OTN技术原理及相关标准-最完善版本（下） (1).ppt

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1、帧定位失效和误码检测连接检测净荷类型检测维护信号通讯通道,成帧后应该具备的基本维护管理功能：,电层技术-帧结构,在串行传输的0，1序列中，只有找到了帧头才能分清开销和净荷，也才能做其他的进一步处理在串行信号接收处理过程中，第一步是提取时钟，第二步就是帧定位根据帧结构的不同，帧定位的方法也不同SDH的定帧就是找到帧头的2个0 xf6和2个0 x28，并在经过一个帧周期后接着检测是否还是帧头，连续2ms都能在确定位置找到帧头时才能认为帧丢失告警消失传输设备一般用帧丢失告警指示当前是否找到了帧头，没有找到帧头就上报帧丢失告警,帧定位,电层技术-帧结构,SDH的B1,B2OTUk的BIP8，例如SM-

2、BIP8OTUk的FEC纠错前误码数，不可纠正的帧GE的8b/10b编码违例,误码检测,电层技术-帧结构,实现方法：检测连接标识符是否和期望值相符连接标示符的作用是给帧打上一个标签，用于识别不同的帧连接标识符的例子：SDH的J0，OTUk的TTI（Trail Trace Identifier）连接检测的用途：防止用户错连信号,连接检测,电层技术-帧结构,实现方法：检测净荷类型是否和期望值相符净荷类型的作用是标明帧中净荷的种类净荷类型的例子：OPUk的PT（Payload Type）净荷类型检测的用途：防止用户错连信号,净荷类型检测,电层技术-帧结构,实现方法：在帧中填入某种特殊的信息，破坏帧中

3、的净荷，使得帧无法正常传输净荷维护信号的种类：AIS信号，OCI信号，LCK信号维护信号的用途：表示当前能正常接收信号，但信号帧处于某种特殊状态，已无法正常传输净荷,维护信号,电层技术-帧结构,AIS（Alarm Inidation Signal）的用途：当帧处于失效状态时，使用AIS替代已失效的帧信号继续传输OCI（Open Connection Indication）的用途：表示因为没有配置连接而导致帧中没有正常的信号LCK（LoCKed defect）的用途：表示当前帧已经被锁定，即不允许用来正常传输数据，但仍旧能根据开销对帧进行各种检测。例如运行商正在对信号进行测试，此时不能给用户使用

4、，就可以设置帧进入LCK状态。LCK不是自动产生的，而是完全由人来设置是否生效,电层技术-帧结构,维护信号,OTN维护信号通过将ODUk帧中的大部分字节（下图中的黄色部分）设置为相同的固定字节而实现。由于净荷中也被填入了固定字节，所以此时无法传业务,OTN维护信号的格式,ODUk-AIS,ODUk-OCI,ODUk-LCK,电层技术-帧结构,OTUk的帧结构,OTUk bit rate:255/(239-k)*STM-N,ODUk bit rate:239/(239-k)*STM-N,电层技术-帧结构,电层技术-帧结构,OTUk的帧结构,OTUk-AIS，OTUk速率的PN-11码。PN-11

5、码是长度为2047位的一串固定的0，1序列。PN-11码中不会出现OTUk的帧头0 xf60 x28FAS开销，行1列1至行1列6固定为3个0 xf6个3个0 x28，这6个字节叫做FAS（Frame Alignment Signal）字节LOF告警，如果FAS字节中间的4个字节存在且每隔4080*4字节FAS中间的4个字节都会重复出现，则认为LOF告警消失；否则认为有LOF告警。判断LOF告警产生和消失要求2ms的确认时间MFAS开销：长度为1个字节，每发送一帧此字节的内容加1，当多个连续帧的相同开销组成一个较长的开销时需要和MFAS字节对齐，例如TTILOM告警：检测MFAS字节是否每帧加

6、1，如果不是则上报LOM告警，判断LOM告警产生和消失要求2ms的确认时间FEC开销，每行255字节，用于纠正传输中产生的误码。255个字节组成一个FEC单元，里面包含239字节的信息和16字节的FEC校验字节，FEC单元的最大纠错能力是8个字节，错误字节超过8个后无法纠正所有错误。FEC单元能够准确检测到最多16字节的错误，超过16个字节的错误无法准确统计,电层技术-帧结构,OTUk中用到的开销,BIP-8，长度一个字节，其值为前面第2帧中列15至列3824所有字节（OPUk帧中的所有内容）异或的结果，用于校验OPUk帧是否有误码,电层技术-帧结构,OTUk中用到的开销,正向和反向：正向和反

7、向是相对于同一个站点而言的。例如A和B为两个站点，A发出1个OTUk帧到B，B发出一个OTUk帧到A，对于一个站点来说，本站点的发送为正向，本站点的接收为反向。本站点发出去的OTUk帧中的反向开销都是根据本站点的接收OTUk帧的结果产生的，由于本站点的接收为反向，所以和接收OTUk有关的开销就叫做反向开销。OTN中现在定义的反向开销都是错误指示信息。对于用户来说，如果一个站点接收到反向错误指示，则说明本站点的接收到上一个站点的发送这一段传输路径是好的（否则应该接收到LOF），但本站点的发送方向出现了错误,电层技术-帧结构,OTUk中用到的开销,BEI（Backward Error Indica

8、iton），长度为4位，一般的合法取值为0000b-1000b，其值为反向误码数，即合法的反向误码数为0-8个，为非法值时认为反向误码数为0TTI，踪迹标识符，长度为64个字节。TTI在每帧中只占1个字节，连续64帧凑成64字节。TTI用来标示OTUk帧的起点和终点。TTI包括3个字段，SAPI标示源地址，DAPI标示目的地址，各占16字节，还有32字节的用户自定义信息BDI，反向失效指示，长度为1位，0表示无反向业务失效，1表示有反向业务失效。一般接收口的OTUk帧检测到LOF或LOM时对应发送口会插入BDI,电层技术-帧结构,OTUk中用到的开销,IAE，帧对齐错误，长度为1位（SM中）或

9、用STAT=010b(TCMi中)表示。帧对齐错误指发送的OTUk帧出现帧头间隔不是一个帧周期的现象。IAE一般用来屏蔽下游的误码检测，防止因为帧对齐错误导致下游误码检测不准BIAE，反向帧对齐错误，长度为1位（SM中）或用BEI=1011(TCMi中)表示，在接收检测到IAE时在发送自动插入BIAE。BIAE一般用来屏蔽下游的反向误码检测，防止出现检测错误STAT，PM和TCM有STAT，长度为3位，接收端口通过检测STAT判断当前处于哪种维护信号状态（AIS,LCK,OCI,LTC）,电层技术-帧结构,OTUk中用到的开销,GCC，共3组，每组2字节，用来传送网管信息JC，共5字节，业务装

10、入OPUk净荷部分时用来弥补业务速率和OPUk净荷之间的速率差，JC一般能调整正负20ppm的频差PT，1字节，用来指示净荷类型，定义如右表,电层技术-帧结构,OTUk中用到的开销,SM,PM和TCMi的开销结构,电层技术-帧结构,SM的范围：OTUk电再生时PM的范围：非OTUk信号转换到OTUk时产生，OTUk转换为非OTUk时终结TCM的范围：在整个PM范围内的一部分，起点和终点由用户决定。设置方法：发送口可设置运行或透传，接收口可设置运行、监测或透传,电层技术-帧结构,电层技术-复用,G.709规定的最小粒度光通道数据单元容量1.25G（1.244160 Gbit/s20ppm）200

11、9年10月定义的专门用于承载GE的单元到其他已有ODU的复用关系ODU1*2ODU2*8ODU3*32ODU4*80ODU0能承载的业务信号1GbESTM-1STM-4FC-100ODU0没有物理层对应信号ODU0只能复用到高速信号中传输,ODU0,电层技术-复用,能用来传送2.5G的信号ODU1=2.498775Gbit/sOTU1=2.666057Gbit/s能作为高阶ODU来承载ODU0逻辑上分为2*1.25G 支路单元（tributary slots）ODU0可以映射到1 TS之中去ODU1能承载的业务信号STS-48STM-16FC-200,ODU1,电层技术-复用,能用来传送10G

12、的信号ODU3=10.037273Gbit/sOTU3=10.709224Gbit/s能作为高阶ODU来承载ODU0、ODU1逻辑上分为8*1.25G 和4*2.5GODU0可以映射到1 TS之中去ODU1可以映射到2 1.25G TS或者1 2.5G TS之中去ODU flex 可以映射到1-8 1.25G TS之中去ODU2能承载的业务信号STS-192STM-64,ODU2,电层技术-复用,2009年10月新定义的专门用于承载10G信号的低阶ODU当物理层为OTU3/OTU4时，用于透明承载10G base-R是透明承载10G base-R和原有ODU体系妥协的产物G.sup43中仍然保

13、留了物理层接口OTU2eOPU4能够承载10 ODU2e可以映射进入到9 1.25G TS之中在ODU3中传输ODU2e能承载的业务信号10G base-RTranscoded FC-1200,ODU2e,电层技术-复用,能用来传送40G的信号ODU3=40.319218Gbit/sOTU3=43.018410Gbit/s能作为高阶ODU来承载其他低速ODU逻辑上分为32*1.25G TS/16*2.5G TSODU0可以映射到1 1.25G TS之中去ODU1可以映射到2 1.25G TS或者1 2.5G TS之中去ODU2可以映射到8 1.25G TS或者4 2.5G TS之中去ODU2e

14、可以映射到9 1.25G TS之中去ODU flex 可以映射到1-32个1.25G TS之中去ODU3能承载的业务信号STS-768STM-256Transcoded 40GBase-R,ODU3,电层技术-复用,2009年9月版本OTN中新增ODUODU1=104.794445Gbit/sOTU1=111.809973Gbit/s能作为高阶ODU来承载其他低速ODU逻辑上分为80*1.25G 支路单元ODU0可以映射到1 TS之中去ODU1可以映射到2 TS之中去ODU2可以映射到8 TS之中去ODU2e可以映射到9 TS之中去ODU3可以映射到32 TS之中去ODU flex 可以映射到

15、1-80 TS之中去ODU4能承载的业务信号100GBase-R,ODU4,电层技术-复用,新增加的速率等级包含两种不同的应用方式恒定速率ODU flex能够支持任何恒定速率的业务的接入CBR业务采用BMP方式映射进入ODU flex分组 ODU flex可以承载任意粒度的分组支路业务理论上讲粒度任意，但是应用中粒度喂1.25G TS的整数倍类似于VCAT,但是解决了VCAT的延迟问题，能够将业务采用单一的ODU传送，简化了设计,ODU flex1,电层技术-复用,ODU flex2,电层技术-复用,ODU flex3,电层技术-复用,类似SDH LCAS技术的ODUflex无损调整技术控制时

16、隙链路带宽变化：LCR协议控制ODUflex带宽变化：BWR协议,G.7044.1 之前为G.HAO,电层技术-复用,SDH LCAS技术的ODU flex无损调整(HAO)技术ODU flex连接中的所有的节点必须要支持HAO协议 ODU flex链路配置的修改必须通过管理或控制平面下发 在带宽增加时，先执行LCR协议，再执行BWR协议，最终完成ODU flex链路带宽增加的操作；在带宽减少时，先启动LCR协议发动减少命令，随后挂起，再执行BWR协议完成ODU flex链路的带宽减少操作，随后重新启动LCR协议，再完成时隙链路的减少。,G.7044.2,电层技术-复用,G.7044.3LCR

17、 protocol,电层技术-复用,G.7044.4BWR protocol,LO ODU(service)Service dependent bit rates:2.5 10.0 40.0Wavelength bit rate=Service bit rate*factor:2.7 10.7 43.0,LO ODU(service)Service dependent bit rates:2.5 10.0 40.0 10.4Wavelength bit rate=Service bit rate*factor:2.7 10.7 43.0 11.1,OTM-n#Wavelengths:1 16

18、32 40 80 other,Ethernet frames,MPLS packets,IP packets,8B/10B codewords,STM-16,STM-64,STM-256,(Flexible),WDM,Service driven wavelength set up,电层技术-复用,HO ODU与LO ODU,CBR2G5,OTU1,packet stream,GFP-F,CBR40G,packet stream,GFP-F,ODU3,Async/bsync,ODU2,x4,CBR10G,packet stream,GFP-F,ODU2,ODU3,x4,x16,OTU2,OTU

19、3,x3,ODU1,CBR10G3125,OTU2e,Bsync-7.1,Bsync-7.2,CBR10G3125,ODU2e,ODU1e,OTU2,G.709,G.sup43,Async/bsync,Async/bsync,电层技术-复用,电层技术-映射,异步映射(AMP)映射两端时钟不同频率差非常小，通常应用到SDH映射、OTN系统内部映射中比特同步映射(BMP)映射后信号，采用原始数据时钟前后频率完全同步，只应用到业务信号映射通用映射规程(GMP),电层技术-映射,客户信号映射 1,电层技术-映射,客户信号映射 2,电层技术-映射,LO ODU-HO ODU,电层技术-映射,通用映射(G

20、MP),AMP(异步映射)：本地时钟固定填充指针调整,GMP(通用映射)：Cn来记录ODU承载客户信号数量，并利用填充进行速率适配,电层技术-映射,通用映射(GMP),PSI,ODUk OH,OTUkOH,(M)FAS,1 7 8 14 15 16 17 3824,1234,Sigma-Delta算法：n*C8 mod 15232(OPU0)C8为数据，否则为填充,Cn,减少指示,增加指示,Byte1,Byte2,Byte3,采用SDH指针式的比特翻转以及CRC校验，防止Cn传输错误,电层技术-映射,电层技术-同步信号传送,根据运营商需求，OTN需要传送时钟信号SyncE 1588v2 for

21、 frequency1588v2 for time,电层技术-同步信号传送,电层技术-同步信号传送,电层技术-同步信号传送,OTN网络时钟信息透传,频率,时间相位,电层技术-同步信号传送,支持802.3通道化接口情况下的时钟透传方案,1.分层结构2.光层技术3.电层技术4.业务装载5.生存性6.性能监视,OTN技术,业务装载,SDH为9行270*N列的字节帧，N为SDH速率等级，例如STM-16的N=16。STM-1的速率为155.52Mbps，STM-N的速率等于N*155.52MbpsGE，FC，Escon等数据业务为8b/10b编码，相当于帧长为10位的帧10GE-LAN为64/66b编

22、码，相当于帧长为66b的帧OTUk为4行4080列的字节帧成帧的一个重要用途是能从串行数据中区分数据和开销,客户信号的帧格式,业务装载,常量比特率信号的映射,有两种方式将CBR2G5,CBR10G 或者CBR40G（比特速率20 ppm）映射到OPUk(k=1,2,3)，分别为：异步模式和比特同步模式。注：OPUk和用户数据的时钟同步需要为65 ppm；其中OPUk的时钟同步需要为20 ppm；用户数据的时钟同步需要为45 ppm。OPUk开销中包含3字节的JC字节，一个中调整机会字节PJO，一个负调整机会字节NJO和3字节保留字节RES，它们的位置如下图所示。,业务装载,业务装载,同步和异步

23、映射时JC,NJO,PJO内容定义,业务装载,将STM-16映射到OPU1，其中D为8BIT的存储单元。可以进行正负调整。,业务装载,将STM-64到OPU2其中D为8BIT的存储单元。可以进行正负调整。每行数据有16字节的FS(FIXED STUFF),业务装载,将STM-256到OPU3其中D为8BIT的存储单元。可以进行正负调整。每行数据有16 x 2 字节的FS(FIXED STUFF),业务装载,ATM映射到OPUk中的情况。由于OPUk的净荷区（15232字节）不是ATM信元（53字节）的整数倍，所以有的ATM信元必须跨越两个OPUk帧ATM信元内容（48字节）应该加绕后进行映射。

24、在解映射的过程必须解绕码。和ATM映射相关的OPUk开销包括PSI的PT和7个保留的字节(RES),业务装载,GFP映射入OPUk的情况如下图所示。GFP帧映射之前需要加绕码（一般GFP帧在封装时加入扰码）,业务装载,1.分层结构2.光层技术3.电层技术4.业务装载5.生存性6.性能监视,OTN技术,OTN组网技术-电层保护恢复,智能控制平面,基于ODUk传送平面,管理平面,ODUk SNCP保护ODUk共享环网保护,ODUk SNCP保护智能恢复保护结合恢复,OTN组网技术-光层保护恢复,智能控制平面,基于波长的传送平面,管理平面,波长通道保护波长共享环网保护,波长通道保护智能恢复保护结合恢

25、复,1+1保护,工作通路,保护通路,首端信号被永久桥接到工作通路和保护通路中传输；,尾端对两路信号质量进行监测，择优确定接收通路；,传输线路发生故障；,尾端监测到工作通路信号质量劣化；,切换到保护通路，中断业务恢复；,特点：（1）并发优收，单端倒换；（2）不需要首尾双方就保护过程进行协议通信，实施简单且倒换时间很短；（3）正常情况下保护通路也在同时传送业务，不能提供资源共享，造成带宽浪费。,1:1保护,工作通路,传输线路发生故障；,保护通路正常情况下传送低等级额外业务；,首尾双方交互APS控制信令；,保护通路,尾端监测到线路信号质量劣化；,特点：（1）选发选收，双端倒换；（2）附加了APS协议

26、开销的传送与处理过程，与1+1方式比较增加了倒换时间；（3）保护通路正常情况下可传送低等级的无保护额外业务，提高了网络利用率。,1:N保护,工作通路,保护通路,发生多路故障时，根据优先级判定应保护的工作业务；,特点：（1）N路工作业务共享1条保护通路，资源利用率较1:1方式为高；（2）发生多路故障时需要分析业务优先级；（3）当高优先级业务抢占保护资源后，将无法对低优先级的业务实施保护。,环网生存性演示方案,条件6节点自愈环网两条双向业务单一线路故障,目标演示各类环网在故障前后工作与业务路径的状态变化情况,E,C,B,A,F,D,F,C,B,D,E,A,二纤单向通道保护环(1+1)实例演示,正常

27、状态,节点 A,节点 D,节点 B,节点 C,节点 E,节点 F,组建六节点二纤自愈环网并分配工作和保护时隙配置双向业务通道连接A-DE-F,倒换状态,节点 A,节点 D,节点 B,节点 C,节点 E,节点 F,检测到通道信号接收质量劣化在通道终端位置实施保护倒换，恢复被中断的业务,二纤双向通道保护环实例演示,1:1 方式,正常状态,节点 A,节点 D,节点 B,节点 C,节点 E,节点 F,组建六节点二纤自愈环网并分配工作和保护时隙配置双向业务通道连接A-DE-F,倒换状态,节点 A,节点 D,节点 B,节点 C,节点 E,节点 F,检测到通道信号接收质量劣化在通道终端位置实施保护倒换，恢复

28、被中断的业务,二纤双向复用段共享保护环实例演示,正常状态,节点 A,节点 D,节点 B,节点 C,节点 E,节点 F,组建由外环和内环组成的六节点自愈环网设定工作和保护时隙配置双向业务通道连接A-DE-F,环回保护倒换,节点 A,节点 D,节点 B,节点 C,节点 E,节点 F,复用段保护倒换（50ms以内）,外环光纤,内环光纤,检测到线路发生故障实施复用段环回保护倒换，恢复被中断的业务,链路保护/恢复,通道保护/恢复,光网络的生存性,专用保护,光网络的生存性,3,2,5,1,4,5,6,Source2,Source 1,Destination,Can share the redundant

29、link capacity,共享保护,光网络的生存性,1.分层结构2.光层技术3.电层技术4.业务装载5.生存性6.性能监视,OTN技术,性能监视主要是在光传输段层、光复用段层或光通信层中监测所给定连接的完整性，主要是通过检测和报告所给定连接的传输性能情况和连接情况实现的OTN采用ITU-T G.805建议的四种连接监视技术，即内在监视方式、非介入性监视、介入性监视和子层监视方式光通道连接监视适用于单向和双向连接，在单向连接时，不支持远端故障管理和性能监视,性能监视功能,（1）内在监视方式：这种方式不适用于光传输段层，因为物理媒介层不能提供数据（2）非介入性监视：这种方式同样不适用光传输段层，

30、除非光传输段层的网络连接使用没有线路放大器的系统（3）介入性监视：这种方式适用于路径建立的开始或间隙测试，可以用于光纤连续性和故障定位（4）子层监视：这种方式不适用于光复用段和光传输段层,性能监视功能,R,R,R,use of OTN maintenancesignals FDI,AIS and PMI willreduce number of alarms from 500k to 1 per broken fiber,3R,应用示例,串联连接监视（TCM）,OTN可以提供6级串联连接监视功能，对于多运营商/多设备商/多子网环境，可以实现分级和分段管理。,提纲,光纤通信演进及趋势,1,DWD

31、M和OTN原理对比,2,OTN技术原理与特点,3,OTN国内外标准与规范,4,OTN标准架构,OTN标准演进过程(1/5),OTN标准演进过程(2/5),OTN标准演进过程(3/5),OTN标准演进过程(4/5),提出ODUflex概念提出增加GPON、CPRI和FC信号提出40G/100G适配方案提出定义OUT设备标准及OTN环保护标准,OTN标准演进过程(5/5),OTN标准的最新进展,OTN标准热点技术介绍,热点技术：OTN复用架构、新业务、ODUflex动态调整、延时测量、频率相位传送、E-OTN等。,OTN复用架构,GMP映射,ODUflex,OTN业务承载能力(LO ODU),OTN线路承载能力(HO ODU),频率相位传送(1588 V2),ODUflex无损调整(HAO),E-OTN,国内OTN标准研究进展,YD/T 1462-2006 光传送网(OTN)接口YD/T 1634-2007光传送网(OTN)物理层接口GB/T 20187-2006光传送网体系设备的功能块特性可重构的光分插复用(ROADM)设备技术要求光传送网(OTN)网络总体技术要求 光传送网(OTN)网络测试方法可重构的光分插复用(ROADM)设备测试方法基于OTN的ASON设备技术要求,OTN标准的未来趋势(1/2),OTN标准的未来趋势(2/2),谢谢！,