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[摘 要]本文主要对OTN传输技术的组网特点与组网策略进行了分析与探讨，以供同仁参考。
[关键词]OTN传输技术；组网特点；OTN和PTN联合组网策略
中图分类号：TN929.5 文献标识码：AO 文章编号：1009-914X（2016）16-0121-01
一、前言
OTN相对其他传送技术而言，组网与传输技术的优势更为明显。由于组网技术与传输技术相对独立，我们首先来看OTN组网技术的关键特征。OTN组网主要涉及三个方面：客户业务适配（接入）能力、业务调度能力和业务生存性提供能力等。随着OTN容器以及映射方式规范的逐步完成，目前OTN设备可以按照标准方式接入的绝大多数客户业务，如以太网业务，SDH业务，接入网以及专网业务等，同时对于未来可能出现的新型业务，OTN技术同样具备完善的接入能力（采用通用映射规程（GMP）、多种ODUk粒度等），因此OTN技术的客户业务适配能力日趋完善，具备未来新业务适配的可扩展能力。本文主要对OTN传输技术的组网特点与组网策略进行了分析与探讨，以供同仁参考。
二、OTN组网的特点
OTN组网的关键特点之一是为客户业务提供丰富的生存性机制，和调度能力类似。目前，OTN技术可以提供基于电层、光层、以及光电层混合的保护机制，
其中电层可以支持不同ODUk子层的保护恢复功能（如ODU1和ODU2等），包括基于ODUk子网连接保护，ODUk共享环网保护等；光层支持传统WDM技术的基本保护类型，包括光通道1+1保护、光通道共享保护等方式。另外，OTN技术还可以提供基于ODUk以及波长的智能恢复功能，该类特性将在下节的智能控制技术中进一步阐述。
从OTN传输技术角度来看，随着光通信系统传输速率的提升，色度色散（CD）、偏振模色散（PMD） ，非线性效应、光信噪比（OSNR）等均成为主要技术限制因素。而采用OTN帧结构、增强型前向纠错（FEC），新型传输码型（相位调制、偏振复用、相干检测等）可显著增加传输距离和提高传输速率，目前采用新型技术的商用系统传输速率已经达到Nx40Gbit/s （OTU3帧格式），主流传输设备商正在实验室研发的传输速率为Nx 100Gbit/s （OTU4帧格式），关键突破于电域的高速数字信号处理技术。
三、OTN和PTN联合组网策略
OTN和PTN这两种技术有着鲜明的特点，都是为了解决传统网络在业务IP化后出现的各种问题，只不过侧重点各有不同。
目前来看，国内主要研究的是OTN的电交叉，纯光交叉所支持的波长数较少，光通道的管理能力不足。SDH设备交叉颗粒较小影响了整体的交叉容量，并且缺乏高速光接口等缺陷导致了SDH设备不适合在大容量的骨干层应用。
IP业务有其固有的特点：突发性强、业务种类多和服务等级不同等，PTN设备则能很好地解决这些问题。PTN设备基于客户和业务的细化管理，为适应不同包长的业务调度，往往采用了较小的交换粒度，即交换容量相对较小。
结合OTN和PTN这两种技术特点，可以完好解决大容量调度和精细粒度调整的要求，为不同的业务实现较好的传送模式。核心层而的OTN作为透明的传送平台，为汇聚层或接入层的PTN提供传送通道，两者之间是服务层和客户层的关系。OTN和PTN作为新的技术形态，没有长时间大规模组网经验。我们研究的就是OTN+PTN的组网方式。在汇聚层采用PTN，在核心层采用OTN。骨干核心层的OTN设备提供物理线路接口，承载PTN分组业务，并映射到ODUk，以0-DUk为调度颗粒进行交叉。而汇聚层的分组业务经过本地的带宽管理和优先级调度后，以以太网或其他形式接口送往骨干层OTN设备，OTN设备将其封装到ODUk进行大颗粒的疏导和管理。PTN设备从ODUk解映射出业务后，按照小颗粒的分组调度，在分组网络内进行端到端的控制和传送。
OTN技术从木质上而言是TDM技术，而目前传送的主要业务为分组业务现在假设这样一种情况：OTN环布置在网络的核心层，PTN设备分布在汇聚层，组网模型如图1所示。
首先了解一下PTN的关键技术PWE3（端到端的伪线仿真），它是一种业务仿真机制，希望以尽量少的功能，按照给定业务的要求仿真线路。能够实现TDM，ATM，Ethernet等业务的统一承载。
G.709 OTN帧可以支持多种客户信号的映射，如SDH/SONET，ATM，ODU复用信号以及自定义速率数据流，这就使得G.709可以传送这些信号格式或以其为载体的更高层次的客户信号如以太网、MPLS，IP及视频信号等，从而使得不同应用的客户业务信号都可以统一到一个传送平台上。OTN定义的OPUk容器传输客户信号时不更改其任何净荷和开销信息，异步映射模式也保证了客户信号定时信息的透明。
以以太网为例来讨论PTN映射到OTN信道的适配问题。从PTN设备出来的以太网数据流适配到OTN必须完成数据的封装和复用，映射过程如图2所示。
①FE业务。OTN设备支持多个FE业务映射复用到ODU1/ODU2通道信号，可以选择的映射方式是：支持FE业务采用GFP-F/T封装映射到VC4，复用到STM-16/STM-64，再映射复用到ODU1/ODU2通道信号；支持FE业务采用GFP-F/T直接封装到OPU1支路时隙TS，再映射复用到ODU1/ODU2通道信号。
②GE业务。目前对于GE业务如何映射到OPU中的方式还没有统一的规定，每个厂家的映射方式也各不相同，大致分为两类：
方式一，通过GFP协议将GE业务映射到STM-N，之后再映射到OPU中，过程为：GE→GFP→VC4→BC→STM→64→OPU2→ODU2→OTU2
方式二，通过GFP协议将GE业务映射到OPU1/OPU2，比如：GE→GFP-F/T→OPU 1时隙→OPU1→O-DU1→OPU2→ODU2→OTU2。每个OPU1被等分为16个时隙，一个GE占用7个时隙，OPU1可以封装2个GE业务。GE→GFP-F/T→OPU2时隙、OPU2→0-DU2→OTU2。每个OPU2中封装8个GE业务。
第一种方式易于实现厂家之间的互通，从PTN出来的GE业务到OPU中需要SDH设备的支持，造成了成本的增加并且效率低下。第二种方式直接将从PTN出来的GE业务映射到OPU时隙中，减少了SDH这个中间环节，能够降低成本，提高效率。
四、结束语
总之，OTN技术为干线及城域核心层应用的主流技术。而PTN和OTN技术优势和特点各不相同，但通过灵活的调配，可以将两者有效地结合起来，在不同的网络层次上进行部署，充分地利用PTN的可靠性和灵活性以及OTN对大颗粒业务的调度能力，有效地支撑和保障各运营商业务的发展。
[关键词]OTN传输技术；组网特点；OTN和PTN联合组网策略
中图分类号：TN929.5 文献标识码：AO 文章编号：1009-914X（2016）16-0121-01
一、前言
OTN相对其他传送技术而言，组网与传输技术的优势更为明显。由于组网技术与传输技术相对独立，我们首先来看OTN组网技术的关键特征。OTN组网主要涉及三个方面：客户业务适配（接入）能力、业务调度能力和业务生存性提供能力等。随着OTN容器以及映射方式规范的逐步完成，目前OTN设备可以按照标准方式接入的绝大多数客户业务，如以太网业务，SDH业务，接入网以及专网业务等，同时对于未来可能出现的新型业务，OTN技术同样具备完善的接入能力（采用通用映射规程（GMP）、多种ODUk粒度等），因此OTN技术的客户业务适配能力日趋完善，具备未来新业务适配的可扩展能力。本文主要对OTN传输技术的组网特点与组网策略进行了分析与探讨，以供同仁参考。
二、OTN组网的特点
OTN组网的关键特点之一是为客户业务提供丰富的生存性机制，和调度能力类似。目前，OTN技术可以提供基于电层、光层、以及光电层混合的保护机制，
其中电层可以支持不同ODUk子层的保护恢复功能（如ODU1和ODU2等），包括基于ODUk子网连接保护，ODUk共享环网保护等；光层支持传统WDM技术的基本保护类型，包括光通道1+1保护、光通道共享保护等方式。另外，OTN技术还可以提供基于ODUk以及波长的智能恢复功能，该类特性将在下节的智能控制技术中进一步阐述。
从OTN传输技术角度来看，随着光通信系统传输速率的提升，色度色散（CD）、偏振模色散（PMD） ，非线性效应、光信噪比（OSNR）等均成为主要技术限制因素。而采用OTN帧结构、增强型前向纠错（FEC），新型传输码型（相位调制、偏振复用、相干检测等）可显著增加传输距离和提高传输速率，目前采用新型技术的商用系统传输速率已经达到Nx40Gbit/s （OTU3帧格式），主流传输设备商正在实验室研发的传输速率为Nx 100Gbit/s （OTU4帧格式），关键突破于电域的高速数字信号处理技术。
三、OTN和PTN联合组网策略
OTN和PTN这两种技术有着鲜明的特点，都是为了解决传统网络在业务IP化后出现的各种问题，只不过侧重点各有不同。
目前来看，国内主要研究的是OTN的电交叉，纯光交叉所支持的波长数较少，光通道的管理能力不足。SDH设备交叉颗粒较小影响了整体的交叉容量，并且缺乏高速光接口等缺陷导致了SDH设备不适合在大容量的骨干层应用。
IP业务有其固有的特点：突发性强、业务种类多和服务等级不同等，PTN设备则能很好地解决这些问题。PTN设备基于客户和业务的细化管理，为适应不同包长的业务调度，往往采用了较小的交换粒度，即交换容量相对较小。
结合OTN和PTN这两种技术特点，可以完好解决大容量调度和精细粒度调整的要求，为不同的业务实现较好的传送模式。核心层而的OTN作为透明的传送平台，为汇聚层或接入层的PTN提供传送通道，两者之间是服务层和客户层的关系。OTN和PTN作为新的技术形态，没有长时间大规模组网经验。我们研究的就是OTN+PTN的组网方式。在汇聚层采用PTN，在核心层采用OTN。骨干核心层的OTN设备提供物理线路接口，承载PTN分组业务，并映射到ODUk，以0-DUk为调度颗粒进行交叉。而汇聚层的分组业务经过本地的带宽管理和优先级调度后，以以太网或其他形式接口送往骨干层OTN设备，OTN设备将其封装到ODUk进行大颗粒的疏导和管理。PTN设备从ODUk解映射出业务后，按照小颗粒的分组调度，在分组网络内进行端到端的控制和传送。
OTN技术从木质上而言是TDM技术，而目前传送的主要业务为分组业务现在假设这样一种情况：OTN环布置在网络的核心层，PTN设备分布在汇聚层，组网模型如图1所示。
首先了解一下PTN的关键技术PWE3（端到端的伪线仿真），它是一种业务仿真机制，希望以尽量少的功能，按照给定业务的要求仿真线路。能够实现TDM，ATM，Ethernet等业务的统一承载。
G.709 OTN帧可以支持多种客户信号的映射，如SDH/SONET，ATM，ODU复用信号以及自定义速率数据流，这就使得G.709可以传送这些信号格式或以其为载体的更高层次的客户信号如以太网、MPLS，IP及视频信号等，从而使得不同应用的客户业务信号都可以统一到一个传送平台上。OTN定义的OPUk容器传输客户信号时不更改其任何净荷和开销信息，异步映射模式也保证了客户信号定时信息的透明。
以以太网为例来讨论PTN映射到OTN信道的适配问题。从PTN设备出来的以太网数据流适配到OTN必须完成数据的封装和复用，映射过程如图2所示。
①FE业务。OTN设备支持多个FE业务映射复用到ODU1/ODU2通道信号，可以选择的映射方式是：支持FE业务采用GFP-F/T封装映射到VC4，复用到STM-16/STM-64，再映射复用到ODU1/ODU2通道信号；支持FE业务采用GFP-F/T直接封装到OPU1支路时隙TS，再映射复用到ODU1/ODU2通道信号。
②GE业务。目前对于GE业务如何映射到OPU中的方式还没有统一的规定，每个厂家的映射方式也各不相同，大致分为两类：
方式一，通过GFP协议将GE业务映射到STM-N，之后再映射到OPU中，过程为：GE→GFP→VC4→BC→STM→64→OPU2→ODU2→OTU2
方式二，通过GFP协议将GE业务映射到OPU1/OPU2，比如：GE→GFP-F/T→OPU 1时隙→OPU1→O-DU1→OPU2→ODU2→OTU2。每个OPU1被等分为16个时隙，一个GE占用7个时隙，OPU1可以封装2个GE业务。GE→GFP-F/T→OPU2时隙、OPU2→0-DU2→OTU2。每个OPU2中封装8个GE业务。
第一种方式易于实现厂家之间的互通，从PTN出来的GE业务到OPU中需要SDH设备的支持，造成了成本的增加并且效率低下。第二种方式直接将从PTN出来的GE业务映射到OPU时隙中，减少了SDH这个中间环节，能够降低成本，提高效率。
四、结束语
总之，OTN技术为干线及城域核心层应用的主流技术。而PTN和OTN技术优势和特点各不相同，但通过灵活的调配，可以将两者有效地结合起来，在不同的网络层次上进行部署，充分地利用PTN的可靠性和灵活性以及OTN对大颗粒业务的调度能力，有效地支撑和保障各运营商业务的发展。