第4章光传送网

1、第第4章章 光传送网光传送网第4章 光传送网4.1 光传送网的概念及模型光传送网的概念及模型 1. 通信网向通信网向OTN的转变的转变 2. OTN的概念的概念 3. G.709 OTN的技术优势的技术优势 4. 网络演进模型网络演进模型 5. OTN与现有光网络的关系与现有光网络的关系4.2 光传送网的体系结构光传送网的体系结构 1. 光传送网的组成光传送网的组成 2. OTN的分层结构的分层结构 3. 原子功能模型原子功能模型 第第4章章 光传送网光传送网4.3 OTN的传送模块及其帧结构的传送模块及其帧结构 1. 两种接口两种接口 2. 两类光传送模块两类光传送模块 3. 有关术语有关术

2、语 4. 光传送网接口的信息包容关系光传送网接口的信息包容关系 5. 光传送模块的映射复用光传送模块的映射复用 6. 光传送模块各种信息结构的比特率光传送模块各种信息结构的比特率 7. 光传送模块的帧结构光传送模块的帧结构 8. OTUk信号的扰码信号的扰码4.4 OTN的网络管理的网络管理 1. 光传送网管理的特殊性光传送网管理的特殊性 2. 电信管理网（电信管理网（TMN）的特点）的特点第第4章章 光传送网光传送网 3. 网元管理层的管理需求网元管理层的管理需求 4. 网络管理层的管理需求网络管理层的管理需求 5. OTN网管的组织模型网管的组织模型 6. OMN、OMSN和和TMN的关系

3、的关系 7. OTN的开销及其传送方式的开销及其传送方式4.5 OTN的网络结构与保护的网络结构与保护 1. OTN的拓扑结构的拓扑结构 2. OTN网络保护方法的分类网络保护方法的分类 3. 路径保护路径保护 4. 子网连接保护子网连接保护 5. 共享保护环共享保护环(Shared Protection Rings) 第第4章章 光传送网光传送网4.1 光传送网的概念及模型光传送网的概念及模型 1. 通信网向通信网向OTN的转变的转变 2. OTN的概念的概念 3. G.709 OTN的技术优势的技术优势 4. 网络演进模型网络演进模型 5. OTN与现有光网络的关系与现有光网络的关系4.2

4、 光传送网的体系结构光传送网的体系结构 1. 光传送网的组成光传送网的组成 2. OTN的分层结构的分层结构 3. 原子功能模型原子功能模型 第第4章章 光传送网光传送网 PDH是第一种数字光纤通信技术。是第一种数字光纤通信技术。 此后，出现了同步数字传输体系此后，出现了同步数字传输体系SDH。 但是无论是但是无论是PDH还是还是SDH，都是单信号的传输体制，每根光纤中只使用一个，都是单信号的传输体制，每根光纤中只使用一个波长，难以满足带宽需求增长的趋势和灵活配置的要求。波长，难以满足带宽需求增长的趋势和灵活配置的要求。 传输网中引入传输网中引入WDM技术进行网络扩容。但是技术进行网络扩容。但

5、是WDM技术只涉及到传输容量的技术只涉及到传输容量的点到点扩容，并不涉及到具体的组网技术。点到点扩容，并不涉及到具体的组网技术。 为了将传统的点到点为了将传统的点到点WDM系统所提供的巨大原始带宽，转化为实际组网系统所提供的巨大原始带宽，转化为实际组网可以灵活应用的带宽，需要在传输节点处引入灵活光节点，实现光层联网，构可以灵活应用的带宽，需要在传输节点处引入灵活光节点，实现光层联网，构筑所谓的光传送网筑所谓的光传送网(OTN)乃至自动交换光网络乃至自动交换光网络(ASON)。 基本思想是将点到点的波分复用系统用光交叉基本思想是将点到点的波分复用系统用光交叉(OXC: Optical Cross

6、-connector)互连节点和光分插复用互连节点和光分插复用(OADM: Optical Add/ Drop Multiplexer)节点连接起来，组成光传送网。节点连接起来，组成光传送网。第第4章章 光传送网光传送网2. OTN的概念和背景的概念和背景背景：全光网的发展遇到困难。背景：全光网的发展遇到困难。 1998年，年，ITU-T提出光传送网提出光传送网(OTN)的概念取代过去全光网的概念。的概念取代过去全光网的概念。OTN是根据网络功能与主要特征定名，它不限定网络的透明性，虽然最终是根据网络功能与主要特征定名，它不限定网络的透明性，虽然最终目的是透明的全光网络，但可从半透明开始，即在

7、网中允许有光电变换。目的是透明的全光网络，但可从半透明开始，即在网中允许有光电变换。从从OTN功能上看，功能上看，OTN的一个重要出发点是子网内全光透明，而在子网边的一个重要出发点是子网内全光透明，而在子网边界处采用界处采用O/E/O技术技术。 狭义的狭义的OTN是特指基于是特指基于G.872的光传送网，它仅仅是一个传送平面，必的光传送网，它仅仅是一个传送平面，必须加上管理平面才能进行配置、监控、运行维护管理，在须加上管理平面才能进行配置、监控、运行维护管理，在OTN传送平面和传送平面和管理平面的基础上，如果再加上控制平面，管理平面的基础上，如果再加上控制平面，OTN就发展到其高级形式：自就发

8、展到其高级形式：自动交换光网络动交换光网络ASON (Automatically Switched Optical Network) 。第第4章章 光传送网光传送网3. G.709 OTN的技术优势的技术优势（1）多种客户信号封装和透明传输；）多种客户信号封装和透明传输； OTN能够对多种客户层信号进行透传，包括比特透明和定时透明。能够对多种客户层信号进行透传，包括比特透明和定时透明。G.709OTN帧可以支持包括帧可以支持包括SDH/SONET、ATM、GFP等在内的多种客等在内的多种客户信号的映射。使不同应用的客户业务都能统一到一个传送平台上去。户信号的映射。使不同应用的客户业务都能统一到

9、一个传送平台上去。 （2）大颗粒调度和保护恢复；）大颗粒调度和保护恢复； OTN提供提供3种交叉颗粒，即种交叉颗粒，即ODU1(2.5Gbit/s)、ODU2(10Gbit/s)和和ODU3(40Gbit/s)，具有更高的交叉效率，更容易实现大的交叉连接能力，具有更高的交叉效率，更容易实现大的交叉连接能力，降低设备成本。降低设备成本。 （3）完善的性能和故障监测能力；）完善的性能和故障监测能力； OTN引入了丰富的开销，具备完善的性能和故障监测机制。引入了丰富的开销，具备完善的性能和故障监测机制。 OTN还还可以提供可以提供6级串连监视功能（级串连监视功能（TCM），可以实现分级和分段管理。）

10、，可以实现分级和分段管理。 第第4章章 光传送网光传送网如图：如图：G.709 OTN串连监控串连监控第第4章章 光传送网光传送网（4）强大的带外前向纠错（）强大的带外前向纠错（FEC）功能；）功能； G.709为为OTN帧结构定义了标准的带外帧结构定义了标准的带外FEC纠错算法，使用纠错算法，使用RS(255,239)算法，可以带来最大算法，可以带来最大6.2dB（BER10-15）编码增益。私有）编码增益。私有的的FEC编码编码(也叫增强也叫增强FEC，或者超级，或者超级FEC)比标准的比标准的RS-FEC编码具有更编码具有更强的纠错能力，可提供高达强的纠错能力，可提供高达8dB的编码增益

11、。可以降低的编码增益。可以降低OSNR容限，延长容限，延长电中继距离，减少系统站点个数，降低建网成本。电中继距离，减少系统站点个数，降低建网成本。 （5）良好的维护能力。）良好的维护能力。 G.709 OTN提供了丰富的维护信号用以进行故障隔离和告警抑制，提供了丰富的维护信号用以进行故障隔离和告警抑制，减轻了系统维护的负担。减轻了系统维护的负担。 但与现有光网络相比，但与现有光网络相比，OTN目前不支持小带宽粒度目前不支持小带宽粒度(指低于指低于2.5Gbps)。 第第4章章 光传送网光传送网4. 网络演进模型网络演进模型 不同的网络结构所适合传输的业务信号是不同的。核心网从基于不同的网络结构

12、所适合传输的业务信号是不同的。核心网从基于SDH和和WDM的传送网演进到基于的传送网演进到基于OTN/ASON的传送网的过程，传的传送网的过程，传送网采用哪种演进结构，不同的运营商所采取的融合思路不一样。送网采用哪种演进结构，不同的运营商所采取的融合思路不一样。目前主要有两种基本网络演进结构：目前主要有两种基本网络演进结构：p 重叠模型；p 对等模型。 （1）重叠模型 又称客户又称客户-服务者模型，或者服务者模型，或者C/S模型。是模型。是ITU等国际标准组织所等国际标准组织所支持的网络演进结构。这种模型的基本思路是把光传送层的控制智支持的网络演进结构。这种模型的基本思路是把光传送层的控制智能

13、完全放在光传送层独立实施。能完全放在光传送层独立实施。第第4章章 光传送网光传送网 光传送层将成为一个开放的通用传送平台，可以为包括光传送层将成为一个开放的通用传送平台，可以为包括IP层在内的层在内的所有客户层提供动态互联。所有客户层提供动态互联。 此模型的好处是：一、可以实现统一透明的光传送层平台，支持多此模型的好处是：一、可以实现统一透明的光传送层平台，支持多客户层信号。二、允许光传送层和客户层独立演进。三、运营者既可以客户层信号。二、允许光传送层和客户层独立演进。三、运营者既可以充分利用原有的基础设施，又可以在网络其他部分引入新技术。四、允充分利用原有的基础设施，又可以在网络其他部分引入

14、新技术。四、允许网络运营商按照需要实施灵活的策略控制和提供灵活的服务等级协议许网络运营商按照需要实施灵活的策略控制和提供灵活的服务等级协议(SLA: Service Level Agreement)。 缺点是功能重叠，两个层面都需要有网管和控制功能。其次，成缺点是功能重叠，两个层面都需要有网管和控制功能。其次，成本较高，带宽利用率较低。需要复杂的地址解析。这种模型最适合具有本较高，带宽利用率较低。需要复杂的地址解析。这种模型最适合具有大量大量SDH网络基础设施、而同时又需要支持分组化数据的网络运营商。网络基础设施、而同时又需要支持分组化数据的网络运营商。 第第4章章 光传送网光传送网（2）对等

15、模型 对等模型又称集成模型或混合模型，是对等模型又称集成模型或混合模型，是IETF所支持的网络演进结构，所支持的网络演进结构，对等模型的基本特点是将光传送层的控制智能转移到对等模型的基本特点是将光传送层的控制智能转移到IP层，由层，由IP层来实层来实施端到端的控制。施端到端的控制。 这种模型的光网络层主要支持单一的客户，即这种模型的光网络层主要支持单一的客户，即IP业务，难以支持传业务，难以支持传统的非统的非IP业务，失去了对业务的透明性。其次，对客户层开放光传送层业务，失去了对业务的透明性。其次，对客户层开放光传送层的网络拓扑等细节，在多数情况下是行不通的。第三，较难实现光传送的网络拓扑等细

16、节，在多数情况下是行不通的。第三，较难实现光传送层的互操作性，等等。层的互操作性，等等。 这种模型较适合那些新兴的同时拥有光网络和这种模型较适合那些新兴的同时拥有光网络和IP网的运营商。网的运营商。 第第4章章 光传送网光传送网5. OTN与现有光网络的关系与现有光网络的关系（1）OTN与SDH网络的关系 相互独立关系相互独立关系:OTN网络与网络与SDH网络独立运行，承载不同类型业务小网络独立运行，承载不同类型业务小颗粒业务由颗粒业务由SDH网络传输，而大颗粒业务由网络传输，而大颗粒业务由OTN负责传输，两者并存；负责传输，两者并存； 客户客户服务关系服务关系:将将SDH的传输模块封装到的传

17、输模块封装到OTN的传输模块中，即将的传输模块中，即将SDH作为作为OTN的客户层。的客户层。 （2）OTN与现有WDM网络的关系 主要是主要是WDM向向OTN演进。未来演进。未来WDM网络应该向基于网络应该向基于OTN的的WDM网网络发展。首先应该完善络发展。首先应该完善WDM设备对设备对OTN开销的处理能力，并采用开销的处理能力，并采用OTUk白光口进行系统间对接。其次可采用白光口进行系统间对接。其次可采用OTN调度设备和现网调度设备和现网WDM系统相系统相配合的方式扩展配合的方式扩展WDM网络的灵活调度和保护能力。网络的灵活调度和保护能力。 第第4章章 光传送网光传送网4.2 光传送网的

18、体系结构光传送网的体系结构1. 光传送网的组成光传送网的组成 光传送网的物理层主要由以下几种网元组成：光传送网的物理层主要由以下几种网元组成：p 光交叉连接（OXC）;p 光分插复用器（OADM）；p 光纤线路系统；p 光放大器。第第4章章 光传送网光传送网2. OTN的分层结构的分层结构 (1) 光通道层(OCh层) 光通道层负责为客户信号光通道层负责为客户信号(如如STM-N、IP、ATM、以太网等、以太网等)选择路选择路由和分配波长，为网络选路安排光通路连接，为客户层信号的透明传由和分配波长，为网络选路安排光通路连接，为客户层信号的透明传输提供端到端的联网功能。输提供端到端的联网功能。

19、光通道层必须具备的能力包括：光通道连接的重组；光通道开销光通道层必须具备的能力包括：光通道连接的重组；光通道开销处理；光通道监控功能；网络的生存性能力。处理；光通道监控功能；网络的生存性能力。 OCh层与各种数字化的客户信号接口，为透明地传送这些客户信层与各种数字化的客户信号接口，为透明地传送这些客户信号提供点到点的以光通道为基础的组网功能。号提供点到点的以光通道为基础的组网功能。 第第4章章 光传送网光传送网第第4章章 光传送网光传送网(2) 光复用段层(OMS层) 光复用段层负责保证两个相邻复用设备之间多波长复用光信号的完光复用段层负责保证两个相邻复用设备之间多波长复用光信号的完整传输。主

20、要功能包括：为灵活的多波长网络选路重新安排光复用段功整传输。主要功能包括：为灵活的多波长网络选路重新安排光复用段功能；处理光复用段开销；为段层的运行和维护提供光复用段的检测和管能；处理光复用段开销；为段层的运行和维护提供光复用段的检测和管理功能。理功能。 (3) 光传输段层(OTS层） 光传输段层为光信号在不同类型的传输媒质上提供传输功能；进行光传输段层为光信号在不同类型的传输媒质上提供传输功能；进行光传输段开销处理；实现对光放大器或中继器的检测和控制功能等。光传输段开销处理；实现对光放大器或中继器的检测和控制功能等。 综合起来，光传送网的综合起来，光传送网的OCh层层为各种数字客户信号提供接

21、口，为透为各种数字客户信号提供接口，为透明地传送这些客户信号提供点到点的以光通道为基础的组网功能；明地传送这些客户信号提供点到点的以光通道为基础的组网功能；OMS层为复用后的多波长信号提供组网功能。层为复用后的多波长信号提供组网功能。OTS层层提供在光介质上传输光提供在光介质上传输光信号的功能。相邻层之间形成所谓的信号的功能。相邻层之间形成所谓的客户客户/服务者服务者关系。关系。 第第4章章 光传送网光传送网3. 原子功能模型原子功能模型背景：背景：ITU-T或或IEEE发布的建议或协议习惯上用方框图来解释网络发布的建议或协议习惯上用方框图来解释网络的组成和各部分的功能。在的组成和各部分的功能

22、。在ITU-T最初发布最初发布SDH的一套建议时，采用的一套建议时，采用的也是方框图。在的也是方框图。在1994年年5月的月的ITU-T第第15研究组会议上，欧洲代表研究组会议上，欧洲代表提出改用原子模型来描述提出改用原子模型来描述SDH设备的建议，但是直到设备的建议，但是直到1996年年11月，月，SDH的的G.783的修改稿才全面运用原子功能模型。的修改稿才全面运用原子功能模型。 原子功能模型原子功能模型是一种功能建模工具。用原子功能模型来描述是一种功能建模工具。用原子功能模型来描述SDH设备和网络、设备和网络、OTN设备和网络设备和网络(或其他任何设备或其他任何设备)。第第4章章 光传送

23、网光传送网第第4章章 光传送网光传送网 原子功能模型原子功能模型把复杂的设备或系统的功能分解成若干个功能各异、把复杂的设备或系统的功能分解成若干个功能各异、含义明确、且不能再分解的小功能，就像化学里的原子一样，来描述复含义明确、且不能再分解的小功能，就像化学里的原子一样，来描述复杂的设备或系统的一种方法。杂的设备或系统的一种方法。 在原子结构模型中，网络结构元件是用来描述传送网功能结构的一在原子结构模型中，网络结构元件是用来描述传送网功能结构的一些通用基本元件，与实施技术无关。些通用基本元件，与实施技术无关。 可以用少量的结构元件和抽象的方式来描述网络的功能。网络结构可以用少量的结构元件和抽象

24、的方式来描述网络的功能。网络结构元件以特定的方式联系在一起就形成了网络单元元件以特定的方式联系在一起就形成了网络单元(又称网元又称网元)，这些网元，这些网元再按规定互连就构成实际网络。再按规定互连就构成实际网络。 第第4章章 光传送网光传送网第第4章章 光传送网光传送网4.3 OTN的传送模块及其帧结构的传送模块及其帧结构 SDH、ATM、Ethernet、IP和其他信号都能在光传送网中传输。和其他信号都能在光传送网中传输。但是，但是，OTN是只支持是只支持2.5Gbps以上的传输速率，这些客户信号必须进以上的传输速率，这些客户信号必须进行打包处理以便在行打包处理以便在OTN中传送，打包处理的

25、技术称为中传送，打包处理的技术称为数字包封技术数字包封技术。 G.709建议主要从以下几个方面定义了光传送网对光传送模块建议主要从以下几个方面定义了光传送网对光传送模块(OTM-n)的要求：的要求： 光传输体系； 支持多波长光网络的开销功能； 帧结构； 比特速率； 映射客户信号的格式。 第第4章章 光传送网光传送网1. 两种接口两种接口 ITU-T G.872建议给光传送网定义了两种接口：建议给光传送网定义了两种接口：p 域间接口；p 域内接口。 域间接口（域间接口（IrDI：Inter-Domain Interface），是代表两个运营域），是代表两个运营域之间边界的物理接口；而域内接口（之

26、间边界的物理接口；而域内接口（IaDI：Intra-Domain Interface）是在运营域内部的接口。是在运营域内部的接口。 第第4章章 光传送网光传送网2. 两类光传送模块两类光传送模块 G.709定义了两种光传送模块（定义了两种光传送模块（OTM-n）：）：p 完全功能光传送模块(OTM-n.m): 用于支持域内接口；用于支持域内接口；p 简化功能光传送模块(OTM-0.m, OTM-nr.m): 用于支持域间接口。用于支持域间接口。 光传送模块是在光传送模块是在OTN中传送的信息结构，信息是以光传送模块中传送的信息结构，信息是以光传送模块OTM为单元进行传输的。为单元进行传输的。n

27、表示网络节点接口所支持的最大波长数，表示网络节点接口所支持的最大波长数，n为为0时时表示无特定频率的单通道，表示无特定频率的单通道，m表示网络节点接口所支持的信号速率类型表示网络节点接口所支持的信号速率类型或者类型组合，它可以是一位或者多位数。在表示速率等级时或者类型组合，它可以是一位或者多位数。在表示速率等级时m一般用一般用k表示，其有效数字目前有表示，其有效数字目前有6种种，分别是，分别是1、2、3、12、123、23。k为为1时时表示近似为表示近似为2.5Gbps的信号速率；的信号速率；k为为2时表示近似为时表示近似为10Gbps的信号速率；的信号速率；k为为3时表示近似为时表示近似为4

28、0Gbps的信号速率。的信号速率。 第第4章章 光传送网光传送网 G.959.1定义了两种简化功能光传送模块的物理接口，分别是：定义了两种简化功能光传送模块的物理接口，分别是：p 单跨距单波长接口单跨距单波长接口(OTM-0.1/2.5G，OTM-0.2/10G和和OTM-0.3/40G)p 单跨距单跨距16波长接口波长接口(OTM-16r.1/2.5G，OTM-16r.2/10G) 物理接口的标准化使得域间互通成为可能。完全功能光传送模块物理接口的标准化使得域间互通成为可能。完全功能光传送模块(OTM-n.m)尚没有统一的标准。尚没有统一的标准。 第第4章章 光传送网光传送网3. 有关术语有

29、关术语（1）光通道（OCH） 用来支持光通道路径的信息结构，光通道的客户信号是光传送单用来支持光通道路径的信息结构，光通道的客户信号是光传送单元元k(OTUk)信号。信号。（2）光通道净荷单元（OPUk） 用来适配客户信号，以便使其适合于在光通道上传输的信息结构。用来适配客户信号，以便使其适合于在光通道上传输的信息结构。包含客户信息、适配开销、支持客户信号传送的包含客户信息、适配开销、支持客户信号传送的OPUk开销。目前已经开销。目前已经定义了定义了OPU1、OPU2、OPU3。（3）光通道数据单元（ODUk） 由信息净负荷（由信息净负荷（OPUk）和）和ODUk相关开销构成的信息结构，目前相

30、关开销构成的信息结构，目前已经定义了已经定义了ODU1、ODU2、ODU3。 第第4章章 光传送网光传送网（4）光通道传送单元k（OTUk） 是通过一个或多个光通道连接来传送光通道数据单元（是通过一个或多个光通道连接来传送光通道数据单元（ODUk）的）的信息结构，由光通道数据单元信息结构，由光通道数据单元ODUk和和OTUk相关开销组成。相关开销组成。 这些单元可以认为是在将客户信号封装到这些单元可以认为是在将客户信号封装到OTM过程中的不同封装阶过程中的不同封装阶段。光传送网接口的客户信号可以是段。光传送网接口的客户信号可以是SDH的的STM-N信号、信号、ATM信号、信号、IP信号等等，这

31、些客户信号经过光通道层、光复用段层、光传输段层进行信号等等，这些客户信号经过光通道层、光复用段层、光传输段层进行适配处理和层层加开销处理后，就形成了能够直接在适配处理和层层加开销处理后，就形成了能够直接在OTN网络中传输的网络中传输的光传送模块。光传送模块。 第第4章章 光传送网光传送网如图：如图：光传送网接口的结构光传送网接口的结构第第4章章 光传送网光传送网4. 光传送网接口的信息包容关系光传送网接口的信息包容关系 OTN接口的信息结构可以用信息的包容关系以及客户层信号被包封接口的信息结构可以用信息的包容关系以及客户层信号被包封的流程来表示。以的流程来表示。以OTM-0.m为例，如下图所示

32、。为例，如下图所示。5. 光传送模块的映射复用光传送模块的映射复用 可进行从可进行从ODU1到到ODU2、ODU3，以及，以及ODU2到到ODU3的复用，形的复用，形成更高速率的信号。成更高速率的信号。 第第4章章 光传送网光传送网如图：如图：OTM-0.m的主要信息包容关系的主要信息包容关系第第4章章 光传送网光传送网6. 光传送模块各种信息结构的比特率光传送模块各种信息结构的比特率（1）OTU的类型和比特率OTU类型类型OTU标称比特率标称比特率OTU比特率容差比特率容差OTU1255/2382488320kbit/s20ppmOTU2255/2379953280kbit/sOTU3255

33、/23639813120kbit/sOTU1：2666057.143kbit/sOTU2：10709225.316kbit/sOTU3：43018413.559kbit/s 第第4章章 光传送网光传送网（2）ODU的类型和比特率ODU类型类型ODU标称比特率标称比特率ODU比特率容差比特率容差ODU1239/2382488320kbit/s20ppmODU2239/2379953280kbit/sODU3239/23639813120kbit/sODU1：2498775.126kbit/sODU2：10037273.924kbit/sODU3：40319218.983kbit/s第第4章章 光

34、传送网光传送网（3）OPU的类型和比特率ODU类型类型ODU标称比特率标称比特率ODU比特率容差比特率容差ODU12488320kbit/s20ppmODU2238/2379953280kbit/sODU3238/23639813120kbit/sOPU1：2498775.126kbit/sOPU2：9995276.962kbit/s OPU3：40150519.322kbit/s 第第4章章 光传送网光传送网（4）OTUk/ODUk/OPUk的帧周期 OTU/ODU/OPU类型类型周期周期OTU1/ODU1/DPU148.971 usOTU2/ODU2/DPU212.191 usOTU3/O

35、DU3/OPU33.035 us注：注：周期精确到小数点后周期精确到小数点后3 3位。位。第第4章章 光传送网光传送网7. 光传送模块的帧结构光传送模块的帧结构（1）光通道净荷单元（OPUk）的帧结构 以字节为单位、以字节为单位、4行行3810列的块状帧结构。列的块状帧结构。OPUk由由OPUk开销区和开销区和OPUk净净荷区构成，荷区构成，OPUk开销区位于第开销区位于第15、16列，列，OPUk净荷区位于第净荷区位于第17至第至第3824列。列。OPUkOH在在OPUk组装的地方加上去，在组装的地方加上去，在OPUk拆开的时候终结。拆开的时候终结。 第第4章章 光传送网光传送网（2）光通道

36、数据单元(ODUk)的帧结构 以字节为单位、以字节为单位、4行行3824列的块状帧结构。第一行的第列的块状帧结构。第一行的第114列用于帧列用于帧定位和定位和OTUk开销。开销。ODUk帧由帧由ODUk开销区和开销区和OPUk区域构成，区域构成，ODUk开销区为第开销区为第24行第行第114列，列，OPUk区域为第区域为第153824列。即：列。即： ODUk=OPUk+ODUkOH 第第4章章 光传送网光传送网（3）光通道传送单元(OTUk)的帧结构 OTUk有两种类型：有两种类型：p 完全标准化的光通道传送单元(OTUk)；p 部分功能标准化的光通道传送单元(OTUkV)。 OTUk的帧结

37、构是完全标准化的，的帧结构是完全标准化的，OTUkV是只针对某些需要的功能是只针对某些需要的功能而规定的某种帧结构。而规定的某种帧结构。 OTUk(k=1，2，3)的帧结构是在的帧结构是在ODUk帧结构的基础上加上帧结构的基础上加上4行行256列的列的FEC区域区域,再加上位于第再加上位于第1行第行第814列的列的OTUk专用开销区构成，专用开销区构成，是一个是一个4行行4080列的字节块状帧结构，即：列的字节块状帧结构，即：OTUk=ODUk+OTUkFEC+OTUkOH 第第4章章 光传送网光传送网OTUk所用的前向纠错技术一般采用所用的前向纠错技术一般采用RS(255，239) FEC编

38、码，若不采编码，若不采用前向纠错技术，则用前向纠错技术，则FEC区域采用固定填充字节区域采用固定填充字节(全为全为0)。 第第4章章 光传送网光传送网8. OTUk信号的扰码信号的扰码 OTUk信号在光网络节点接口信号在光网络节点接口(ONNI：Optical Network Node Interface)必须提供足够的位定时脉冲。为了防止出现长连必须提供足够的位定时脉冲。为了防止出现长连“0”或长连或长连“1”，必须使用扰码器对信号进行扰码，以获得合适的比特图案。扰码，必须使用扰码器对信号进行扰码，以获得合适的比特图案。扰码器的产生多项式应该为器的产生多项式应该为1+x+x3 +x12+x1

39、6。 第第4章章 光传送网光传送网4.4 OTN的网络管理的网络管理1. 光传送网管理的特殊性光传送网管理的特殊性 和和SDH网相比较，光传送网对网络管理提出了一些特殊要求：网相比较，光传送网对网络管理提出了一些特殊要求： n 光传送网中客户信号的各种处理功能都是在光域上进行，无法象光传送网中客户信号的各种处理功能都是在光域上进行，无法象SDH光传输网那样采用开销比特的办法来实现管理，必须采用新的办法实现光传输网那样采用开销比特的办法来实现管理，必须采用新的办法实现光层的管理与控制，需要在光层中添加合适的管理信息；光层的管理与控制，需要在光层中添加合适的管理信息； n 在光传送网中引入了一些不

40、同于在光传送网中引入了一些不同于SDH的管理实体，如对光交叉连接的管理实体，如对光交叉连接(OXC)和光分插复用和光分插复用(OADM)设备的管理；设备的管理； 第第4章章 光传送网光传送网n 光传送网的重要优点是协议透明性，可以同时存在多种形光传送网的重要优点是协议透明性，可以同时存在多种形式的协议流，无法预知网络使用的协议，因此，光传送网需式的协议流，无法预知网络使用的协议，因此，光传送网需要有自己的管理信息结构和开销方案；要有自己的管理信息结构和开销方案；n 光传送网的最终目标是实现可以支持各种传送业务的统一光传送网的最终目标是实现可以支持各种传送业务的统一的光平台，光传送网的管理需要考

41、虑与现有的的光平台，光传送网的管理需要考虑与现有的SDH传送网管传送网管理的配合问题。理的配合问题。 第第4章章 光传送网光传送网2. 电信管理网（电信管理网（TMN）的特点）的特点 电信管理网电信管理网(TMN)是是ITU-T根据根据ISO系统管理框架提出的具有标准协系统管理框架提出的具有标准协议、接口和体系结构的管理网络。具有以下特点：议、接口和体系结构的管理网络。具有以下特点： (1)能够迅速引进新业务和新技术；能够迅速引进新业务和新技术； (2)采用开放结构和标准接口采用开放结构和标准接口,适应多厂商环境；适应多厂商环境； (3)软件可重复利用和可移植；软件可重复利用和可移植； (4)

42、分步处理；分步处理； (5)采用采用OSI管理体系结构。管理体系结构。 TMN的特点很好地满足了的特点很好地满足了OTN的要求，对的要求，对OTN的管理可以采用基于的管理可以采用基于TMN体系结构的网络管理技术。体系结构的网络管理技术。 第第4章章 光传送网光传送网3. 网元管理层的管理需求网元管理层的管理需求 网元管理网元管理是指对网元设备的管理。一般是指对网元设备的管理。一般TMN的功能可以划分为的功能可以划分为5个功个功能区。对于光传送网，需要增加的管理功能主要集中在网络故障管理、能区。对于光传送网，需要增加的管理功能主要集中在网络故障管理、配置管理和性能管理。配置管理和性能管理。 （1

43、）故障管理 故障模式故障模式 光传送网中包括多种光的有源器件和无源器件。无源器件光传送网中包括多种光的有源器件和无源器件。无源器件(耦合器、耦合器、光栅等光栅等) 发生故障的几率很小。光传送网的故障模式主要指各种有源器件发生故障的几率很小。光传送网的故障模式主要指各种有源器件可能出现的故障。包括发射机故障、接收机故障等等。可能出现的故障。包括发射机故障、接收机故障等等。 第第4章章 光传送网光传送网 故障检测故障检测 需要规定光信号的故障检测指标。类比需要规定光信号的故障检测指标。类比SDH网告警信号的定义，提网告警信号的定义，提出以下的光告警信息：出以下的光告警信息：u 光信号丢失(相当于S

44、DH的LOS告警信号)；u 光频率同步丢失(相当于SDH的帧丢失信号)；u 光信号恶化(相当于SDH的信号恶化)。第第4章章 光传送网光传送网（2）性能管理 对对WDM信道难以实现具体到比特内容的访问，对光传送网的性能监信道难以实现具体到比特内容的访问，对光传送网的性能监视不能直接采用视不能直接采用SDH中定义的性能监视方案，否则将破坏其透明性的特中定义的性能监视方案，否则将破坏其透明性的特点。为了获取有关网络运行状况的数据，要求建立对光传送网的性能监视点。为了获取有关网络运行状况的数据，要求建立对光传送网的性能监视功能，并将其作为网络传送处理功能的一个组成部分。包括：功能，并将其作为网络传送

45、处理功能的一个组成部分。包括：l 信道频率监视；l 功率电平监视；l 信号质量监视。（3）配置管理 对网元设备监控和管理，实现光连接的建立、保护倒换、资源调度等。对网元设备监控和管理，实现光连接的建立、保护倒换、资源调度等。第第4章章 光传送网光传送网4. 网络管理层的管理需求网络管理层的管理需求 网络管理层负责对所辖区域内的所有网元行使管理职能，其主要功能有网络管理层负责对所辖区域内的所有网元行使管理职能，其主要功能有:n 从全网的观点来控制和协调所有的网元；从全网的观点来控制和协调所有的网元；n 提供、中止或修改网络的能力来为用户提供服务；提供、中止或修改网络的能力来为用户提供服务；n 维

46、持网络的能力；维持网络的能力；n 维护网络的统计数据、运行记录等，并与服务管理层进行交互处理。维护网络的统计数据、运行记录等，并与服务管理层进行交互处理。第第4章章 光传送网光传送网（1）连接监测 监测包括连续性监测和连接性监测。监测包括连续性监测和连接性监测。 连续性监测连续性监测 对连续路径的完整性的监测处理过程。光纤网络中发生连接故障的对连续路径的完整性的监测处理过程。光纤网络中发生连接故障的原因一般是光纤断裂，这段光纤的后面第一个节点会检测到信号丢失，原因一般是光纤断裂，这段光纤的后面第一个节点会检测到信号丢失，并产生告警信息传给客户层。并产生告警信息传给客户层。 连接性监测连接性监测

47、 用来检测信源和信宿之间的整个路由的完整性。包括连接建立期间用来检测信源和信宿之间的整个路由的完整性。包括连接建立期间的监测和连接有效期间的监测。的监测和连接有效期间的监测。（2）维护指示 用来向上游和下游指示路径中的连接故障。常用的维护指示信号有：用来向上游和下游指示路径中的连接故障。常用的维护指示信号有：前向缺陷指示前向缺陷指示(FDI)、后向缺陷指示、后向缺陷指示(BDI)。第第4章章 光传送网光传送网（3）信号质量监测 用来检测连接的性能的一组操作，包括对信号的功率、信噪比等参数用来检测连接的性能的一组操作，包括对信号的功率、信噪比等参数的测量和收集，用于对信道进行管理。的测量和收集，

48、用于对信道进行管理。（4）适配管理 处理客户层和服务层之间的适配过程。主要包括客户层负荷类别的识处理客户层和服务层之间的适配过程。主要包括客户层负荷类别的识别，用于对客户层信号分配适当的光信道。别，用于对客户层信号分配适当的光信道。（5）保护控制 用来为路径或子网连接的保护倒换提供控制信息的一组操作。用来为路径或子网连接的保护倒换提供控制信息的一组操作。（6）管理通信 用于网络管理的通信过程。已经确认的管理通信通道包括两种类型：用于网络管理的通信过程。已经确认的管理通信通道包括两种类型：一是能支持数据通信网络的消息信道；二是能支持话音和话音带宽数据通一是能支持数据通信网络的消息信道；二是能支持

49、话音和话音带宽数据通信的辅助信道。信的辅助信道。第第4章章 光传送网光传送网5. OTN网管的组织模型网管的组织模型 光传送网的管理建立在与现有的网络管理系统平台光传送网的管理建立在与现有的网络管理系统平台(如如TMN描述的描述的SDH网网)兼容的基础上。光传送网的管理可以采取方式包括：兼容的基础上。光传送网的管理可以采取方式包括：p 集中方式；p 分布方式。 在集中式网管系统中只能有一个控制器执行网络的管理功能；在分布在集中式网管系统中只能有一个控制器执行网络的管理功能；在分布式网管系统中由多个控制器共享网络的管理能力。式网管系统中由多个控制器共享网络的管理能力。 所谓所谓组织模型组织模型，

50、是用来描述网络管理中管理任务如何分配和组织，即，是用来描述网络管理中管理任务如何分配和组织，即描述管理进程担任控制角色描述管理进程担任控制角色(管理者管理者)和被控角色和被控角色(代理代理)的能力，以及管理的能力，以及管理者与代理之间的相互关系。者与代理之间的相互关系。 管理者管理者的任务是发送管理命令和接收代理返回的通知；的任务是发送管理命令和接收代理返回的通知；代理代理的任务是的任务是响应管理者发来的命令，并返回反映目标行为的通知给管理者。响应管理者发来的命令，并返回反映目标行为的通知给管理者。 第第4章章 光传送网光传送网被管设备被管设备是希望监控的网络部件，如光放大器、波分复用器等。是

51、希望监控的网络部件，如光放大器、波分复用器等。代理代理驻留驻留在被管理的设备中，跟踪被管理设备的状态，并向管理者报告所在设备的在被管理的设备中，跟踪被管理设备的状态，并向管理者报告所在设备的当前状态信息。当前状态信息。管理者管理者是一个控制台程序，包括被管理的网络的总体信息。是一个控制台程序，包括被管理的网络的总体信息。控制台提供三种功能：控制台提供三种功能：图形用户接口图形用户接口(GUI)、数据库数据库和和通信服务通信服务。 第第4章章 光传送网光传送网6. OMN、OMSN和和TMN的关系的关系 光管理网光管理网(OMN)是电信管理网的一部分，它负责管理光传送网层是电信管理网的一部分，它

52、负责管理光传送网层的网络单元。光管理网还可分为一系列光管理子网的网络单元。光管理网还可分为一系列光管理子网(OMSN)。 第第4章章 光传送网光传送网7. OTN的开销及其传送方式的开销及其传送方式（1）OTN的开销 在传送网中，不同的网络单元之间交换信息以及与管理系统的连接在传送网中，不同的网络单元之间交换信息以及与管理系统的连接都需要信令信息。对光传送网而言，为保持客户信号传送的透明性，管都需要信令信息。对光传送网而言，为保持客户信号传送的透明性，管理开销信道的实现不同于理开销信道的实现不同于SDH网采用的方式。网采用的方式。 目前已经提出多种实现光传送网管理信息的传输方案：从短期应用目前

53、已经提出多种实现光传送网管理信息的传输方案：从短期应用的角度出发，可以选择直接利用现有的、分离的信令网作为光传送网信的角度出发，可以选择直接利用现有的、分离的信令网作为光传送网信令传递的手段；考虑到光传送网长远的发展趋势，最好由光传送网自身令传递的手段；考虑到光传送网长远的发展趋势，最好由光传送网自身实现传送信令的功能。实现传送信令的功能。第第4章章 光传送网光传送网 在光传送网中，定义了在光传送网中，定义了6类开销信息：类开销信息：l 路径终端开销信息；l 客户特有开销信息；l 辅助通道开销信息；l 保留开销信息；l 未分配开销信息；l 网络操作者专用开销信息。第第4章章 光传送网光传送网

54、实现对信号监视的可能方法有：实现对信号监视的可能方法有： 对特定波长信道上携带的某些开销信息进行不中断业务的监视。此对特定波长信道上携带的某些开销信息进行不中断业务的监视。此项技术是协议不透明的。项技术是协议不透明的。 检测透明参数，如总的或各信道的功率水平、绝对信道频率、信噪检测透明参数，如总的或各信道的功率水平、绝对信道频率、信噪比和消光比等。比和消光比等。 使用额外的开销波长信道。与一般的数据波长信道相比，对该信道使用额外的开销波长信道。与一般的数据波长信道相比，对该信道可以监视更为细节的内容。可以监视更为细节的内容。 第第4章章 光传送网光传送网（2）开销传送方式 光传送网各层的开销传

55、送可以有不同的实现方案，包括：光传送网各层的开销传送可以有不同的实现方案，包括：p 随路方式；p 共路方式。（1）随路方式：开销和通路信息一起传送，该通路的情况会随时反映在）随路方式：开销和通路信息一起传送，该通路的情况会随时反映在一起传送的开销中。一起传送的开销中。（2）共路方式：开销与相应的通路信息不在一起传送，而是将所有通路）共路方式：开销与相应的通路信息不在一起传送，而是将所有通路的共同开销用一个单独的的共同开销用一个单独的OSC（光监控信道）通道传送。（光监控信道）通道传送。 第第4章章 光传送网光传送网 共路方式又有共路方式又有带内带内和和带外带外之分。带内开销信道可以利用附加在线

56、路之分。带内开销信道可以利用附加在线路信号上的一个低频调制信号上的一个低频调制(EDFA的泵浦调制的泵浦调制)来实现，不需要额外的光通来实现，不需要额外的光通道。道。 带外开销信道方式是利用额外的光频率来实现，通常采用带外开销信道方式是利用额外的光频率来实现，通常采用1510nm波长，也采用波长，也采用1300nm。好处是不占用可用带宽。好处是不占用可用带宽。 ITU-T建议对于不同的层网络采用不同的方式传递开销信息。建议对于不同的层网络采用不同的方式传递开销信息。 第第4章章 光传送网光传送网4.5 OTN的网络结构与保护的网络结构与保护 网络的（拓扑）结构和网络的生存性有很大的关系。网络的

57、（拓扑）结构和网络的生存性有很大的关系。 网络的生存性反映了网络在发生故障的情况下，仍能维持服务的能网络的生存性反映了网络在发生故障的情况下，仍能维持服务的能力。网络的生存机理、拓扑结构、可用资源、协调机制等对生存性有着显力。网络的生存机理、拓扑结构、可用资源、协调机制等对生存性有着显著的影响。著的影响。SDH网络的生存性是网络的生存性是SDH最有特色的部分之一，其生存性机最有特色的部分之一，其生存性机理被光传送网理被光传送网(OTN)吸收，成为吸收，成为OTN生存性的重要基石。生存性的重要基石。 ITU-T已于已于2003年年1月制定了月制定了G.873.1建议建议(光传送网的线性保护光传送

58、网的线性保护)，2003年年10月通过了月通过了G.808.1建议建议(通用的线性保护倒换通用的线性保护倒换)。后来又制定。后来又制定G.808.2(通用的环形网保护倒换通用的环形网保护倒换)、G.873.2(光传送网基于光传送网基于ODUk共享保护共享保护环环)等建议来规范等建议来规范OTN的生存性。的生存性。第第4章章 光传送网光传送网1. OTN的拓扑结构的拓扑结构 拓扑就是网络的形状。任何通信网络都存在两种拓扑结构：拓扑就是网络的形状。任何通信网络都存在两种拓扑结构：p 物理拓扑；p 逻辑拓扑(虚拓扑)。 物理拓扑物理拓扑表征网络节点的物理结构，从组成上讲，是网络节点与光表征网络节点的

59、物理结构，从组成上讲，是网络节点与光纤链路的集合；纤链路的集合； 逻辑拓扑逻辑拓扑表征网络节点间业务的分布情况，它以物理拓扑为基础，表征网络节点间业务的分布情况，它以物理拓扑为基础，但其结构可以不同于物理拓扑。但其结构可以不同于物理拓扑。（1）OTN的物理拓扑 OTN的物理拓扑包括线型、星型、树型、环型和网孔型的物理拓扑包括线型、星型、树型、环型和网孔型5种。种。第第4章章 光传送网光传送网（2）OTN的逻辑拓扑 逻辑拓扑是指网络节点之间业务的分布状况，逻辑拓扑是指网络节点之间业务的分布状况，OTN的常见逻辑拓扑：的常见逻辑拓扑：p 星型(包括单星型和双星型)；p 平衡型；p 网孔型。第第4章

60、章 光传送网光传送网2. OTN网络保护方法的分类网络保护方法的分类 网络生存性网络生存性是指网络经受各种故障甚至灾难性大故障后仍能维持可是指网络经受各种故障甚至灾难性大故障后仍能维持可接受的业务质量的能力，是网络抵御失效的能力，是网络完整性的一部接受的业务质量的能力，是网络抵御失效的能力，是网络完整性的一部分。网络的故障有两类：分。网络的故障有两类：l 链路故障；l 节点故障。 对故障的恢复一般采用两种机制来实现：对故障的恢复一般采用两种机制来实现：u 网络保护；u 网络恢复。 第第4章章 光传送网光传送网（1）网络保护： 一般是利用节点间预先分配的容量，用硬件冗余的办法来保证网一般是利用节