OTN技术特点及技术探讨

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随着电信网向分组化和宽带化发展，All-IP已经成为业务网演进的趋势。根据预测，在未来5年内，带宽将以每年50％以上的速度增长，2010年，骨干网截面带宽流量将达到50T以上，其中97%以上为数据流量。
带宽流量的飞速增长以及业务的All-IP趋势驱动光传送网进入转折期。作为基础承载网的光传送网，如何顺应All-IP的发展趋势，高效承载IP业务，同时降低网络建设和运维成本，成为运营商在传送网建设中最关注的问题。一个高质量、配置灵活、具有高生存性的传送网已经成为运营商的迫切需求。
随着IP承载网所需的电路带宽和颗粒度的不断增大，以VC调度为基础的SDH网络首先在扩展性和效率方面呈现出了明显不足，在光层上直接承载IP的扁平化架构已经成为大势所趋。IP over WDM组网架构对光层设备提出了新的需求，原本由SDH网络完成的组网、端到端电路监控管理和保护功能将逐渐由WDM层面承担。此外，数据业务发展的不确定性要求光层网络具备更多的智能性，以便在网络拓扑及业务分布发生变化时能够快速响应，实现业务的灵活调度。
一、OTN技术特点
OTN，通常也称为OTH（Optical Transport Hierarchy），是G.872、G.709、G.798等一系列ITU-T的建议所规范的新一代光传送体系。OTN综合了SDH的优点和DWDM的带宽可扩展性，集传送和交换能力于一体，是承载宽带IP业务的理想平台，代表了下一代传送网的发展方向。
从电域看，OTN保留了许多SDH的优点，如多业务适配、分级复用和疏导、管理监视、故障定位、保护倒换等。同时OTN扩展了新的能力和领域，例如提供大颗粒的2.5G、10G、40G业务的透明传送，支持带外FEC，支持对多层、多域网络进行级联监视等。
从光域看，OTN将光域划分成Och(光信道层)、OMS（光复用段层）、OTS（光传送段层）三个子层，允许在波长层面管理网络并支持光层提供的OAM（运行、管理、维护）功能。为了管理跨多层的光网络，OTN提供了带内和带外两层控制管理开销。
OTN的优势主要体现在以下几个方面：
（1）从静态的点到点WDM演进成动态的光调度设备
SDH之所以能被广泛应用，主要在于它具备大颗粒业务交换能力（如E1或VC4），具有比电话交换机更经济、更易管理的大管道端到端提供能力，大大减少了交换机端口的需求，降低了全网建设成本。如果WDM具备类似SDH的波长/子波长调度能力，并组建一张端到端的WDM承载网络，就可以实现GE、10GE、40G等大颗粒业务端到端快速提供，加快业务开通时间，减少对路由器端口的需求。
OTN能提供基于电层的子波长交叉调度和基于光层的波长交叉调度，提供强大的业务疏导调度能力。在电层上，OTN交换技术以2.5G或10G为颗粒，在电层上完成子波长业务调度。采用OTN交换技术的新一代WDM只在传统WDM上增加一个交换单元，增加的成本极少。在光层上，以ROADM实现波长业务的调度，ROADM技术的出现使得WDM能以非常低廉的成本（无OEO转换）完成超大容量的光波长交换。
基于子波长和波长的多层面调度，将使WDM网络实现更加精细的带宽管理，提高调度效率及网络带宽利用率，满足客户不同容量的带宽需求，增强网络带宽运营能力。
（2）提供快速、可靠的大颗粒业务保护能力
电信级业务需要达到50ms的保护倒换时间。在IP+WDM网络中，路由器逻辑路由一般呈Full Mesh状分布，而光纤物理路径则一般呈环或简单的Mesh状，一条物理路径中断可能引起大量IP逻辑路由中断，导致路由器FRR保护恢复时间变长，远远超过50ms。传统电信级IP网中引入SDH层面，一个重要原因就是为了提供50ms的保护恢复时间。
基于OTN交换的WDM设备可以实现波长或子波长的快速保护，如1+1、1:1、1:N、Mesh保护，满足50ms的保护倒换时间。
（3）多业务透明传送、高效的业务复用封装
路由器利用POS端口的SDH开销（Overhead）字节，快速准确地检测线路传输质量，故障后可以快速启动保护倒换。然而，一个POS端口成本是LAN端口的2倍以上，路由器直接出LAN端口可以大大降低网络建设成本。通过提供G.709的OTN接口，WDM传送LAN信号时叠加类似SDH的开销字节，代替了路由器POS端口的开销字节功能，消除了路由器提供POS端口的必要性。此外，OTN提供了任意业务的疏导功能，使IP网络配置更灵活，业务传送更可靠。OTN能接IP、SAN、视频、SDH等业务，并可实现业务的透明传送。
（4）良好的运维管理能力
OTN定义了丰富的开销字节，使WDM具备同SDH一样的运维管理能力。其中多层嵌套的串联连接监视（TCM）功能，可以实现嵌套、级联等复杂网络的监控。
（5）支持控制平面的加载
OTN支持GMPLS控制平面的加载，从而构成基于OTN的ASON网络。基于SDH的ASON网络与基于OTN的ASON网络采用同一控制平面，可实现端到端、多层次的智能光网络。
二、中兴通讯产品特点
中兴通讯的WDM设备全部升级到OTN设备，并提供端到端的IP over WDM解决方案，可以向全球客户提供移动传送、宽带传送、专线业务传送的端到端网络解决方案及网络运营解决方案。
中兴通讯WDM系列产品具有以下特性：
（1）OTN功能
在中兴通讯的IP over WDM架构下，WDM产品光层采用G.709接口，并且引入OTN的开销功能，提供光传送网的可管理性和互通性。G.709 OTN提供了丰富的开销，使得光层具有强大的管理能力，OTN的维护信号可以用于进行故障隔离和告警抑制，大大减低系统维护的负担。
（2）子波长灵活调度能力
在中兴通讯的IP over WDM架构下，WDM产品通过General Service Switch Platform (GSS)系统支持子波长调度。
GSS系统能实现子波长的交叉调度，引入了强大的电层交叉能力，提供中继及波长转换功能，上下的业务和穿通业务可以占用同一波长里的不同子波长进行业务传送，最大限度减少穿通波长，节省了波长，降低了运营商的投入成本。
（3）多维ROADM功能
中兴通讯WDM产品支持2～9维的ROADM，采用WB、PLC、WSS技术，支持colored/colorless、方向相关性/无关性等多种解决方案，可根据运营商不同的需求给出相应的解决方案，如图1所示。
ROADM提供节点的重构能力，在无需人工现场调配的情况下实现任意两点间的连接和波长级的上下路及直通配置，有效满足业务需要，降低了运营和维护成本。此外，结合ULH WDM技术，可大大减少全波段的业务终结和不必要的光电再生，实现整个网络的灵活扩展，有效节省了设备投资。

采用ROADM，可以实现多环、网状网以及星型的灵活组网能力，快速适应未来业务网的动态特性和组网需求。
（4）可靠高效的保护
波分系统的保护方式大致有以下三种：基于单个光通道的保护、基于光复用段的保护和基于环网的保护。中兴通讯在此基础上提供六种保护方式，是业界提供光层保护方式最多的厂商。其中双纤光通道共享保护是中兴通讯的专利，是面向WDM网络光层保护应用提出的一种高效的保护方式，协议设计上主要借鉴参照了SDH网络环网保护的G.841、G.842标准和通用保护倒换标准G.808.2，目前已写入ITU-T G.808.2标准。
双纤光通道共享保护属于共享式光通道保护，保护通道在正常情况下可以传送低优先级的业务。相比通道1+1保护，双纤光通道共享保护能大大提高网络波长资源的利用率，节省波长，从而节省运营商成本。
三、结束语
业务的All-IP化已经成为不可阻挡的趋势，网络带宽也随之越来越高。ROADM/OTN交换技术的出现，使得新一代WDM能够组建端到端大颗粒业务承载网络，有效降低网络建设的总成本。
中兴通讯的WDM设备已全面升级到OTN设备，其IP over WDM解决方案基于OTN功能，提供子波长/波长的灵活调度，提供高效可靠的保护，是大颗粒宽带业务承载模式的最佳选择，减少了承载网的中间层次，降低了网络的复杂度，使承载网更加简洁、高效；大大降低了网络的运维复杂度，降低了维护成本；同时，网络升级扩容更方便，可大幅降低网络的升级扩容成本。