OTN技术及城域网应用探讨.ppt

《OTN技术及城域网应用探讨.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《OTN技术及城域网应用探讨.ppt（67页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、四川移动&烽火通信全业务技术发展及城域网应用,内容提纲,全业务光传输技术发展城域网应用建议烽火通信全业务解决方案,2,运营商对光网络的关注,3,IP化DWDM系统的要求,4,传送网演进路线选择,OTN概念的提出,1998年，国际电信联盟电信标准化部门（ITU-T）正式提出了OTN的概念。光传送网（OTN）是由光网络网元通过光纤连接组成网络，对光通道所承载的信号实现传送、复用、路由、管理、监测等功能。光网络网元（ONE）是可以将信号通过OTN网络从一个点传送到另外一个点的，在输入和输出之间处理信息，独立的设备或子系统。功能上看，OTN 在子网内可以以全光形式传输，而在子网的边界处采用光-电-光转

2、换。这样，各个子网可以通过3R再生器联接，从而构成一个大的光网络。OTN是网络的概念。OTN定义了光和电混合组成的网络。满足OTN相关标准的设备组成的传输网均可认为是OTN网络。,2023年7月,OTN体系结构,光传送网可分为光传输段（OTS）层、光复用段（OMS）层和光通道（OCh）层。OTN与DWDM系统的区别在于，OTN系统以DWDM为基础平台，引入了基于ODUk的OCH层的功能。,7,G.709接口OTN交叉光交叉：ROADM电交叉：OTH（子速率T-MUX等子速率交叉模块）客户接口控制平面GMPLS,OTN节点设备实现的几个功能模块,8,接口协议G.709,对于不同速率的G.709

3、OTUk 信号，即OTU1，OTU2，和OTU3具有相同的帧尺寸，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帧周期均为125微妙，不同速率的信号其帧的大小是不同的。,9,9,OTUk：,MESH网节点交叉需求分析,光交叉需求分析80*10G系统4个主光线路320波交叉能力电交叉需求分析：80*10G系统4个主光线路3.2T交叉能力目前电交叉芯片交叉能力有限（1.44T左右），无法满足10G DWDM系统的要求采用ROADM实现的光交叉，能力基本不受限制。,10,NO A,NO B,NO C,USR1,USR2,ODUk,ODUk,Client

4、Signal,ClientSignal,SM、PM、TCMi开销应用,11,ROADM的发展-2维模式,采用WB、PLC等模块，技术成熟、成本低；ROADM具有通过软件配置选择穿通还是下路的功能，运营者随时决定哪个波长需要上下，在接入和输出节点加入对应的光转发单板即可开通业务无需预先规划波长波长可在任意节点上下；增加业务不影响已有业务；远程配置业务：无需到现场配置大量的电路业务和光纤。,12,多维ROADM的演进WSS模块,WSS最大可支持8光方向组网；WSS可以使用在下话端，也可以运用在上话端，还可以级联使用，甚至可以配置成光交叉设备。,13,多维ROADM构成光交叉节点,通过级联WSS模块

5、ROADM可以实现多方向的光交叉应用。适用于核心骨干网的OTN平台应用，实现波长的灵活调度。,14,ROADM的优势与不足,优势波长调度灵活，无需人工干预交叉能力强大，最大可支持640路以上的波长交叉交叉实现不受业务速率的限制不足波长冲突无子速率处理能力对于物理指标的自适应功能不完善,15,OTH的优势与现状,交叉业务颗粒ODUk优势子速率调度和汇聚灵活，节约波长带宽资源采用OEO转换，消除了色散、OSNR、非线性等物理因素的限制子速率业务的保护能力无波长冲突发展现状单子框结构OTU业务槽位：少交叉能力较小1.44T、320G可参与交叉的波长数量有限交叉业务颗粒小（10G以下）,16,ROAD

6、M与OTH的关系,ROADM+G.709ROADM+G.709+OTHOTNOTH为通道层设备，对原有业务无影响；无需改变ROADM网络的线路设计。OTH+G.709ROADM+G.709+OTHOTNROADM为复用段层设备，升级中断业务；需要改变ROADM网络的线路设计。,17,OTN的下一步发展方向-ASON,GMPLS管理下的OTN与ROADM使ASON实至名归实现波长级的与OTUn级的用户定制与分级服务承载业务类型多样统一的网络数据格式，便于互连互通真正实现光域的自动交换与调度网络,18,G.709 接口速率,G.709三种标准速率：2.5Gb/s、10Gb/s和40Gb/s业务种类

7、：TDM业务：STM16/64/256；以太网业务：GE/10GE/40GE/100GE；SAN业务：ESCON/FICON/FC-1G/2G/4G/8G/10G；视频业务：HDTV/DVB。OTN目前只适合传送TDM业务-NG OTN,NG OTN需要解决的问题,原有OTN体系主要面向SDH业务解决GE/10GE LAN/40GE/100GE传送问题解决SAN、DVB/HDTV等业务传送问题研讨NG OTN体系问题,100Gb/s调制复用,高速率大容量是WDM系统的最终发展趋势调制复用方式：DQPSK；偏振复用；接近于40Gb/s系统的传输性能。,光调制速率：56Gb/s,光调制速率：28G

8、b/s,烽火OTN中国移动测试情况通报,测试概述：时间：2008年10月27日 2009年1月，历时3个月；地点：中国移动研究院机房参测厂家及产品：烽火、华为、中兴测试内容：第一阶段：各厂家OTN设备及组网测试（SWXC电层功能、ROADM光层功能以及SWXC+ROADM光电混合调度功能）；各厂家OTN设备互联互通测试。第二阶段：路由器互通测试（设备留京待即将测试）测试亮点：测试内容最全（光交叉、电交叉、40G 等测试项全部参测）光层技术领先（光交叉做到8维，每维80波，且验证了ROADM长距离传输能力）电层技术（ODU1交叉颗粒和容量完全实现，并且验证了ODU2交叉颗粒）支持光电联合调度能力

9、,22,当前OTN网络规划建议,骨干网不建议当前建设全面的OTN网络（G.709）城域网可开始引入OTN网络系统架构ROADM+G.709+OTH组网结构环网为主，核心及汇聚节点点支持多方向能力波长调度光层调度解决大颗粒业务电层调度解决小颗粒业务网络保护SNCP 1+1保护（基于业务和波长）子速率SNCP保护OLP,2023年7月,40G WDM发展的需求,路由器40G POS接口的出现干线网络容限需求的极速增长2003年：32*2.5G2005年：40*10G2007年：80*10G（波道使用率达50%以上）两年内扩容完毕40G业务承载的方式40G接口，40G波长40G接口，反向复用4*10

10、G波长（非主流方式）,24,40G DWDM主要物理限制因素,ASE 噪声积累OSNR,40G对光纤传输提出了更加严格的要求，DWDM系统面临新的传输课题；在同等物理条件下与DWDM 10G 传输系统相比，DWDM 40G 有如下限制：信噪比（OSNR）劣化 4倍（6dB）；色度色散容限降低16倍；偏振模色散（PMD）劣化4倍；非线性效应变得更加明显。,系统性能,4,4,16,限制更加严格,光纤色散效应,偏振模色散（PMD）,光纤非线性效应SPM/IXPM,40G 关键技术-新型光调制格式,基于强度调制原理的OOK系列RZ（Return to Zero Modulation)归零码调制格式CS

11、RZ(Carrier Suppressed RZ Modulation)载波抑制归零码调制格式CRZ(Chirped RZ Modulation)预啁啾归零码调制格式双二进调制格式(Duobinary Modulation)PSBT(Phase-Shaped Binary Transmission Modulation)相位整形二进制传输调制格式基于相位调制的PSK系列DPSK（Differentail Phase Shift Keying Modulation)差分相移键控调制格式DQPSK(Differentail Quadrature Phase Shift Keying Modulat

12、ion)差分正交相移键控调制格式8-DPSK(Differentail 8-level Phase-Shift Keying Modulation)差分八级相移键控调制格式基于偏振调制的PolSK系列DPolSK(Duobinary Polarization-Shift Keying)双二进制调偏振位移键控调制格式）IPDM（Intrabit Polarization Diversity Modulation)比特间插调制格式,40G 核心竞争是编码方式的竞争,40Gb/s各种调制码型比较,各种调制码型定性比较,常用调制码型定量比较,烽火 40G DWDM Roadmap,Q3,Q4,2005

13、,2008,2009,2010,FONST DWDM（R1.0）40G NRZ100G间隔2005年在中国电信沪杭示范工程中进行应用,FONST DWDM R2.0：40G ODB 40G sDPSK 50G间隔C Band全波长可调,FONST DWDMR3.0：采用RZ-DQPSK等调制码型采用PM-QPSK等调制码型,Q4,色度色散补偿,线路补偿C、L波段分别补偿通道补偿每通路精确补偿,40G系统色散补偿,传输速率增加4倍，色散容限下降16倍；40G系统色散容限通常为50ps/nm；全波段色散补偿+单波道可调色散补偿（TDCM）方式；TDCM色散补偿范围可达1200ps/nm；TDCM调

14、谐时间为秒级，影响保护倒换方式。,可调色散的新发展(ADC),自动色散补偿技术 对这两种纠错计数的实时统计信息可以通过板卡间CPU接口单元通信告知TDCM板卡，TDCM板卡接收到此信息后可以按照预设的色散调整步进对色散补偿量进行调整接收OTU板卡对线路侧O/E转换后的信号进行FEC解码，利用解码芯片提供的纠错计数可以大致判定当前线路的色散是属于过补还是欠补，并根据纠错信息由CPU接口单元控制TDCM单元进行补偿调节一直到线路侧FEC纠错消失即线路色散补偿量与线路色散量达到匹配。,32,40G传输系统建设成本分析,40G OTU成本（假设10G OTU成本=1）强度调制码型：57相位调制码型：s

15、DPSK:68;RZ-DQPSK:10WDM系统成本40G高于10G，40G系统性能参数要求更高，同样的系统可能需要更多的再生站成本比例与具体系统有关产业链的形成关系很大,最新的OVUM-RHK(2008)的调查：Theres still a serious price problem.,烽火40G WDM测试情况介绍,参测模型：16*22dB(1280KM)参测码型：sDPSK 参测平台：FONST W1600（80*10G)光缆线路：G.652、G.655,8040G DWDM,1OTM,80km22dB,2OA,80km22dB,3OA,80km22dB,4OA,80km22dB,5OA

16、,80km22dB,6ROADM,80km22dB,7OA,80km22dB,8OA,80km22dB,9OA,80km22dB,10OA,80km22dB,11ROADM,80km22dB,12OA,80km22dB,13OA,80km22dB,14OA,80km22dB,15OA,80km22dB,16OA,80km22dB,17OTM,单机测试40Gbit/s OTU 40GBIT/S IMUX（可选）410GBIT/S TMUX（可选）光波分复用器件 光放大器光监控通路（OSC）色度色散（CD）补偿模块 PMD补偿模块（PMDC）（可选）WDM系统测试实验系统配置验证主光通道及容限测试

17、传输性能和系统功能,烽火沪-杭40G DWDM系统,工程采用G.655光纤；开通40G波长和10G波长业务。,上海民生,上海松江,嘉兴清河,余杭临平,杭州武林,内容提纲,全业务光传输技术发展城域网应用建议烽火通信OTN解决方案,35,城域网容量需求分析,传统话音业务（TDM业务）核心网：10G 汇聚网：2.5G高速增长的数据业务接入带宽：8M到户20M到户（xDSL FTTx）核心网带宽：10GE40G3G移动网络蓄势待发10GE、STM-64STM-256带宽租用业务大客户专线业务（2M、155M、FE等）波长出租(2.5G、10G)上海市共有2000多万人，近700万户家庭，用户资源极大；

18、假设30%的家庭用户使用宽带，平均带宽4M，总带宽需8T以上；假设10%的人使用3G网络，平均带宽384K，总带宽需768G。,2023年7月,传送网架构分析,城域核心/汇聚层 核心层部署WDM/ROADM+OTH/SDH(可升级ASON)网络，实现核心业务的综合承载和智能调度；汇聚层部署大交叉能力OTH/SDH（2.5G、10G，市区可考虑升级ASON平台），提升网络业务调度的灵活性。城域接入层SDH/ASON节点提供MSTP功能，实现TDM、ATM、IP业务等的统一接入；PDH有效沿伸大客户接入距离，降低接入成本。城域CWDM设备可作为大颗粒业务的接入手段；,2023年7月,城域网组网方式

19、,核心层采用环网结构，可在物理上考虑双平面应用，提升数据业务承载的安全性（单业务双平面）；引入ROADM节点和可调波长OTU，提升全网的灵活性SDH初期采用环网，远期引入ASON平面，采用MESH结构组网，提升全网业务安全性和可维护性。从远期考虑，也可以采用双平面结构（尤其是对于3G的发展）汇聚层在市区内，业务颗粒丰富、需求种类多、信息量大，大多数业务主要分布在此，同时市区光缆传输距离短，路由资源丰富，故在市区汇聚层可以采用Mesh进行组网。郊县则主要为实现包括综合业务及3G业务的收集、汇聚，业务分布分散，业务种类较少，业务量不大，光缆路由紧张，传输距离长，故郊县汇聚层与市区汇聚层组网方式完全

20、不同，郊县市区汇聚层适合于采用环网方式组网。,2023年7月,城域网建议,现有2.5G DWDM网络，网络容量较小，无法应用10G SDH环网及高速率数据业务的需求；建议分两步走，引入OTN/DWDM系统工程初期在核心网引入400G OTN/DWDM系统，组建二平面网络，也可考虑支持升级800G系统；远期在汇聚层引入400G OTN/DWDM系统。设备选用建议可引入可调波长OTU，以及ROADM和子速率T-MUX等功能，提升网络组网应用的灵活性；组网建议核心层，初期采用最可靠的环网结构，远期考虑升级为MESH结构；汇聚层采用环网结构即可，初期可先考虑市区，远期考虑郊县；网管可采用二级网管方式，

21、EMS+SNMS，同时业务可以考虑建设主备网管。,2023年7月,IP 业务保护方式1,基于环型网的OTU光层通道SNCP保护1-波长保护基于环型网的OTU光层通道SNCP保护2 业务保护,OTU,用户终端,二、三 层交换机,n,n,n,n,用户终端,二、三 层交换机,发端并发,收端选收,OMU,n,ODU,ODU,OMU,OTU,线路1,线路2,OTU,OTU,用户终端,二、三 层交换机,n,m,n,m,OTU,OTU,用户终端,二、三 层交换机,发端并发,收端选收,OMU,ODU,ODU,OMU,线路1,线路2,40,IP 业务保护方式2,基于光纤线路的光线路保护（OLP，1+1、1：1）

22、1:n OTU保护,OTU,OTU,OTU,OTU,OLP,OLP,OTU,用户终端,二、三 层交换机,用户终端,二、三 层交换机,ODU,OTU,线路1,线路2,OMU,41,OTM,ocp,POS,ocp,POS,ocp,POS,ocp,POS,A,B,C,D,ocp,ocp,ocp,ocp,工作通道,保护通道,MUX,OTM,MUX,MUX,MUX,OTM,OTM,MUX,MUX,OTM,OTM,MUX,MUX,OTM,OTM,MUX,OTM,MUX,OTM,备注：图中MUX为 4*2.5G 的T-MUX OTU,中心站点,TMUX子速率保护方案,42,子速率ADM的应用,采用子速率AD

23、M单盘实现 子速率业务的汇聚和转接功能；开破了T-MUX子速率点对点应用的限制；优点：子速率调度和汇聚灵活，节约波长带宽资源采用OEO转换，消除了色散、OSNR、非线性等物理因素的限制子速率的保护能力成本低,GE ADM,GE,线路,线路,OMT,OMT,OADM,OADM,OADM,内容提纲,全业务光传输技术发展城域网应用建议烽火通信全业务解决方案,44,烽火公司新一代 OTN系统架构,OTN系统架构,基于40G线路速率的OTN传送平面架构,烽火通信新一代OTN系统,支持96波配置满系统容量达3.84Tb/s,支持多种码型的光电转发单元NRZ,ODB,sDPSK,RZ-DQPSK,PM-QP

24、SK,色散管理技术（线路单通道）功率均衡和自适应控制技术,SFEC技术提高编码增益和系统容限,支持10G/40G混合传输C波段连续可调、可插拔光模块,烽火通信新一代OTN系统,支持配置为ROADM8维度，50GHz波道间隔,支持OTN接口格式可配置为OTN设备,配合OTNP进行网络规划和优化,支持智能控制平面加载,FONST 3000子框,机架深度300mm2.6m机架子框可安装2个OTH子框或者一个OTH子框2个波道子框2.2m/2m机架安装1个OTH子框1波道子框单层波道框和线路框合一,(b)OTH子框,(a)线路/波道子框,FONST 3000电交叉架构,ODU1交叉速率，提高交叉容量分

25、布式交叉实现sub-ODU1的端到端调度保护,OMU/ODU,类似只有高阶交叉的SDH设备,面向OTN的DWDM系统FONST W1600,FONST W1600高速大容量DWDM系统，兼容3.2T，OTN平台广泛应用于干线和城域通信网可配置为OTM/OADM/ROADM/OA集成度极高单子架16波10G，单机架完成32/40波系统，最大上下48波物理特性2600/2200/2000,600,600分散供电，机架/子框/单盘2路主备用供电40波满配置系统耗电1600w,50,基本ROADM的OTN解决方案,2023年7月,REG,Turnable,Turnable,ROADM,EMS,SNMS

26、,ROADM,ROADM,优良的可扩展性-全面的业务接入能力,10G收发合一OTUFEC/SFEC10G中继OTU2发2收，FEC/SFEC4:1透明复用OTU4*10G4*2.5G9FC/GE收发合一OTUFEC/SFEC10GE收发合一OTUFEC/SFEC50GHz波长可调OTU,2.5G收发合一OTUFECSFEC2.5G中继OTU2发2收，两种色散容限可选双向FEC/SFEC可选8155M2622M透明复用OTU自由速率接入OTU8M2.5G自由速率接入SAN接口2FC收发合一OTU2GE收发合一OTU,52,首创40G OTU接口,直接组帧方式采用标准的STM-256接口,直接支持

27、40G SDH及路由器采用子速复用方案,54,烽火OTN国内部分工程案例-宜昌移动,核心点节点形态：核心层OTN，为WDM提供弹性业务传送能力。1.光层采用RAODM组网，实现波长级的动态调度。2.电层采用OTH交叉，实现ODU1/ODU2级别交叉。,55,烽火OTN国内部分工程案例-六安联通,六安联通OTN城域波分工程采用5端OTN 分为两个OTN环路，各开一个波道，使各远端站分别对两个中心站开两个GE，采用OTH电交叉可以完成GE级别的子速率调度以及GE的保护。,56,烽火OTN国内部分工程案例-南平网通,南平网通采用7端OTN组建一个环网，远端站点分别对中心局和武夷山各开8个GE，共使用

28、5个波道。,广西电信柳州本地网,全部采用并行OADM系统组网；网络扩容能力最大；建网成本最低；此次工程烽火通信成功承建6地市本地网WDMASON系统,63km17dB,107km30dB,116km32dB,6.5km7.7dB,柳城,融水,65km21dB,柳州(龙城路),融安,三江,柳州(白云),84km22.5dB,DWDM环一,107km31dB,92km36dB,3km6dB,52km16.5dB,来宾,象州,龙城路,65km20dB,武宣,白云,91km24dB,79km21dB,DWDM环二,65km23dB,62km20dB,15km8dB,3km6dB,来宾,合山,79km2

29、1dB,柳州(龙城路),柳江,忻城,柳州(白云),110km27dB,DWDM环三,保定移动本地网干线DWDM工程,工程采用40*10G DWDM系统平台，承载业务为GE与10G业务，其中10G业务用于承载可升级ASON平台的MSTP 10G环网。（注：烽火通信同时还承建了河北移动8个地市的DWDM和ASON系统平台，包括：张家口、邢台、邯郸、沧州、衡水、秦皇岛、唐山、承德，网络结构基本相同）GE业务采用基于光层的通道保护（保护线路方式），SDH业务基于业务层的保护。,4010G DWDM,合作路,4010G DWDM,曲阳,涿州,望都,定兴,金迪路,4010G DWDM,合作路,4010G

30、DWDM,蠡县,安新,金迪路,定州,唐县,涞水,高碑店,顺平,满城,易阳,徐水,博野,安国,雄县,容城,高阳,清苑,58,工程简介：工程采用40*10G DWDM系统平台，用于承载本地网干线以及市到县的数据业务。系统采用OTM结合并行OADM组网，全网采用OLP保护方式，对所有中继段进行线路保护。,磐安,东阳,金华枢纽楼,兰溪,武义,永康,4010G DWDM,金华移动本地网干线DWDM工程项目,浦江,义乌枢纽楼,金华第二枢纽楼,4010G DWDM,59,PTN定位：面向分组的电信级多业务传送平台,PTN定位：面向分组的电信级多业务传送平台灵活的组网调度链形、星型、环型、Mesh无阻交叉多业

31、务传送TDM：E1、STM-N分组：FE、GE、10GE电信级安全网络保护倒换：小于50ms；Mesh恢复：ms级关键部件：11冗余对不同优先级业务设置不同保护方式电信级的OAM基于通路（Channel）、通道（Path）、段（Section）的子层监视功能（TCM）非SNMP的四大管理功能：配置、故障、性能、安全软性指标业务感知、快速开通，降低OPEX端到端业务开通与管理传送单位比特成本低,PTN的主要诉求点和MSTP大都相同，关键差异在于PTN是面向分组的多业务传送平台。,PTN的技术选择,从不同角度演进趋向相同网络功能：面向连接多业务支持电信级OAM,对PBT、T-MPLS仍有争议。,P

32、TN产品总体构架,Triple Play,VPN Services,IPTV,分组交换核心,多业务接口,多业务接口,多业务接口,线路接口,线路接口,线路接口,控制平面协议引擎,网元管理单元,控制平面,管理平面,SDH/MSTP/WDM,IP Router,烽火PTN产品展示,CiTRANS 620,CiTRANS 660,组网能力强：CiTRANS 660交叉容量达160G，支持多达14个10GE的线路接口，同时支持GE、FE、STM-16等支路接口，组网能力强大，适合在复杂的网络环境下构建骨干汇聚层分组传输平台。CiTRANS 620交叉容量达20G，支持4个GE的线路接口，同时支持8个FE

33、支路接口，设备采用单板型结构，适合基站接入、大客户接入等边缘网络建设：业务承载能力强：支持FE/GE/10GE全速率的以太网业务，支持分组业务组播，支持层次化QoS。支持TDM业务的处理，提供E1业务、STM-N的SDH业务接口。支持面向连接的端到端的OAM 管理。可靠性设计完善网络级保护：设备可提供线性1+1 和1:1的路径保护，可提供Wrapping（环回）和Steering（转向）环网保护。设备级保护：设备交叉时钟、网管盘、电源盘等均可提供1+1的冗余备份。设备业务单盘支持1:N的TPS保护,PTN内置PON口提高接入能力,应用一大客户接入集中型家庭客户接入应用二当前数据业务量不大竞争激

34、烈成本压力大,CiTRANS系列PTN,大客户,家庭宽带,家庭宽带,大客户,家庭宽带,家庭宽带,NGN,IIP专网,板卡在汇聚层和接入层PTN设备上提供2口和4口PON接口板卡通用10G背板带宽,混合组网下的业务互通,图 PTN与MSTP互通以太网业务互通,图 PTN与MSTP互通E1/STM-1业务互通,PTN传送解决方案,MSCServer,MSCServer,MGW,RNC,PSTN,SGSN,GGSN,SGSN,UMTS CN,IP/MPLS,Internet,Router,Node B,Node B,Node B,RAN,Business Access,Enterprise Intranet,IP Hotel,3G Mobile Access,接口GE/FE、SDH、OTN,FE,FE,E1,STM-1,FE/GE,NGN,CiTRANS620,CiTRANS660,CiTRANS660,CiTRANS660,CiTRANS660,CiTRANS660,GPS,同步以太网,完整的解决方案与现网MSTP兼容兼容OTN/DWDM特性构建从接入到骨干解决方案领先技术优势完善的QOS、OAM、保护倒换功能支持时间、频率同步,67,