OTN设备组网和应用课件.ppt
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1、OTN设备组网与应用,李文耀,内容提要,OTN概念OTN帧结构与复用OTN设备OTN组网OTN的保护与恢复,OTN(光传送网),OTN(光传送网,Optical Transport Network),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 为G.872、G.709、G.798 等一系列ITU-T 建议所规范的新一代光传送体系,通过ROADM 技术、OTH 技术、G.709封装和控制平面的引入,将解决传统WDM 网络无波长/子波长业务调度能力、组网能力弱、保护能力弱等问题。可以说OTN 将是未来最主要的光传送网技术,同时随着近几年ULH(超长跨距DWDM 技
2、术)的发展,使得DWDM 系统的无电中继传输距离达到了几千公里。ULH的发展与OTN 技术的发展相结合,将可以进一步扩大OTN 的组网能力,实现在长途干线中的OTN 子网部署,减少OTN 子网之间的O/E/O 连接,提高DWDM 系统的传输效率。,ROADM,ROADM 是相对于DWDM 中的固定配置OADM 而言,其采用可配置的光器件,从而可以方便的实现OTN 节点中任意波长、波长组的上下、阻断和直通配置。根据组网能力的不同,ROADM 主要分为二维(支持两个主光线路方向)和多维(支持3个以上的主光线路方向)模式。采用ROADM 设备可以组成大规模的PXC(光子交叉)设备,从而完成OTN 中
3、的光层波长交叉功能,最大可支持8 个主光线路方向。而且交叉过程全部在光层上进行,没有O/E/O 转换,所以设备成本较低。,OTH(光传送系列),一般来说,OTH 设备主要指具备波长级电交叉能力的OTN 设备,其主要完成电层的波长交叉和调度。交叉的业务颗粒为ODUk(光通道数据单元),速率可以是ODU1(2.5Gb/s)、ODU2(10Gb/s)和ODU3(40Gb/s)。,G.709 封装与复用,G.709 是ITU-T 为了满足OTN 设备基于波长的业务调度和端到端管理而定义的封装协议,定义了OTN 光通道层的帧结构和各个层网络(传送网可分为光传输段OTS层、光复用段OMS 层和光通道OCh
4、 层)的开销功能;并且定义了客户业务到OTN的映射处理方式。,OTN 子层,G.872 将OTN 划分为OCh、OMS、OTS 三层,三层分别与SONET/SDH 的通道、线路和段子层的结构和概念类似,OTN子层数据结构,G.872 同时将OCh 层又划分为OPU(光通道信道净荷单元)、ODU(光通道数据单元)、OTU(光通道传输单元)3 个子层,OPU 用以映射客户信号及相应的开销;ODU 用于净荷单元的通道层连接;OTU 用于段层连接的性能监测和传输的误码纠错。,OTUk 帧结构,业务净荷经过了OPUk、ODUk、OTUk 三层封装最终形成了OTUk单元,而OTUk(K=1、2、3)的帧结
5、构由G.709 定义,OTU1、OTU2 和OTU3 的速率分别约为2.5Gbit/s、10Gbit/s、40Gbit/s。OTUk 帧采用标准4 行4 080 列帧格式。头部16 列为开销字节,尾部255 列为FEC 校验字节,中间3 808 列为净荷。头部开销字节的第一行17 列为帧定位字节,814 字节为OTUk 开销字节,第24 行114 列为ODUk 开销字节,第15、16 列为OPUk 开销字节。对于不同速率的OTUk 信号,即OTU1、OTU2 和OTU3 具有相同的帧长,即都是44080 个字节,但每帧的周期是不同的,这跟SDH 的STM-N 帧不同。SDH STM-N帧周期均
6、为125us,不同速率的信号其帧长是不同的。,OTUk 帧结构,OTUk 帧结构,光通道净荷单元(OPUk)OPUk 包括客户信号净荷和将客户信号映射到净荷单元所需要的开销。任意类型的客户信号都可封装到净荷单元,最常见的如SDH/SONET、ATM、以太网、IP 等。光通道数据单元(ODUk)ODUk 包括OPUk 和提供通道层连接监控功能的相关开销。其中PM 开销和TCMi(i=16)开销通常用于故障监测。光通道传输单元(OTUk)OTUk 包括ODUk 和附加的FEC 及开销。OTUk 提供误码纠错和段层连接监控功能。,SM、PM、TCMi 开销定义,SM、PM、TCMi(i=16)开销通
7、常用于故障监测,SM、PM、TCMi 开销定义,TTI:路径踪迹标示SAPI:源接入点标示;DAPI:目的接入点标示。相关告警:TIM,踪迹失配指示,当接收的TTI 与期望值不一致时产生。BIP-8:bit 奇偶间插字节相关告警:SD,信号劣化。相关性能:CV,误码计数,当接收的BIP_8 与本地不一致时产生。BEI:后向误码指示相关告警:BEI_SD,后向信号劣化。相关性能:BEI_CV,后向误码计数。IAE:输入定位错误相关性能:IAES,输入定位错误秒,当SM 的IAE 开销为1 或TCMi 的STAT为010 时产生。BIAE:后向输入定位错误相关性能:BIAES,后向输入定位错误秒,
8、当BIAE 开销为1011 时产生。BDI:后向缺陷指示相关告警:BDI,后向缺陷指示,当BDI 开销为1 时产生。STAT:PM 和TCMi 的状态字节相关告警1:ODUK_AIS,告警指示信号。当接收的STAT 开销为111 时产生该告警。相关告警2:ODUK_OCI,连接断开指示。当接收的STAT 为开销110 时产生该告警。相关告警3:ODUK_LCK,连接锁定指示。当接收的STAT 开销为101 时产生该告警。相关告警4:LTC,串型连接丢失。当TCMi 的STAT 开销为000 时产生该告警。,OTN与SDH帧结构比较,从G.709 的帧结构可以看到,其帧格式与SDH 的帧格式相类
9、似,同样是通过引入大量的开销字节来实现基于波长的端到端业务调度管理和维护功能。业务净荷经过了OPU、ODU、OTU 三层封装最终形成了OTUk 单元,在OTN 系统中,以OTUk 为颗粒在OTS 中传送,而在OTN 的O/E/O 交叉时,则以ODUk 为单位进行波长级调度。相比与SDH 帧结构,G.709 的帧结构要更为简单,同时开销更少。由于不需要解析到净荷单元,所以OTN 系统可以较容易的实现基于ODUk 的交叉。同时我们看到,OTUk 的开销中有一大部分是FEC 部分,通过引入FEC,OTN 系统可以支持更长的距离和更低的OSNR 的应用,从而进一步提升网络生存能力和数据业务的QOS。,
10、OTM 定义,OTN 中客户信号的传送最终是通过OTM(光传输模块)来实现的。OTM 是跨越ONNI(光网络节点接口)而传输的信息结构,用OTM-n.m 表示。其中n 为复用到OTM 的光通道数,目前ITU-T 定义的最大n 值为16;m 表示该接口所支持的比特率,可以为1、2 和3,分别表示2.5Gb/s、10Gb/s 和40Gb/s 左右的客户信号速率。,OTM 映射及复用结构,OTM 的形成也必须通过光通道层(OCh)、光复用段(OMS)层和光传输段(OTS)层这3 个阶段。OTM 的映射和复用结构中客户信号映射到光通道净荷单元OPU1,加上OPU1 开销,便构成OPU1,OPU1 加上
11、ODU1 通道开销,便构成ODU1。ODU1和SDH 中的虚容器一样,是可以在网络中传送的、不可分割的单元,只有到达目的地后才能取出净荷。OTM 对信号的复用方式有波分复用和时分复用两种如果ODU1 直接通过一个波长来传输,就要加上串联连接监视(TCM)开销和前向纠错(FEC)开销,形成光传输单元OTU1,再将OTU1 加载到某个波长上,通过波分复用,就形成了OTM。如果ODU1 不直接通过一个波长来传输,则可以通过时分复用后形成光通道数据支路单元组ODTUG2 或ODTUG3,再送到相应等级的OPUk 中传输,OTM 映射及复用结构,ODUk 的时分复用-几种可能的复用结构,ODU1到ODU
12、2的复用最多4 个ODU1信号通过时分复用到ODTUG2中,ODTUG2再被映射到OPU2 中。4 个ODU1 到OPU2 的复用 ODU1 信号加上调整开销(JOH)异步映射到ODTU12,4个ODTU12 信号通过时分复用进入到ODTUG2,之后信号被映射到OPU2。ODU1 和ODU2 到ODU3 的复用j(j4)个ODU2 和4j16 个ODU1 的混合信号可以通过时分复用的方式加载到ODTUG3 中,然后ODTUG3 再映射到OPU3 中。具体为ODU1 信号加上帧定位开销,然后使用调整开销异步映射到ODTU13,ODU2信号加上帧定位开销后,也异步映射到ODTU23。这样,x 个O
13、DTU23(0 x4)信号和4x16 个ODTU13 信号就被时分复用到了ODTUG3,然后信号再映射到OPU3。,设备总体框图,设备组成,三个平面:传送平面、管理平面和控制平面控制平面负责搜集路由信息,并计算出业务的具体路由传送平面按照计算出的路由完成业务的端到端传送管理平面提供对传送平面、控制平面的管理功能以及图形化的业务配置界面,同时完成所有平面间的协调和配合三个平面协同工作,共同实现智能化的业务传送,三个平面的功能,传送平面是产品的主体,传送平面可分为电层和光层,电层包括支路接口单元、电交叉单元、线路接口单元和光转发单元,主要完成子波长业务的交叉调度,而光层包括光分插复用单元(或光合波
14、和分波单元)及光放大单元,主要完成波长级业务的交叉调度和传送,电层和光层共同完成端到端的业务传送。管理平面的实体即OTNM2000 网管系统,能够完成M.3010 中定义的管理功能,包括性能管理、故障管理、配置管理、安全管理等。本产品支持控制平面的加载,控制平面对应实体即具备控制平面功能的相关机盘。通过加载控制平面FONST 3000 将能够实现资源的自动发现、自动端到端的业务配置,并能提供不同等级的QoS 保证,使业务的建立变得灵活而便捷,由其构建的网络即基于OTN 的智能光网络(ASON)。,功能特点,优良的可扩展性良好的稳定性高度的可靠性强大的可维护性,优良的可扩展性,具有48 波/96
15、 波/192 波平滑升级能力,单波长最大支持40Gb/s 速率,C波段最大容量可达3.84Tb/s;支持灵活的业务承载,如STM-1/4/16/64/256、GE/10GE/40GE 和SAN(存储区域网络)等多种业务,同时支持面向未来的业务扩展。具备360G 的子波长业务交叉调度能力(可升级至T 比特级交叉)以及灵活的单波长TMUX 功能,极大提升了业务承载和调度的灵活性,并具有更高效的带宽利用率。可配置为功能强大的ROADM,支持用户网络平滑升级,单节点最大可支持8 维组网。通过加载控制平面,将能够实现资源的自动发现、自动端到端的业务指配功能,并能根据客户需求提供差异化的业务等级划分。,良
16、好的稳定性,支持普通FEC 编码、超强FEC 编码、RZ 调制、ODB/SDPSK调制等多种技术,大大提升系统设计余量,支持超长距离和超长跨距段传送能力。基于线路和单波长的功率、色散、OSNR(光信噪比)等指标的监测和自适应调整技术保证系统的长期稳定运行。,高度的可靠性,提供光层的光通道、光复用段的1+1 以及光线路的1:1 保护,同时提供电层基于通道(1+1、m:n、环网)和ODUk(1+1、m:n、环网)等多种业务保护方式,链形、环形和网格形网络均可灵活选择保护方式,保证了网络的安全性、可靠性。还支持各种设备级的冗余备份,如电源、网元管理单元和电交叉单元。智能风扇单元的各子风扇互为备份,并
17、可独立维护,保证在单个子风扇维护时系统仍具备正常的工作温度。,强大的可维护性,支持对光功率、OSNR、误码率等性能参数进行统计分析、生成报表并自动优化具有通道光功率和线路光功率的自动监测和调整、定位故障到单盘或光缆段的智能维护能力,并提供单盘的自动发现功能,使运营和维护的工作量大大降低支持标准的G.709 接口,波长业务提供丰富的OTN 开销字节在传统OSC 的基础上,还支持基于单波长的ESC 监控通路,这将大大解决传统WDM 业务网络保护能力差、网管监控弱的问题。,OTN 相关标准,G.805:传送网通用功能构架,可适用于SDH、OTN。G.806:传送设备特性描述方法和一般功能,可适用于S
18、DH、OTN。G.872:定义3 层网络,包含OCh、OMS、OTS,并描述了各个层网络的功能。另外,将OCh 层划分为3 个子层,包含OTU、ODU、OPU。G.798:规定了OTN 的每个原子功能模块,各个层网络的处理,包含客户/服务层的适配功能、层网络的终结功能、连接功能。G.709:定义了OTN 帧结构和各个层网络的开销功能;定义了客户业务到OTN的映射处理,包含虚级连映射和OTN 的复用处理。G.7710:通用设备管理功能需求,适用于SDH、OTN。G.874:OTN 网络管理信息模型和功能需求,基于G.7710 所描述的OTN 特有的五大管理功能(FCAPS)。G.808.1:通用
19、保护倒换(linear),适用于SDH、OTN。G.873.1:OTN 领域线性(linear)ODUk 保护的定义。OTN 物理层特性在G.959.1 及G.664 等中规定。另外还有部分建议正在制定中,如:G.808.2(通用保护倒换ring)。,产品定位,点到点组网,链形组网,ROADM,环形组网,ROADM,相交环组网,ROADM,网状组网,ROADM,产品功能,交叉调度能力传输容量传输距离业务接入能力管理和辅助接口保护能力网管监控,交叉调度能力,提供光层波长级、电层子波长级业务的混合调度能力在光层提供FOADM、ROADM 两种波长调度方式FOADM即传统波长调度方案,仅能从固定端口
20、输入/出固定波长ROADM作为动态波长调度方案,基于WSS(波长选择开关)方式,可通过网管设置从固定端口输入/出单波长或波长组,并能提供8 个方向的多维调度,使业务的快速开通、远程调度以及WDM 的网状组网成为可能。在电层提供360G 的交叉调度能力,采用严格无阻塞交叉矩阵,支持广播功能。在电层调度能力可升级至1.44Tb/s,并支持基于VLAN 的二层交换功能。,传输容量,本产品可实现C 波段192 波的接入可配置成40 波/48 波10Gb/s、80 波/96 波10Gb/s、160 波/192 波10Gb/s 系统96 波以下系统支持波道速率由10Gb/s平滑升级至40Gb/s,使C 波
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