GPON工程师

前景 全业务运营时代，电信运营商都将转型成为ICT综合服务提供商。业务的丰富性带来对带宽的更高需求，直接反映为对传送网能力和性能的要求。光传送网（OTN，Optical Transport Network）技术由于能够满足各种新型业务需求，从幕后渐渐走到台前，成为传送网发展的主要方向。 简介 OTN是以波分复用技术为基础、在光层组织网络的传送网，是下一代的骨干传送网。OTN是通过G.872、G.79、G.798等一系列ITU-T的建议所规范的新一代“数字传送体系”和“光传送体系”，将解决传统WDM网络无波长/子波长业务调度能力差、组网能力弱、保护能力弱等问题。 OTN跨越了传统的电域(数字传送)和光域(模拟传送)，是管理电域和光域的统一标准。 OTN处理的基本对象是波长级业务，它将传送网推进到真正的多波长光网络阶段。由于结合了光域和电域处理的优势，OTN可以提供巨大的传送容量、完全透明的端到端波长/子波长连接以及电信级的保护，是传送宽带大颗粒业务的最优技术。 主要优势 OTN的主要优点是完全向后兼容，它可以建立在现有的SONET/SDH管理功能基础上，不仅提供了存在的通信协议的完全透明，而且还为WDM提供端到端的连接和组网能力，它为ROADM提供光层互联的规范，并补充了子波长汇聚和疏导能力。 OTN概念涵盖了光层和电层两层网络，其技术继承了SDH和WDM的双重优势，关键技术特征体现为: 1. 多种客户信号封装和透明传输 基于ITU-TG.79的OTN帧结构可以支持多种客户信号的映射和透明传输，如SDH、ATM、以太网等。对于SDH和ATM可实现标准封装和透明传送，但对于不同速率以太网的支持有所差异。ITU-TG.sup43为1GE业务实现不同程度的透明传输提供了补充建议，而对于GE、 4GE、1GE以太网、专网业务光纤通道(FC)和接入网业务吉比特无源光网络(GPON)等，其到OTN帧中标准化的映射方式目前正在讨论之中。 2. 大颗粒的带宽复用、交叉和配置 OTN定义的电层带宽颗粒为光通路数据单元(O-DUk，k=,1,2,3)，即ODUO(GE,1M/S)ODU1(2.5Gb/s)、ODU2(1Gb/s)和 ODU3(4Gb/s)，光层的带宽颗粒为波长，相对于SDH的VC-12/VC-4的调度颗粒，OTN复用、交叉和配置的颗粒明显要大很多，能够显著提升高带宽数据客户业务的适配能力和传送效率。 3. 强大的开销和维护管理能力 OTN提供了和SDH类似的开销管理能力，OTN光通路(OCh)层的OTN帧结构大大增强了该层的数字监视能力。另外OTN还提供6层嵌套串联连接监视(TCM)功能，这样使得OTN组网时，采取端到端和多个分段同时进行性能监视的方式成为可能。为跨运营商传输提供了合适的管理手段。 4. 增强了组网和保护能力 通过OTN帧结构、ODUk交叉和多维度可重构光分插复用器(ROADM)的引入，大大增强了光传送网的组网能力，改变了基于SDHVC- 12/VC-4调度带宽和WDM点到点提供大容量传送带宽的现状。前向纠错(FEC)技术的采用，显著增加了光层传输的距离。另外，OTN将提供更为灵活的基于电层和光层的业务保护功能，如基于ODUk层的光子网连接保护(SNCP)和共享环网保护、基于光层的光通道或复用段保护等，但共享环网技术尚未标准化。 区别联系 OTN和PTN 应该说OTN与PTN是完全不同的两种技术，从技术上来说应该说没有联系。　　OTN是光传送网，是从传统的波分技术演进而来，主要加入了智能光交换功能，可以通过数据配置实现光交叉而不用人为跳纤。大大提升了波分设备的可维护性和组网的灵活性。同时，新的OTN网络也在逐渐向更大带宽，更大颗粒，更强的保护演进。　　PTN是包传送网，是传送网与数据网融合的产物。主要协议是TMPLS，较网络设备少IP层而多了开销报文。可实现环状组网和保护。是电信级的数据网络（传统的数据网是无法达到电信级要求的）。PTN的传送带宽较OTN要小。一般PTN最大群路带宽为1G，OTN单波1G，群路可达4G-16G，最新的技术可达单波4G。是传送网的骨干。 OTN和SDH、WDM OTN以WDM技术为基础，在超大传输容量的基础上引入了SDH强大的操作、维护、管理与指配(OAM)能力，同时弥补SDH在面向传送层时的功能缺乏和维护管理开销的不足。OTN使用内嵌标准FEC，丰富的维护管理开销，适用于大颗粒业务接入FEC纠错编码，提高了误码性能，增加了光传输的跨距。  下面我们用一张图来反映OTN于SDH和WDM三者之间的关系： 关系图 发展进程 OTN通过G.872、G.79、G.798 ITU-T的建议所规范的新一代“数字传送体系”和“光传送体系”。OTN将解决传统WDM网络无波长/子波长业务调度能力、组网能力弱、保护能力弱等问题。 光传送网面向IP业务、适配IP业务的传送需求已经成为光通信下一步发展的一个重要议题。光传送网从多种角度和多个方面提供了解决方案，在兼容现有技术的前提下，由于SDH设备大量应用，为了解决数据业务的处理和传送，在SDH技术的基础上研发了MSTP设备，并已经在网络中大量应用，很好地兼容了现有技术，同时也满足了数据业务的传送功能。但是随着数据业务颗粒的增大和对处理能力更细化的要求，业务对传送网提出了两方面的需求：一方面传送网要提供大的管道，这时广义的OTN技术（在电域为OTH，在光域为ROADM）提供了新的解决方案，它解决了SDH基于VC-12/VC4的交叉颗粒偏小、调度较复杂、不适应大颗粒业务传送需求的问题，也部分克服了WDM系统故障定位困难，以点到点连接为主的组网方式，组网能力较弱，能够提供的网络生存性手段和能力较弱等缺点；另一方面业务对光传送网提出了更加细致的处理要求，业界也提出了分组传送网的解决方案，涉及的主要技术包括T-MPLS和PBB-TE等。 随着网络业务对带宽的需求越来越大，运营商和系统制造商一直在不断地考虑改进业务传送技术的问题。 数字传送网的演化也从最初的基于T1/E1的第一代数字传送网，经历了基于SONET/SDH的第二代数字传送网，发展到了以OTN为基础的第三代数字传送网。第一、二代传送网最初是为支持话音业务而专门设计的，虽然也可用来传送数据和图像业务，但是传送效率并不高。相比之下，第三代传送网技术，从设计上就支持话音、数据和图像业务，配合其他协议时可支持带宽按需分配（BOD）、可裁剪的服务质量（QoS）及光虚拟专网（OVPN）等功能。 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。从其功能上看，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，如图1所示。因此，OTN可以看作是传送网络向全光网演化过程中的一个过渡应用。 在OTN的功能描述中，光信号是由波长（或中心波长）来表征。光信号的处理可以基于单个波长，或基于一个波分复用组。（基于其他光复用技术，如时分复用，光时分复用，或光码分复用的OTN，还有待研究。）OTN在光域内可以实现业务信号的传递、复用、路由选择、监控，并保证其性能要求和生存性。OTN可以支持多种上层业务或协议，如SONET/SDH，ATM，Ethernet，IP，PDH，FibreChannel，GFP，MPLS，OTN虚级联， ODU复用等，是未来网络演进的理想基础。全球范围内越来越多的运营商开始构造基于OTN的新一代传送网络，系统制造商们也推出具有更多OTN功能的产品来支持下一代传送网络的构建。 OTN（Oracle技术网络，Oracle Technology Network），oracle公司技术网络。 应用场景 基于OTN的智能光网络将为大颗粒宽带业务的传送提供非常理想的解决方案。传送网主要由省际干线传送网、省内干线传送网、城域(本地)传送网构成，而城域(本地)传送网可进一步分为核心层、汇聚层和接入层。相对SDH而 言，OTN技术的最大优势就是提供大颗粒带宽的调度与传送，因此，在不同的网络层面是否采用OTN技术，取决于主要调度业务带宽颗粒的大小。按照网络现状，省际干线传送网、省内干线传送网以及城域(本地)传送网的核心层调度的主要颗粒一般在Gb/s及以上，因此，这些层面均可优先采用优势和扩展性更好的OTN技术来构建。对于城域(本地)传送网的汇聚与接入层面，当主要调度颗粒达到Gb/s量级，亦可优先采用OTN技术构建。 1. 国家干线光传送网 随着网络及业务的IP化、新业务的开展及宽带用户的迅猛增加，国家干线上的IP流量剧增，带宽需求逐年成倍增长。波分国家干线承载着 PSTN/2G长途业务、NGN/3G长途业务、Internet国家干线业务等。由于承载业务量巨大，波分国家干线对承载业务的保护需求十分迫切。 采用OTN技术后，国家干线IP over OTN的承载模式可实现SNCP保护、类似SDH的环网保护、MESH网保护等多种网络保护方式，其保护能力与SDH相当，而且，设备复杂度及成本也大大降低。 2. 省内/区域干线光传送网 省内/区域内的骨干路由器承载着各长途局间的业务(NGN/3G/IPTV/大客户专线等)。通过建设省内/区域干线OTN光传送网，可实现 GE/1GE、2.5G/1GPOS大颗粒业务的安全、可靠传送; 可组环网、复杂环网、MESH网; 网络可按需扩展; 可实现波长/子波长业务交叉调度与疏导，提供波长/子波长大客户专线业务; 还可实现对其它业务如STM-1/4/16/64SDH、ATM、FE、DVB、HDTV、ANY等的传送。 3. 城域/本地光传送网 在城域网核心层，OTN光传送网可实现城域汇聚路由器、本地网C4(区/县中心)汇聚路由器与城域核心路由器之间大颗粒宽带业务的传送。路由器上行接口主要为GE/1GE，也可能为2.5G/1GPOS。城域核心层的OTN光传送网除可实现GE/1GE、2.5G/1G/4GPOS 等大颗粒电信业务传送外，还可接入其他宽带业务，如STM-/1/4/16/64SDH、ATM、FE、ESCON、FICON、FC、DVB、 HDTV、ANY等; 对于以太业务可实现二层汇聚，提高以太通道的带宽利用率; 可实现波长/各种子波长业务的疏导，实现波长/子波长专线业务接入; 可实现 带宽点播、光虚拟专网等，从而可实现带宽运营。从组网上看，还可重整复杂的城域传输网的网络结构，使传输网络的层次更加清晰。 4、专有网络的建设 随着企业网应用需求的增加，大型企业、政府部门等，也有了大颗粒的电路调度需求，而专网相对于运营商网络光纤资源十分贫乏，OTN的引入除了增加了大颗粒电路的调度灵活性，也节约了大量的光纤资源。 在城域网接入层，随着宽带接入设备的下移，ADSL2+/VDSL2等DSLAM接入设备将广泛应用，并采用GE上行; 随着集团GE专线用户不断增多，GE接口数量也将大量增加。ADSL2+设备离用户的距离为5～1米，VDSL2设备离用户的距离以5米以内为宜。大量GE业务需传送到端局的BAS及SR上，采用OTN或OTN+OCDMA-PON相结合的传输方式是一种较好的选择，将大大节省因光纤直连而带来的光纤资源的快速消耗，同时可利用OTN实现对业务的保护，并增强城域网接入层带宽资源的可管理性及可运营能力。 发展趋势 OTN对于应用来说是新技术，但其自身的发展已有多年的历史，已趋于成熟。ITU-T从1998年就启动了OTN系列标准的制订，到23年主要标准已基本完善，如OTN逻辑接口G.79、OTN物理接口 G.959.1、设备标准G.798、抖动标准G.8251、保护倒换标准G.873.1等。另外，针对基于OTN的控制平面和管理平面，ITU-T也完成了相应主要规范的制定。 除了在标准上日臻完善之外，近几年OTN技术在设备和测试仪表等方面也进展迅速。主流传送设备商一般都支持一种或多种类型的OTN设备。另外，主流的传送仪表商一般都可提供支持OTN功能的仪表。 随着业务高速发展的强力驱动和OTN技术及实现的日益成熟，OTN技术已局部应用于试验或商用网络。在美国和欧洲，比较大的网络运营商如Verizon、德国电信等都已经建立了G.79 OTN网络，作为新一代的传送平台。预计在未来几年内，OTN将迎来大规模的发展。 国外运营商对于传送网络的OTN接口的支持能力一般已提出明显需求，而实际的网络应用当中则以ROADM设备形态为主，这主要与网络管理维护成本和组网规模等因素密切相关。国内运营商对于OTN技术的发展和应用也颇为关注，从27年开始，中国电信、原中国网通和中国移动集团等都已经开展了OTN技术的应用研究与测试验证，而且部分省内网络也局部部署了基于OTN技术的传送试验网络，组网节点有基于电层交叉的OTN设备，也有基于ROADM的OTN设备。由于ROADM相对于当前的维护体系来说维护成本较高，所以ROADM仅仅在部分运营商进行了小范围实验使用，而基于电层交叉的OTN设备已经大规模商用于中国移动、电信、联通、广电等各大运营商，以及南方电力、中国石化等大型专网。 作为传送网技术发展的最佳选择，可以预计，在不久的将来，OTN技术将会得到更广泛应用，成为运营商营造优异的网络平台、拓展业务市场的首选技术。