淺議OTN 技術(shù)及其應(yīng)用

郭軍虎，侯 磊，孟令飛

（中國人民解放軍31401 部隊(duì)80 分隊(duì)，呼和浩特 010000）

1 OTN 的概念與原理

1.1 OTN 的概念

OTN 的全稱為光傳輸網(wǎng)技術(shù)，當(dāng)前被稱作新一代“數(shù)字光傳輸體系”。該網(wǎng)絡(luò)是通過一系列的國際標(biāo)準(zhǔn)，將電域和光域中的信號模式相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了信號傳輸標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一。

從電域來看，OTN 技術(shù)不但延續(xù)了電層開銷、調(diào)度上的優(yōu)勢，還擴(kuò)大了更寬的傳輸帶寬，同時(shí)，通過異步映射，可實(shí)現(xiàn)透明傳輸業(yè)務(wù)，還具備帶外、多域網(wǎng)絡(luò)連接等能力。

從光域來看，ONT 技術(shù)提高了對客戶端信號的監(jiān)控能力，將光域劃分成光信道、光復(fù)用和光傳送三個(gè)段層，還提供了波分復(fù)用系統(tǒng)的物理接口。

1.2 OTN 技術(shù)的發(fā)展歷程

光傳送技術(shù)已經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，一般可以有三個(gè)發(fā)展階段：

第一代光網(wǎng)絡(luò)主要是SDH 技術(shù)，SDH 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以電層為基礎(chǔ)，需要通過光轉(zhuǎn)換才能完成節(jié)點(diǎn)業(yè)務(wù)，在節(jié)點(diǎn)處完成分插復(fù)用、交叉互換等，光信號只有在再生段終端才存在?？梢?，這條的網(wǎng)絡(luò)條件下，該技術(shù)始終受限于電層限制，無法充分的發(fā)揮出光纖的有效帶寬。

第二代光網(wǎng)絡(luò)是光波分復(fù)用（WDM）技術(shù)，該技術(shù)是通過在同一根光纖中，傳輸多個(gè)不同波長的光載波信號，其中，每個(gè)光載波信號中，由可以承載若干的數(shù)字或模擬信號。這一代技術(shù)也被稱為全光網(wǎng)技術(shù)。WDM技術(shù)的利用極大的提高了光纜的傳輸性能以及利用率。

第三代光網(wǎng)絡(luò)就是OTN 技術(shù)。ITU-T 在2003 年完成制定了OTN 的系列標(biāo)準(zhǔn)。2007年，我國發(fā)布了第一款OTN 設(shè)備，此后，OTN 技術(shù)在我國取得迅猛的發(fā)展，包括行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定、設(shè)備的研發(fā)都處于領(lǐng)先地位。

1.3 OTN 技術(shù)的原理

OTN 思想源自SDH 技術(shù)體制，因?yàn)镾DH 技術(shù)具有映射、復(fù)用、交叉連接、前向糾錯(cuò)等顯著優(yōu)點(diǎn)，所以，在容量更大的WDM 系統(tǒng)中將SDH 的可運(yùn)營、可管理能力應(yīng)用于其中，必然會(huì)發(fā)揮出更大的技術(shù)優(yōu)勢。

OTN 的光信號通常用由中心波長來描述。而光信號的處理能夠針對單波長，也能夠針對一組波分復(fù)用組。通信網(wǎng)絡(luò)中的信號傳遞、信號復(fù)用、路由、監(jiān)控等功能都利用OTN 在光域內(nèi)實(shí)現(xiàn)。OTN 能夠支持如SONET、SDH、ATM、Ethernet、IP、GFP、MPLS、ODU 復(fù)用等較多的上層業(yè)務(wù)或協(xié)議，這種具有廣泛覆蓋能力的網(wǎng)絡(luò)正是未來通信技術(shù)發(fā)展的趨勢和基礎(chǔ)。實(shí)際上，目前國際上，許多的運(yùn)營商都開始構(gòu)建新一代的OTN 傳輸網(wǎng)，如華為等大的通信設(shè)備服務(wù)商也研發(fā)并生產(chǎn)了ONT 硬件設(shè)備，越來越多的產(chǎn)品被開發(fā)出來支持網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建。

從OTN 的功能來說，OTN 技術(shù)將傳送、交換、組網(wǎng)等功能管理集合起來，能夠更適用于未來傳輸網(wǎng)，為5G、物聯(lián)網(wǎng)等的構(gòu)建和發(fā)展提供了技術(shù)支持。

2 OTN 的優(yōu)勢與缺陷

2.1 OTN 的優(yōu)勢

兼容多種信號傳輸：OTN 技術(shù)可以整合SDH、因特網(wǎng)、異步傳遞等多種業(yè)務(wù)的信號傳輸，進(jìn)行統(tǒng)一傳輸。這些不同種類的信號業(yè)務(wù)，都能夠通過映射功能轉(zhuǎn)換到OTN 幀上，用戶或者系統(tǒng)可以自行設(shè)置好傳輸?shù)乃俣?。同時(shí)，在信道的帶寬充裕的情況下，還可以不斷接入其他類型的新業(yè)務(wù)。

運(yùn)維、管理能力較強(qiáng)：在傳輸網(wǎng)的運(yùn)維管理方面，OTN 技術(shù)能夠定義隨路/非隨路開銷，完成對傳輸過程的全程監(jiān)管，這種操作有利于系統(tǒng)的運(yùn)行和維護(hù)，同時(shí)兼顧了業(yè)務(wù)傳輸和故障監(jiān)測。

標(biāo)準(zhǔn)的糾錯(cuò)功能：OTN 將前向糾錯(cuò)功能模塊預(yù)設(shè)在了幀結(jié)構(gòu)中，這樣的設(shè)定使得，OTN 設(shè)備的傳輸距離可以大幅增加，而OTN 中采用的G.709編碼標(biāo)準(zhǔn)，還能夠在遠(yuǎn)距離傳輸?shù)耐瑫r(shí)，保持5 ～6dB 的增益，信號衰減弱、準(zhǔn)確度高。

完善的組網(wǎng)和保護(hù)能力：OTN 將光、電領(lǐng)域的優(yōu)點(diǎn)匯集，通過光電交叉設(shè)備，大幅提高了通信組網(wǎng)水平。同時(shí)，對光轉(zhuǎn)發(fā)器的需求以及網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建成本也進(jìn)一步下降。此外，網(wǎng)絡(luò)可靠性也得到了更強(qiáng)大的支持。

2.2 OTN 的缺點(diǎn)

OTN 技術(shù)的優(yōu)勢很多，但任何事物都有兩面性，OTN 技術(shù)顯然也會(huì)存在一些短板。在網(wǎng)絡(luò)全透傳輸10GE 和40GELAN 業(yè)務(wù)時(shí)，由于采用了超頻透傳功能，信道中會(huì)出現(xiàn)ODU2e 顆粒，其傳輸速率與OTN 中的主流ODU2顆粒不同。此外，OTN 的特長是對于大顆粒進(jìn)行映射和調(diào)度，這種以波長為對象的工作方式，在進(jìn)行小顆粒的傳輸業(yè)務(wù)時(shí)，如2.5Gb/s 以下，有一定的局限性。

3 OTN 的技術(shù)應(yīng)用

現(xiàn)階段，OTN 技術(shù)應(yīng)用的行業(yè)涵蓋了電力網(wǎng)、鐵路網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)等。從技術(shù)角度看，則有兩個(gè)主要應(yīng)用領(lǐng)域，分別是城域網(wǎng)和干線網(wǎng)。

城域網(wǎng)一般劃分為三個(gè)層次，即核心層、匯聚層和接入層，其中，接入層和匯聚層的帶寬相對較小，OTN技術(shù)主要承載2.5Gb/s 以上的大數(shù)據(jù)顆粒，因此，OTN技術(shù)主要應(yīng)用在核心層。實(shí)際上，對于城域網(wǎng)核心層以及長途干線網(wǎng)所承載的用戶業(yè)務(wù)，他們因?yàn)樽陨矸植紡V、帶寬大的特點(diǎn)，能夠?qū)TN 的優(yōu)勢利用起來，解決實(shí)際的問題。

在城域核心網(wǎng)中，常用的策略是將傳輸網(wǎng)和IP 網(wǎng)進(jìn)行分離。當(dāng)前，網(wǎng)絡(luò)用戶以及各種業(yè)務(wù)都在飛速增加，光傳輸設(shè)備需要進(jìn)行大量的互聯(lián)，光纖資源消耗嚴(yán)重，同時(shí)，IP 數(shù)據(jù)網(wǎng)在保護(hù)恢復(fù)上也需求激增，OTN 的光電交叉設(shè)備恰好能夠用于解決兩項(xiàng)迫切需求。

在長途干線網(wǎng)中，沒有太過復(fù)雜的調(diào)度和交叉操作。在長途干線網(wǎng)中使用OTN設(shè)備，能夠應(yīng)對激增的IP業(yè)務(wù)，還可以高校的利用中繼電路，提高網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行水平，通過優(yōu)化IP 組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，節(jié)省路由組網(wǎng)成本。

4 結(jié)束語

隨著今年來光通信技術(shù)的飛速發(fā)展，OTN 的應(yīng)用變得更加廣泛，在電力、鐵路、移動(dòng)通信等領(lǐng)域都表現(xiàn)出優(yōu)異的能力。OTN 技術(shù)也會(huì)朝著更高速率、更長距離、更多業(yè)務(wù)逐步邁進(jìn)，更好的服務(wù)于我國通信網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建和運(yùn)行，保障通信事業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展。