OTN基礎(chǔ)原理教學(xué)課件

1、1OTN基礎(chǔ)原理2課程安排:1.OTN技術(shù)概述 2.OTN的分層結(jié)構(gòu)3.OTN的幀結(jié)構(gòu)及開銷 4.課程總結(jié)1.OTN基礎(chǔ)原理3第一章第一章OTNOTN技術(shù)概述技術(shù)概述在這一章中，我們先學(xué)習(xí)光傳輸?shù)难葸M歷程引入OTN技術(shù)，闡述OTN定義、優(yōu)點、實現(xiàn)方式， 以及OTN、WDM、SDH三種光傳輸技術(shù)的關(guān)系。4一、一、OTNOTN的定義的定義OTN是作為網(wǎng)絡(luò)技術(shù)提出的，并仿效了SDH傳送網(wǎng)的功能和體系，因此在包括幀結(jié)構(gòu)、功能模型、網(wǎng)絡(luò)管理、信息模型、性能要求、物理層接口、開銷安排、分層結(jié)構(gòu)等方面，都和SDH有相似之處：它包括光層和電層的完整體系結(jié)構(gòu)，對于各層網(wǎng)絡(luò)都有相應(yīng)的管理監(jiān) 控機制，光層和電層都具

2、有網(wǎng)絡(luò)生存性機制。5OTN在光域內(nèi)可以實現(xiàn)業(yè)務(wù)信號的傳遞、復(fù)用、路由選擇、監(jiān)控，并保證其性能要求和生存性；可支持多種上層業(yè)務(wù)或協(xié)議，是未來網(wǎng)絡(luò)演進的理想基礎(chǔ)。6二、二、OTNOTN的優(yōu)點的優(yōu)點 光傳送網(wǎng)的發(fā)展歷經(jīng)從PDH、SDH、WDM到OTN的演進歷程。SDH技術(shù)采用標準化結(jié)構(gòu)，配置靈活，管理維護開銷豐富，但帶寬較小，不能滿足未來骨干網(wǎng)節(jié)點的T比特以上的大容量業(yè)務(wù)調(diào)度。78 WDM網(wǎng)絡(luò)雖然帶寬大，但是采用的是客戶信號直接映射進光通道的方式，只能定位于點到點的應(yīng)用，業(yè)務(wù)提供的大部分工作需要手工完成，靈活性差，并且沒有性能監(jiān)視性能監(jiān)視能力，無法滿足網(wǎng)絡(luò)智能化的發(fā)展要求。隨著數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的飛速發(fā)展，大

3、顆粒寬帶業(yè)務(wù)傳送需求已經(jīng)呈現(xiàn)，并且希望能夠 基于波長進行信息管理，因此急需一種高效、可擴展、可靠的傳送網(wǎng)解決方案。 OTN就誕生于此背景下。其思想來源于SDH，在光域上具備能夠進行傳送，復(fù) 用，選路，監(jiān)控和生成性處理的功能。把SDH的可運營可管理能力應(yīng)用到了 WDM系統(tǒng)中，同時具備了SDH靈活可靠和WDM容量大的優(yōu)勢。但由于目前還 不能做到對光信號進行讀、寫操作，所以對光脈沖放大、整形、波長變換等一 些重要的處理不能在光域直接進行，仍需采取傳統(tǒng)的O/E/O方式。9OTNOTN集中了集中了SDHSDH與與WDMWDM兩者的技術(shù)優(yōu)勢，其優(yōu)點主要表現(xiàn)在：兩者的技術(shù)優(yōu)勢，其優(yōu)點主要表現(xiàn)在：1、透明傳送

4、能力 ：OTN定義的OPUk容器，可以適配任意客戶業(yè)務(wù)，包含SDH、ATM、Ethernet、SAN、Video業(yè)務(wù)而不更改他們?nèi)魏蝺艉珊烷_銷信息，異步映射模 式也保證了客戶信號定時信息的“透明”，并提供有效的管理。10 2、支持多種客戶信號的封裝傳送 ：OTN利用數(shù)字包封技術(shù)承載各種類型的用戶業(yè)務(wù) 信號。對于同步信號SDH，OTN可以不進行改變地，直接適配到光通路凈荷單元中； 對于其他用戶信號，OTN大多采用通用成幀規(guī)程GFP進行封裝，然后再適配到光通路 凈荷單元中。3、交叉連接的可升級性 ：OTN體系消除了交叉速率上的限制，可隨著線路速率的增 加而增加，也可以通過反向復(fù)用來適應(yīng)線路速率上的

5、限制。即各部分可分別設(shè)計、獨 立發(fā)展，可擴展性好，幾十倍T級別的交換容量比較容易實現(xiàn)，且成本低，易于管理。4、強大的帶外前向糾錯功能（FEC） ：OTN幀結(jié)構(gòu)中專門有一個帶外FEC區(qū)域，通 過前向糾錯FEC可獲得56dB的增益，從而降低了對光信噪比要求，增加了系統(tǒng)的傳 輸距離。5、串連監(jiān)控 ：相對于SDH只能提供1級串聯(lián)監(jiān)控，OTN可以提供多達6級的串聯(lián)監(jiān)控， 并支持虛級聯(lián)與嵌套的連接監(jiān)控，因此可以適應(yīng)多運營商、多設(shè)備、多子網(wǎng)的工作環(huán)境。6、豐富的維護信號：OTN定義了一整套用于運行、維護、管理和指配的開銷，利用 這些開銷可以對光傳送網(wǎng)進行全面精細的檢測與管理。為用戶提供一個可操作、可管 理的

6、光網(wǎng)絡(luò)。11三三、OTNOTN的實現(xiàn)方式的實現(xiàn)方式OTN的傳輸層采用DWDM技術(shù)，實現(xiàn)了T比特級傳輸，并且定義了2.5G、10G、40G三種G比特級的網(wǎng)絡(luò)速率接口，可以對 SDH、 Ethernet 、 ATM、IP、MPLS、 GFP 業(yè)務(wù)實現(xiàn)透明傳輸。IP/TDM業(yè)務(wù)可以直接映射到OTN幀結(jié)構(gòu)中，用光纖承載 進行傳送，從而減少了網(wǎng)絡(luò)層次。12四四、OTNOTN、WDMWDM、SDHSDH之間的關(guān)系之間的關(guān)系OTN畢竟是一種新的傳送網(wǎng)技術(shù)體系，有自身的一套構(gòu)架。SDH、OTN、WDM間的分層關(guān)系可以用圖來表示：對比SDH的分層結(jié)構(gòu)，在OTN分層結(jié)構(gòu)中，同只有光傳 送單元OTU作為光通道OCh

7、的客戶層。完整的OTN，因為不僅僅是凈荷映射復(fù)用，還需要完善的管理和維護。而基于SDH的WDM是不能提供與數(shù)字客戶層信號無關(guān)的，對光通道完善的管理和維護。13第二章第二章 OTNOTN的分層結(jié)構(gòu)的分層結(jié)構(gòu)在這一章中我們將介紹OTN網(wǎng)絡(luò)層次劃分，然后介紹各層次的主要功能，最后介紹客戶信號到OTN的適配過程。14OTN可分為通道層和段層，其中OCh為光通道層，OMS為光復(fù)用段層，OTS為光傳輸段層。OCh又包括光通道凈荷單元OPU，光通道數(shù)據(jù)單元ODU和光 通道傳送單元OTU。在OTN層結(jié)構(gòu)中，OCh為整個OTN網(wǎng)絡(luò)的核心，是OTN的主要功能載體。15光通道層的功能主要有：光通道層的功能主要有：1

8、、為來自電復(fù)用段層的客戶信號選擇路由和分配波長，為靈活的網(wǎng)絡(luò)選路安排光通路連接，為透明傳送各種格式的客戶信號的光通路提供端到端的聯(lián)網(wǎng)功能，以便實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的選路。2、確保光通道適配信息的完整性。3、實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)層的操作和管理。4、在發(fā)生故障時，通過重新選路來實現(xiàn)保護倒換和網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)。16光復(fù)用段層的功能主要有：光復(fù)用段層的功能主要有：為相鄰兩個波分復(fù)用傳輸設(shè)備間多波長信號完整傳輸提供網(wǎng)絡(luò)功能，它包括：為靈活的多波長網(wǎng)絡(luò)選路重新安排光復(fù)用段連接；為保證多波長光復(fù)用段 適配信息的完整性處理光復(fù)用段開銷；為段層的運行和管理提供光復(fù)用段監(jiān)控功能。17光傳輸段層的功能主要有：光傳輸段層的功能主要有：為光復(fù)用段的信

9、號在不同類型的光媒質(zhì)上提供傳輸功能，包括對光放大器的監(jiān)控功能。光傳送段層和光復(fù)用段層存在一一對應(yīng)關(guān)系。18OTN網(wǎng)絡(luò)可用OCh、OTU、ODU、客戶信號等元素來描述。圖中描述了基于特定設(shè)備形態(tài)的OTN網(wǎng)絡(luò)模型，進一步闡述了OTN分層網(wǎng)絡(luò)的實現(xiàn)方法， 以及各層網(wǎng)絡(luò)路徑之間的邏輯關(guān)系。19OTNOTN的物理層接口主要分為域間接口的物理層接口主要分為域間接口IrDIIrDI和域內(nèi)接口和域內(nèi)接口IaDIIaDI兩大類型：兩大類型：域間接口IrDI接口是指可以支持不同管理域之間互連互通的接口，定位于不同運營商網(wǎng)絡(luò)之間或同一運營商網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部不同廠商設(shè)備之間的互連，具備3R功能。域內(nèi)接口IaDI是指僅支持同一

10、管理 域內(nèi)不同節(jié)點設(shè)備或不同子網(wǎng)之間互連互通的接口，按管理域一般是指某一運營商所管 轄的網(wǎng)絡(luò)區(qū)域，即定位于同一運營商或設(shè)備商網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部接口。20完整的完整的OTN技術(shù)體制包含電層和光層：技術(shù)體制包含電層和光層：電層主要完成客戶信號從OPU到OTU的逐級適配、復(fù)用，最后轉(zhuǎn)換成光信號調(diào)制到OCC上，光層主要完成OCh信號的逐級適配、復(fù)用。ODU和OCh層還具有連接功能，實現(xiàn)本層的特征信息在輸入輸出端口間的交叉調(diào)度。在電層，OTN借鑒了SDH的映射、復(fù)用、交叉、嵌入式開銷等概念；在光層，OTN借鑒了 傳統(tǒng)WDM的技術(shù)體系并有所發(fā)展。21OTN的功能單元有光通道凈荷單元OPU、光通道數(shù)據(jù)單元ODU和光通

11、道傳輸單元OTU。OPU是直接承載用戶業(yè)務(wù)信號，具有一定幀結(jié)構(gòu)的最基本信息結(jié)構(gòu)，提供客戶信號的映射 功能。ODU是以O(shè)PU為凈荷的信息結(jié)構(gòu)，主要提供客戶信號的數(shù)字包封、OTN的保護倒換、提供蹤跡監(jiān)測、通用通信處理等功能；22OTU是以O(shè)DU為凈荷的信息結(jié)構(gòu)，提供FEC、光段層保護和監(jiān)控功能。23第三章第三章 OTNOTN的幀結(jié)構(gòu)及開銷的幀結(jié)構(gòu)及開銷這一章首先介紹OTN的復(fù)用和映射結(jié)構(gòu)，然后我們會介紹OTN的幀結(jié)構(gòu)，最后將介紹了OTN的開銷分類及各層中開銷的主要功能。24同SDH類似，用戶信號映射到OPUk，一般采用異步映射方法，需要進行速率調(diào)整，包括正速率調(diào)整和負速率調(diào)整。對于復(fù)用，OTN采用

12、字節(jié)間插式時分復(fù)用與波分復(fù)用相結(jié)合的方法，通過多次時分復(fù)用形成OCh，再通過波分復(fù)用形成OTM。25OTNOTN電層信號的映射與復(fù)用結(jié)構(gòu)如圖所示電層信號的映射與復(fù)用結(jié)構(gòu)如圖所示：各種客戶信息經(jīng)過光信道凈荷單元OPUk的適配，映射到ODUk中，然后在ODUk、OTUk中分別加入光信道數(shù)據(jù)單元和光信道傳送單元的開銷，再映射到光通道層OCh，調(diào)制到光信道載波OCC上。復(fù)用路徑為：最高4個 ODU1信號復(fù)用進一個ODTUG2，ODTUG2再映射到OPU2中，也可將j個（j4）個 ODU2和16-4j個ODU1信號，混合復(fù)用到一個ODTUG3中，ODTUG3再復(fù)用到OPU3中。264個ODU1復(fù)用成OD

13、U2的過程如圖所示，每個ODU1利用JOH，異步映射進OPU2，最后加上相應(yīng)的開銷便形成了ODU2，整個復(fù)用過程為ODU1ODTU12ODTUG2OPU2ODU2。27OTNOTN的開銷比較多，但基本上可以分為兩大類：的開銷比較多，但基本上可以分為兩大類：即隨路開銷和非隨路開銷。隨路開銷包含在相應(yīng)幀結(jié)構(gòu)之內(nèi)，隨同用戶信號一起傳送，屬于OTN電層；非隨路開銷不包括在相應(yīng)幀結(jié)構(gòu)之內(nèi)，由單獨的光監(jiān)控通路OSC傳送，屬于OTN光層。28隨路開銷包括OPUk開銷、ODU開銷和OTUk開銷，其開銷安排如圖所示： OPUk開銷包含在OPUk幀結(jié)構(gòu)之內(nèi)，（共計42=14字節(jié)），主要用于標識凈荷的類型、用戶信息

14、的映射方式、OPUk虛級聯(lián)信息等，它在OPUk進行組裝與分解時終結(jié)。 ODUk開銷包含在ODUk幀結(jié)構(gòu)之內(nèi)，（共計314=42字節(jié)），主要用于監(jiān)測ODUk通道 性能與ODUk串聯(lián)連接性能。它在ODUk進行組裝與分解師終結(jié)。 OTUk開銷包含在OTUk幀結(jié)構(gòu)之內(nèi)，（共計114=14字節(jié)），包括8個字節(jié)的幀定位信號FA，主要是對一個或多個OTUk連接的性能進行監(jiān)控，它在OTUk進行組裝與分解時終結(jié)。29OTUk（k=1、2、3）幀由OTUk開銷、ODUk幀和OTUk FEC三部分組成，總共4行，每行4080字節(jié)， 總共是44080=16320字節(jié)； 不同K值的OTUk幀結(jié)構(gòu)相同，但是幀的發(fā)送速率不

15、同；OTUk幀在發(fā)送時按照 先從左到右，再從上到下的順序逐個字節(jié)發(fā)送。30OTN光通道幀結(jié)構(gòu)中常用開銷如表所示，從表中可以看出，OTN的開銷借鑒了SDH很多開銷的功能。3132OTNOTN中通過光監(jiān)控通路中通過光監(jiān)控通路OSCOSC進行傳送，其主要開銷功能如下：進行傳送，其主要開銷功能如下：1) 后向缺陷指示BDI的功能是向上游方向傳送指示凈荷或者開銷信號失效，可在宿端檢測； 2) 前向缺陷指示FDI的功能是向下游方向傳送指示凈荷或者開銷信號失效； 3) 凈荷丟失指示PMI的功能是向下游傳送，指示上游源端沒有凈荷信號，以便抑制響應(yīng)的丟失狀況報告。 4) 光通道連接斷開指示OCI的功能是向下游傳送的指示信號，指示上游在連接功能中連接矩陣是斷開的。33第四章第四章 課程總結(jié)課程總結(jié)在這最后一章中您將看到對于本課程內(nèi)容的簡要匯總3435本課程主要講述了本課程主要講述了3個部分內(nèi)容：