该具具备跨跨层次次的的保保护恢恢复功能复功能协调机制机制OTN与与SDH的关系的关系OTN技术和技术和SDH技术的关系技术的关系OTN与与WDM的关系的关系nOTN是将波分设备抽象化的结果，可抽象为如下类型：是将波分设备抽象化的结果，可抽象为如下类型：n不不带ODUk交叉的波分交叉的波分设备（传统波分波分设备）n带ODUk交叉的波分交叉的波分设备（ODUk电交叉交叉设备）不带不带ODUk层交叉的波分设备层交叉的波分设备OTN与与WDM的关系的关系OTN与现有与现有WDM网络的关系网络的关系带带ODUk层交叉的波分设备层交叉的波分设备多业务多业务接入接入光电混合光电混合交叉联动交叉联动客户侧客户侧/线路线路侧分离结构侧分离结构 nWDM是是面面向向传送送层的的技技术，而而OTN实际也也是是更更多多关关注注传送送层功功能能的的技技术，所所以以OTN基基本本可可以以理理解解为是是为WDM量量身身定定制制的的技技术。G.709标准准中中已已经提提到到，光光复复用用段段层(OMS)层就就是是依依靠靠WDM技技术来来实现的的n最最初初的的WDM设备在在信信号号结构构上上并并没没有有统一一的的标准准，仅仅是是将将各各种种业务直直接接通通过O-E-O实现非非特特定定波波长到到特特定定波波长的的转换。OTN标准准发布布后后，由由于于其其非非常常适适合合WDM的的特特点点，而而且且有有利利于于推推进不不同同厂厂家家波波分分设备的的互互连互互通通，所所以以迅迅速速成成为WDM设备的的事事实标准准OTN与与WDM的关系的关系提纲 光纤通信演进及趋势光纤通信演进及趋势1 DWDM和和OTN原理对比原理对比2 OTN技术原理与特点技术原理与特点3 OTN国内外标准与规范国内外标准与规范41.分层结构分层结构2.光层技术光层技术3.电层技术电层技术4.业务装载业务装载5.生存性生存性6.性能监视性能监视Optical Transport ModuleOPSnOChOCCOCCOCCClientOTUkFECOHODUkOHOPUkOHrOPS0OSCOOSOSCOHOHOHOMSnOTSnOTN技术技术OTN分层/分域结构OTN的的层次层次关系关系OTN网络分域n nOTNOTN传传送网送网送网送网络络从水平方向可分从水平方向可分从水平方向可分从水平方向可分为为不同的管理域，其中不同的管理域，其中不同的管理域，其中不同的管理域，其中单单个管理域可以个管理域可以个管理域可以个管理域可以由由由由单单个个个个设备设备商商商商OTNOTN设备组设备组成，也可由运成，也可由运成，也可由运成，也可由运营营商的某个网商的某个网商的某个网商的某个网络络或子网或子网或子网或子网组组成。成。成。成。不同域之不同域之不同域之不同域之间间的物理的物理的物理的物理连连接称接称接称接称为为域域域域间间接口（接口（接口（接口（IrDIIrDI），域内的物理），域内的物理），域内的物理），域内的物理连连接称接称接称接称为为域内接口（域内接口（域内接口（域内接口（IaDIIaDI）1.分层结构分层结构2.光层技术光层技术3.电层技术电层技术4.业务装载业务装载5.生存性生存性6.性能监视性能监视Optical Transport ModuleOPSnOChOCCOCCOCCClientOTUkFECOHODUkOHOPUkOHrOPS0OSCOOSOSCOHOHOHOMSnOTSnOTN技术技术电路层网络电路层网络光通道光通道(Och)层层光复用段光复用段(OMS)层层光传输段光传输段(OTS)层层物理媒介层物理媒介层光光传传送送网网已存的各种形式的已存的各种形式的已存的各种形式的已存的各种形式的业务业务，边缘电节边缘电节点点点点 实现实现端到端光路径的建立、端到端光路径的建立、端到端光路径的建立、端到端光路径的建立、管理和管理和管理和管理和维护维护；光光光光层层信信信信头头的的的的处处理；理；理；理；光信道的光信道的光信道的光信道的监监控与控与控与控与电层电层适配、适配、适配、适配、多种多种多种多种业务业务的接入的接入的接入的接入光层技术光层技术电路层网络电路层网络光通道光通道(Och)层层光复用段光复用段(OMS)层层光传输段光传输段(OTS)层层物理媒介物理媒介(OMS)层层光光传传送送网网实现多波多波长光信号的光信号的联网功能网功能实现光复用段信光复用段信头开开销的的处理理光复用段的管理与光复用段的管理与维护光层技术光层技术电路层网络电路层网络光通道光通道(Och)层层光复用段光复用段(OMS)层层光传输段光传输段(OTS)层层物理媒质层物理媒质层光光传传送送网网 实现实现在不同在不同在不同在不同传输传输媒媒媒媒质质上上上上传传送光信号的功能送光信号的功能送光信号的功能送光信号的功能 传输传输段信段信段信段信头头开开开开销处销处理与理与理与理与维护维护各种光各种光纤及其它物理媒及其它物理媒介的介的传送功能送功能光层技术光层技术nOTM-0.m没有波没有波长，没有光，没有光层开开销，不支持光，不支持光监控通道，但具有特定控通道，但具有特定帧格式（格式（OTUk）nm=速率等速率等级，1=2.5G,2=10G,3=40G，例如，例如m=2，或，或m=3n用于和其他厂家的波分用于和其他厂家的波分设备互互连（OTUk互互连）OTM-0.m 信号信号nOTM-n.m是是指指波波分分设备最最终输出出的的主主光光信信号号由由多多个个波波长组成成，每每个个波