OTN技术与应用.ppt
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1、光传送网-OTN 技术与应用,内容提要,OTN的提出OTN的定义与特点OTN的技术特色OTN的分层结构OTN的帧结构OTN的设备OTN组网与应用OTN应用探讨OTN发展趋势,All IP转型对传送网的挑战,Backbone,面向All IP业务的传送网,Metro,对传送网的需求业务宽带化大流量业务的调度和传递流量突发性动态带宽调整接口种类减少简化承载网,提高承载效率网络智能化业务感知能力网络安全性电信级的OAM和可靠性利润最大化降低CAPEX/OPEX,骨干网,为什么出现OTN?,承载网面临的挑战及变革,IP+光?,IP+光逻物比问题,IP+光管理问题,ROADM?,传送网需要什么,谁能满足
2、?,OTN的提出,光传送网面向IP业务、适配IP业务的传送需求已经成为光通信下一步发展的一个重要议题。光传送网从多种角度和多个方面提供了解决方案,在兼容现有技术的前提下,由于SDH设备大量应用,为了解决数据业务的处理和传送,在SDH技术的基础上研发了MSTP设备,并已经在网络中大量应用,很好地兼容了现有技术,同时也满足了数据业务的传送功能。但是随着数据业务颗粒的增大和对处理能力更细化的要求,业务对传送网提出了两方面的需求:一方面传送网要提供大的管道,这时广义的OTN技术(在电域为OTH,在光域为ROADM)提供了新的解决方案,它解决了SDH基于VC-12/VC4的交叉颗粒偏小、调度较复杂、不适
3、应大颗粒业务传送需求的问题,也部分克服了WDM系统故障定位困难,以点到点连接为主的组网方式,组网能力较弱,能够提供的网络生存性手段和能力较弱等缺点;另一方面业务对光传送网提出了更加细致的处理要求,业界也提出了分组传送网的解决方案,目前涉及的主要技术包括T-MPLS和PBB-TE等。,OTN网络应用前景,目前城域广泛存在的GE接口和未来将大量使用10GE接口的处理成为OTN发展的重要机遇由于OTN处理的是大颗粒,而不需处理类似VC-4/12细微颗粒,理论上OTN可以做更大的交换容量OTN网络增加智能ASON/GMPLS特性可以提供不同等级的QoS保证,在MESH网络中可以有效降低保护成本,内容提
4、要,OTN的提出OTN的定义与特点OTN的技术特色OTN的分层结构OTN的帧结构OTN的设备OTN组网与应用OTN应用探讨OTN发展趋势,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”。OTN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。,什么是OTN?,基于OTH的光传送网,G.709 OTN:OTN继承了SDH和WDM技术的主要优势,采用了大带宽颗粒调
5、度、多级串联连接监视(TCM)、光层组网等更多的新型功能,满足大带宽业务传送与调度需求OTN的四类设备类型:OTN OTM(支持G.709帧结构的WDM)、OTH(ODUk的交叉)、ROADM、OTH+ROADM,OTN网络范畴,OTN电层网络,主要优势 支持比SDH更加强大的维护管理能力 支持大颗粒业务的交叉和传送(ODU1ODU3)组网不受传送距离限制,支持灵活组网、调度和保护恢复能力 综合了SDH和WDM的优势 关键不足 不适合小颗粒容量业务调度,目前调度业务量不能过大 技术需要进一步完善,如环网保护技术、恢复技术等,需要解决的问题更大的交叉容量ODU2/ODU3交叉GE/10GE/40
6、GE/100GE等业务高效透明传送保护恢复功能完善智能控制层面引入等,OTN光层网络,OTN带宽颗粒,OTN关键特点(1),网络范畴的扩展 OTN范畴包含了光层网络和电层网络 大颗粒的复用、交换和配置 ODU1/ODU2(e)/ODU3以及波长颗粒 多层嵌套的串联连接监视(TCM)功能 TCM1 TCM6 前向纠错(FEC)支持能力 G.709 FEC,增强型FEC,OTN关键特点(2),OTN技术的优点,大颗粒业务高效复用和调度多种业务的透明传输丰富的开销管理更远的传输距离支持控制平面的加载标准化的技术体制,OTN与SDH传送网的主要区别,OTN与SDH传送网主要的差异在于复用技术不同,但在
7、很多方面又很相似,例如,都是面向连接的物理网络,网络上层的管理和生存性策略也大同小异。由于DWDM技术独立于具体的业务,同一根光纤的不同波长上接口速率和数据格式相互独立,使得运营商可以在一个OTN上支持多种业务。OTN可以保持与现有SDH网络的兼容性。SDH系统只能管理一根光纤中的单波长传输,而OTN系统既能管理单波长,也能管理每根光纤中的所有波长。,OTN vs SDH,OTN 规定了类似于SDH的复杂帧结构OTN 有着丰富的开销字节用于OAM,与SDH类似OTN 设备具备和SDH类似的特性,支持子速率业务的映射、复用和交叉连接、虚级联优势:更加适合于任意客户业务包含SDH、ATM、Ethe
8、rnet、SAN、Video业务适配 OTN采用异步映射、异步复用,不需要系统全网同步,消除了由于同步带来的限制 更适合GE 和10GE 的处理,内容提要,OTN的提出OTN的定义与特点OTN的技术特色OTN的分层结构OTN的帧结构OTN的设备OTN组网与应用OTN应用探讨OTN发展趋势,子速率复用,10GE LAN映射,OTN为子波长传送提供完美的解决方案,OTN实现全程可控的业务调度,OTN提供灵活的带宽管理能力,串联连接监视(TCM),内容提要,OTN的提出OTN的定义与特点OTN的技术特色OTN的分层结构OTN的帧结构OTN的设备OTN组网与应用OTN应用探讨OTN发展趋势,123,3
9、,2,1 2,3,1,3,2,1,1 2 3,123,123,1,2,1 2,1,2,OADM,WC,WR,ODXC,OP,OS,123,All Optical layer,O/E layer,SMDSHSCSFRATM/IPBA,E1E3STM-N,STM-1STM-4STM-16STM-64,Circuit layer,ISDNVoiceData,Broadcastpathmultimedia,DSUCSUPBX,OTN layer Architecture,SDH传送网和光传送网的分层结构,OTN的分层结构(1),ITU-T G.872定义了OTN的分层结构;G.709 则定义了OTN网
10、络的接口、比特率和映射结构;G.798定义了OTN设备功能需求作为SDH之后的下一代的数字传送体系,满足更大颗粒,更大带宽的Multi-play业务的传送需求作为前所未有的光传送体系,OTN将替代传统的WDM,构建真正的多波长光网络,构成端到端智能光联网,OTN的分层结构(2),OTN Layer Networks&Client Signals,Three new layer networks:one Gbit/s path layerOChtwo section layersOMSnOTSnsingle channel section layer:OPS0Client signals:IP/
11、MPLSATMEthernetSTM-N,Optical Multiplex Section(OMSn)layer network,OTN很重要的一个设计目标就是要将类似SDH网络中基于单波长的OMAP(Operations、Administration、Maintenance and Provision)功能引入到基于多波长复用技术的光网络中,OCh就是为实现这一目标而引入的。它负责为来自电复用段层的各种类型的客户信息选择路由、分配波长,为灵活的网络选路安排光信道连接,处理光信道开销,提供光信道层的检测、管理功能,并在故障发生时,它还支持端到端的光信道(以波长为基本交换单元)连接,在网络发生
12、故障时,执行重选路由或进行保护切换。,光信道层,光复用段层是保证相邻的两个DWDM设备之间的DWDM信号的完整传输的,为波长复用信号提供网络功能。该段层功能主要包括:为支持灵活的多波长网络选路重新配置光复用段功能;为保证DWDM光复用段适配信息的完整性进行光复用段开销的处理;光复用段的运行、检测、管理等功能。,光复用段层,光传输层为光信号在不同类型的光纤介质上(如 G.652、G.655等)提供传输功能,同时实现对光放大器和光再生中继器的检测和控制等功能。例如,通常会涉及功率均衡问题、EDFA增益控制、色散的积累和补偿等问题。,光传输层,光传送网各层间的关系,OCh层为来自电层的各类业务信号提
13、供以波长为单位的端到端的连接;OMS层实现多个OCh层信号的复用、解复用;OTS层解决光信号在特定光介质上的物理传输问题,各层之间形成Client/Server形式的服务关系。一个OCh层由多个OMS层组成,一个OMS层又由多个OTS层组成。底层出现故障,相应的上层必然会受到影响。,OTN Layer Network Trails,Example of OTSn,OMSn,OCh,OTUk,ODUk,OPS0 trailsTransport of STM-N signal via OTM-0,OTM-n and STM-N lines,DXC,3R,3R,3R,Client,Client,3R
14、,DXC,OTM-0,OTM-n,STM-N,ODXC,OCADM,LT,R,R,LT,LT Line Terminal w/optical channel multiplexing,OCADM Optical Channel Add/Drop Multiplexer,ODXC ODU Cross-Connect,3R O/E/O w/Reamplification,Reshaping&Retiming and monitoring,R Repeater,内容提要,OTN的提出OTN的定义与特点OTN的技术特色OTN的分层结构OTN的帧结构OTN的设备OTN组网与应用OTN应用探讨OTN发展趋
15、势,OTN Interfaces,User to Network Interface(UNI)Network Node Interface(NNI)Inter Domain Interface(IrDI)Intra Domain Interface(IaDI)between equipment of different vendors(IrVI)within subnetwork of one vendor(IaVI),Network Operator B,Vendor X,Vendor Y,Network,Operator,C,USER,A,Proprietary elements:OTM-
16、n.m optical parametersnumber of wavelengthsbit rates of wavelengthssupervisory channelOTUkVFECframe formatODUk mapping,OTN节点接口的结构,ITU-T G.709中定义了OTN的NNI接口、帧结构、开销字节、复用以及净负荷的映射方式。为了在OTN中实现灵活的OMAP,OTN专门引入了一个OCh层,在该层采用数据封包(Digital Wrapper)技术将每个波长包装成一个数字信封,每个数字信封由三部分组成。,数字封包技术,光信道的数字封包,开销部分(Overhead):位于信
17、封头部,装载开销字节。利用开销字节,OTN节点可以通过网络传送和转发管理、控制信息、执行性能监视,以及其他可能的基于每波长的网络管理功能。FEC部分:位于信封尾部,装载前向差错校正码FEC(Forward Error Correction),FEC部分执行差错的检测和校正,与SDH采用的BIP-8(Bit Interleaved Parity)错误监视机制不同,FEC有校正错误的能力,这使得运营商可以为支持不同级别的SLA(Service Level Agreement)。通过最大限度地减少差错,FEC在扩展光段的距离、提高传输速率方面扮演了关键的角色。净负荷部分:位于Header和Trail
18、er之间,它承载现有的各种网络协议数据包,而无需改变它们,因此OTN是独立于协议的。,光信道的数字封包组成,OTN中的帧被称为光信道传送单元(OTU:Optical Channel Transport Unit),它是通过数字封包技术向客户信号加入开销OH(Overhead)和FEC部分形成的。在G.709中,定义了三种不同速率的OTU-k(k=1,2,3)帧结构,速率依次为2.5 Gb/s、10 Gb/s、40 Gb/s。,OTN的帧结构,OTN 客户信号的映射,(1)客户信号加上OPU-OH形成OPU(Optical Channel Payload Unit)。(2)OPU加上ODU-OH
19、后形成ODU(Optical Channel Data Unit)。(3)FAS(Frame Alignment Signal)、OTU-OH、FEC加入ODU形成OTU。最后再加上OCh层非随路的开销(通过OSC传送),完成OTU到OCh层的映射,并将其调制到一个光信道载波上传输。,OTN客户信号的映射过程,(1)OPUk:由净负荷和开销组成,净负荷部分包含采用特定映射技术的客户信号,而开销部分则包含用于支持特定客户的适配信息,不同类型的客户都有自己特有的开销结构。(2)ODUk:除OPUk外,ODUk号包含多个开销字段,它们是PM(Path performance Monitoring)、
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