摘要：本文主要从OTN定义、主要优势等方向论述了OTN 在网络中的应用，提出了应用功能的选择及设备型号选择的相关意见，以供网络规划建设人员参考。
关键词：OTN 优势 干线层面
一、OTN定义
OTN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”，将解决传统WDM网络无波长/子波长业务调度能力差、组网能力弱、保护能力弱等问题。OTN跨越了传统的电域(数字传送)和光域(模拟传送)，是管理电域和光域的统一标准。
OTN处理的基本对象是波长级业务，它将传送网推进到真正的多波长光网络阶段。由于结合了光域和电域处理的优势，OTN可以提供巨大的传送容量、完全透明的端到端波长/子波长连接以及电信级的保护，是传送宽带大颗粒业务的最优技术。
二、OTN的主要优势
OTN的主要优点是完全向后兼容，它可以建立在现有的SONET/SDH管理功能基础上，不仅提供了存在的通信协议的完全透明，而且还为WDM提供端到端的连接和组网能力，它为ROADM提供光层互联的规范，并补充了子波长汇聚和疏导能力。
OTN概念涵盖了光层和电层两层网络，其技术继承了SDH和WDM的双重优势，关键技术特征体现为:
1. 多种客户信号封装和透明传输
基于ITU-TG.709的OTN帧结构可以支持多种客户信号的映射和透明传输，如SDH、ATM、以太网等。对于SDH和ATM可实现标准封装和透明传送，但对于不同速率以太网的支持有所差异。ITU-TG.sup43为10GE业务实现不同程度的透明传输提供了补充建议，而对于GE、 40GE、100GE以太网、专网业务光纤通道(FC)和接入网业务吉比特无源光网络(GPON)等，其到OTN帧中标准化的映射方式目前正在讨论之中。
2. 大颗粒的带宽复用、交叉和配置
OTN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，能够显著提升高带宽数据客户业务的适配能力和传送效率。
3. 强大的开销和维护管理能力
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。
4. 增强了组网和保护能力
通过OTN帧结构、ODUk交叉和多维度可重构光分插复用器(ROADM)的引入，大大增强了光传送网的组网能力，改变了基于SDH VC-12/VC-4调度带宽和WDM点到点提供大容量传送带宽的现状。前向纠错(FEC)技术的采用，显著增加了光层传输的距离。另外，OTN将提供更为灵活的基于电层和光层的业务保护功能，如基于ODUk层的光子网连接保护(SNCP)和共享环网保护、基于光层的光通道或复用段保护等，但共享环网技术尚未标准化。
三、OTN 技术的应用
从传送网业务驱动、OTN技术的完善程度、OTN设备的实现程度等方面来看，OTN目前已经具备了应用条件。首先，IP数据业务的的高速发展导致大带宽粒度传送与调度的需求增长非常迅速，基于VC-12/VC-4的带宽颗粒的适配与调度方式显然满足不了传送网业务对于大颗粒带宽的传送与调度需求。其次，从OTN技术的完善程度来看，ITU-T制定的系列标准经过近10年的修订，目前已经基本完善，只有个别细节问题有待解决。第三，从OTN设备的实现程度来看，目前的OTN设备已经基本支持了OTN技术的主要特征，如多速率映射与透明传送、大颗粒带宽的调度与处理、OTN帧结构的开销实现与处理、OTN的组网与保护等，同时实现了对于这些OTN技术特征的管理。因此，从设备实现上而言，OTN设备已经具备了应用的功能特征。
因此，现阶段可以在综合考虑其它非技术因素的基础上，大规模引入与应用OTN技术，以增强传送网络的传送能力与效率，适应客户信号的高速和动态发展。
1. OTN 智能传输管道的应用
在承载网方面，智能管道的概念也是由来已久，引入 PTN、OTN 和 ASON 的目标就是要改变以往刚性管道传输的旧理念，推动分组化、业务等级划分、带宽高利用率等。随着新技术在 OTN 组网架构中不断引入，OTN在传送网各个层面体现出智能化的趋势，在引入控制平面实现自动发现、保护恢复等智能功能之外，还在与数据设备联合组网方面实现传输管道智能化，识别业务，为不同的业务提供差异化服务。
分流IP直通业务：通过对IP骨干网络流量进行分析，发现在经过路由器的流量中大约有 50％以上属于“直通”中转流量，加重了路由器的负担，占用了昂贵的路由器线卡，造成了网络成本和设备功耗的快速增长，网络流量的整体处理效率较低。通过OTN设备对直通业务流进行旁路，降低路由器的处理压力，减少对路由器的需求，可使整个网络的 CAPEX 大量节省。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆另外 OTN 设备提供的灵活保护恢复机制可以有效解决IP网络电路故障问题，减少全部依赖路由器保护场景下的链路冗余要求，提高链路利用率，提高网络生存性同时降低了IP网络的建设成本。
对云计算业务的有效支撑：云计算是通过网络按需提供可动态伸缩的廉价计算服务，提供资源的网络被称为“云”，“云”中的资源在使用者看来是可以无限扩展的，并且可以随时获取，按需使用，随时扩展，按使用付费。云计算的基础是宽带资源：无处不在的宽带网络，解决海量信息的传送。云计算需要更高的宽带、更快的时延，更安全的保障，更低的成本，这需要一个扁平化的承载网络。 传送设备需要克服“大带宽”，正逐渐向“粗放型”方向发展，OTN 技术是其必然的选择，它本身对“跳数”不敏感，且可以通过“交叉调度”形成“虚拟光纤网络”，帮助实现网络的扁平化。 OTN 构造了一个带宽云的概念，打造一个动态、共享、超大容量、智能可靠的网络：通过 10G/40G/100G 技术构建了大带宽通道，T比特 OTN 交叉技术让全网共享这些大带宽通道，传输带宽脱离某个业务的捆绑，实现线路带宽的共享。引入控制平面技术让网络更加智能、简单、可靠，提供客户化的不同保护方式，保护和恢复相结合大幅提升可靠性，简化了维护。关键是在 OTN 组成的带宽云中，业务可在任何时间、任何地点接入，即插即用，在需要接入业务时，直接将接入点接入到带宽云网络中即可。
2.OTN 在城域网内的应用
在城域网 OTN 组网应用中，可直接或间接面向来自基站、集团客户、家庭宽带和 IPTV 业务的需求。在核心或汇聚层面引入 OTN 组网，首先可以解决光纤紧张问题，避免某些跳段光纤瓶颈而导致业务难以开通；其次跨地区的业务快速而可靠开通，无需考虑大量长距离熔纤、跳光缆、测距等工作；在端口适配方面，OTN 可把 GE 汇聚为 10GE 接口，有效解决部分 BRAS/SR 出 GE 端口，而 CR 出 10GE 端口的匹配问题。
此外通过 OTN 的物理层保护，可解决扁平化过程可能遇到业务安全问题。 OTN 设备提供频率和时间同步，参与时间同步的传递，可减少建设专用时间传送网络的投资，减少 BITS 和时间源设备的数量，减少光纤资源消耗。目前 OTN 设备正在逐步实现同步以太功能完成全网频率同步，并在此基础上，通过 OTN 带内开销或者带外光监控信道（OSC）传递时间同步，从而实现 OTN 和 PTN 组网环境下端到端的频率同步和时间同步。
基于OTN的智能光网络将为大颗粒宽带业务的传送提供非常理想的解决方案。传送网主要由省际干线传送网、省内干线传送网、城域(本地)传送网构成，而城域(本地)传送网可进一步分为核心层、汇聚层和接入层。相对SDH而言，OTN技术的最大优势就是提供大颗粒带宽的调度与传送，因此，在不同的网络层面是否采用OTN技术，取决于主要调度业务带宽颗粒的大小。按照网络现状，省际干线传送网、省内干线传送网以及城域(本地)传送网的核心层调度的主要颗粒一般在Gb/s及以上，因此，这些层面均可优先采用优势和扩展性更好的OTN技术来构建。对于城域(本地)传送网的汇聚与接入层面，当主要调度颗粒达到Gb/s量级，亦可优先采用OTN技术构建。
四、OTN的选择
1.OTN应用功能选择
OTN技术的典型应用功能目前可分为如下3种：OTN接口、ODUk交叉和波长交叉。不同的网络层面应根据不同的业务特征而选择不同的OTN功能。
首先，在城域传送网核心层层面，由于节点调度与处理要求中等，网络规模较小但调度需求较大，一般选择ODUk交叉和波长交叉或者ODUk和波长混合交叉功能，同时提供对于OTN接口功能的支持。第二，在省内干线层面，由于节点调度与处理要求较大，网络规模和调度需求较大，一般选择波长交叉或者仅选择OTN接口功能。第三，在省级干线层面，由于节点调度与处理要求很大，网络规模大，但调度需求一般，一般选择OTN接口功能，特殊需求可局部选择波长交叉功能。
2.设备类型选择
目前除了支持G.709接口的OTN设备（传统WDM节点）之外，基于光交叉的OTN设备（ROADM）和基于电（ODUk）交叉或者基于光电混合交叉的OTN设备均已成熟。作为OTN技术的基本特征，除了强大的维护管理功能之外，主要是基于不同类型的OTN设备支持多种的组网方式和保护功能。基于光交叉的ROADM设备的主要优势是基于波长调度，子网内部全光操作，省去了O-E-O功能单元。目前最大的容量可达到8到9个维度，单维度支持80波长，有效地实现了在增加组网灵活性的同时降低光电变换的组网成本的目标，但组网半径和物理参数限制等因素在一定程度上妨碍了ROADM在大范围和传输线路复杂环境下的组网应用。基于电（ODUk）交叉的OTN设备支持波长和子波长粒度的调度，但有限的调度容量限制了其在大容量节点组网中的应用。同时支持光电混合调度的OTN设备可以在一定程度上解决上述这些缺陷，但在实际组网应用中，同时支持光电混合调度的OTN设备也并不是任何场景都适用。对于仅需固定提供大容量传送带宽的应用场景，基于点到点的OTN传送设备依然是最佳选择。因此，选择何种设备类型，应根据其应用的网络层面、业务传送需求和实际组网成本等多方因素综合选择，同时可采用分域的方式解决组网的一些限制因素。
五、结束语：
随着业务高速发展的强力驱动和OTN技术及实现的日益成熟，OTN技术已开始应用于用网络。在美国和欧洲，比较大的网络运营商如Verizon、德国电信等都已经建立了G.709 OTN网络，作为新一代的传送平台。预计在未来几年内，OTN将继续迎来大规模的发展。
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论文作者:李东华
论文发表刊物:《基层建设》2016年36期
论文发表时间:2017/3/29
标签：波长论文; 业务论文; 网络论文; 带宽论文; 技术论文; 设备论文; 颗粒论文; 《基层建设》2016年36期论文;