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光传送网关键技术及应用

时间:2008-08-14 13:45:10
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-T G.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(2.5 Gb/s)、ODU2(10 Gb/s)以及ODU3(40 Gb/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5 dB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2.5 Gb/s以及以上带宽粒度的客户信号,因此并没有考虑低于2.5 Gb/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1.25 Gb/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。对于物理接口而言,ITU-T G.959.1已规范了相应接口参数,而对于逻辑接口,ITU-T G.709规范了相应的不同电域子层面的开销字节,如光通路传送单元(OTUk)、ODUk(含光通路净荷单元(OPUk))等,以及光域的管理维护信号。其中OTUk相当于段层,ODUk相当于通道层,而ODUk又包含了可独立设置的6个串联连接监视开销。

在目前的OTN设备实现中,基于G.709的帧,电层的开销支持程度较好,一般均可实现大部分告警和性能等开销的查询与特定开销(含映射方式)的设置,而光域的维护信号由于具体实现方式未规范,目前支持程度较低。

2.2组网技术

OTN技术提供了OTN接口、ODUk交叉和波长交叉等功能,具备了在电域、光域或电域光域联合进行组网的能力,网络拓扑可为点到点、环网和网状网等。目前OTN设备典型的实现是在电域采用ODU1交叉或者光域采用波长交叉来实现,其中不同厂家当中采用电域或电域光域联合方式实现的较少,而采用光域方式实现的较多。目前电域的交叉容量较低,典型为320 Gb/s量级,光域的线路方向(维度)可支持到2~8个,单方向一般支持40×10 Gb/s的传送容量,后续可能出现更大容量的OTN设备。

2.3保护恢复技术

OTN在电域和光域可支持不同的保护恢复技术。电域支持基于ODUk的子网连接保护(SNCP)、环网共享保护等;光域支持光通道1+1保护(含基于子波长的1+1保护)、光通道共享保护和光复用段1+1保护等。另外基于控制平面的保护与恢复也同样适用于OTN网络。目前OTN设备的实现是电域支持SNCP和私有的环网共享保护,而光域主要支持光通道1+1保护(含基于子波长的1+1保护)、光通道共享保护等。另外,部分厂家的OTN设备在光域支持基于光通道的控制平面,也支持一定程度的保护与恢复功能。随着OTN技术的发展与逐步规模应用,以光通道和ODUk为调度颗粒基于控制平面的保护恢复技术将会逐渐完善实现和应用。

2.4传输技术

大容量、长距离的传输能力是光传送网络的基本特征,任何新型的光传送网络都必然不断采用革新的传输技术提升相应的传输能力,OTN技术也不例外。OTN除了采用带外的FEC技术显著地提升了传输距离之外,而目前已采用的新型调制编码(含强度调制、相位调制、强度和相位结合调制、调制结合偏振复用等)结合色散(含色度色散和偏振模色散)光域可调补偿、电域均衡等技术显著增加了OTN网络在高速(如40 Gb/s及以上)大容量配置下的组网距离。


    
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