光传送网关键技术及应用.doc

光传送网关键技术及应用
随着传送网络承载的主要客户类型由语音转向数据的变化，基于光同步数字体系(SDH)以VC-12/VC-4为带宽调度颗粒结合点到点波分复用(WDM)多波长传输的网络结构面临着严峻挑战。首先是数据业务量大导致传送带宽颗粒产生的低效适配问题，如对于路由器的千兆比以太网(GE)或10GE接口，若采用目前典型结构来传送，则需要多个VC-12/VC-4通过连续级联或虚级联的方式来映射，适配和传送效率显著降低。其次是WDM网络的维护管理问题。目前的WDM网络主要检测SDH帧结构的B1字节和J0字节等开销[1]，对于信号在WDM网络传输中的性能和告警等功能检测较弱。最后是WDM网络的组网能力问题。WDM网络目前仅仅支持点到点或者环网拓扑，在光域基本没有或支持有限的组网能力。因此，针对这些需求，国际电联(ITU-T)基于光域数字处理尚不成熟的技术现状，从1998年左右开始提出了基于大颗粒带宽进行组网、调度和传送的新型技术——光传送网(OTN)的概念，同时持续对于相关标准进行了规范，截至到目前已经规范了网络结构[2]、网络接口[3]、设备功能接口[4]、管理模型[5]和抖动[6]等。OTN技术是综合了SDH和WDM优势并考虑了大颗粒传送和端到端维护等新需求而提出并实现的技术，相关规范同时涵盖了未来全光网的范畴，是光网络极有发展潜力的新型技术，将在后续的网络中逐渐引入与应用。
1光传送网的技术特征
OTN技术继承了SDH和WDM技术的诸多优势功能，同时也增加了新的技术特征。
(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，如SDH、异步转发模式(ATM)、以太网等。目前对于SDH和ATM可实现标准封装和透明传送，但对于以太网则支持有所差异。例如对于GE客户，OTN尚未规范具体的映射方式，各设备厂家采用不同的方式实现GE客户透传，导致客户业务无法互通，同时由于10GE接口的规范完成晚于OTN标准框架规范，OTN对于10GE的透明传送程度有所差异，目前ITU-T提出了2种标准方式和3种非标准方式[7]，解决了点到点透明传送10GE的问题。
(2)大颗粒带宽复用、交叉和配置
OTN目前定义的电域的带宽颗粒为光通路数据单元(ODUk,k=1,2,3)，即ODU1(2.5Gb/s)、ODU2(10Gb/s)以及ODU3(40Gb/s)，光域的带宽颗粒为波长，相对于SDH的VC-12/VC-4的处理颗粒，OTN复用、交叉和配置的颗粒明显要大很多，对高带宽客户业务的适配和传送效率显著提升。
(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OCh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，端到端和多个分段同时进行性能监视成为可能。
(4)增强了组网和保护能力
通过OTN帧结构和多维度可重构光分插复用器(ROADM)[8]的引入，大大增强了光传送网的组网能力，改变了目前WDM主要点到点提供传送带宽的现状。而采用前向纠错(FEC)技术，显著增加了光层传输的距离(如采用标准G.709的FEC编码，光信噪比(OSNR)容限可降低5dB左右，采用其他增强型FEC，光信噪比(OSNR)容限降低等多[9])。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，但目前共享环网技术尚未标准化。
(5)OTN支持多种设备类型
鉴于OTN技术的特点，目前OTN支持4种基本的设备类型[10]，即OTN终端型设备、基于电交叉功能的OTN设备、基于光交叉功能的OTN设备和基于光电混合交叉功能的OTN设备。目前大多数厂家支持的OTN产品主要以OTN终端设备和基于光交叉功能的OTN设备为主，基于电交叉功能和光电混合交叉功能的OTN设备也有部分提供，在具体应用时可根据实际需求综合考虑选择哪种或哪几种OTN设备。
(6)OTN目前不支持小带宽粒度
由于OTN技术最初的目的主要是考虑处理2.5Gb/s以及以上带宽粒度的客户信号，因此并没有考虑低于2.5Gb/s的客户信号。随着OTN客户需求的发展变化，基于更低带宽颗粒(如1.25Gb/s量级及以下)的需求出现，ITU-T也加大研究力度，目前正在根据各成员提案讨论如何规范具体的带宽粒度规格和参数，同时研究基于多种较小带宽颗粒的通用映射规程(GMP)。
2OTN关键技术及实现
OTN技术包括很多关键技术，主要有接口技术、组网技术、保护技术、传输技术、智能控制技术和管理功能等等。
2.1接口技术
OTN的接口技术主要包括物理接口和逻辑接口两部分，其中逻辑接口是最关键的部分