OTN技术及华为OTN设备简介36963

OTN技术及华为OTN设备简介

陕北波分第二平面工程采用华为华为下一代智能光传送平台OTN设备OptiX OSN 8800和OptiX OSN 6800。本文主要对OTN技术涉及的网络结构、复用方式、帧结构、ROADM技术和OptiX OSN 8800和OptiX OSN 6800设备特点及本次工程配置主要单元盘作个简要介绍。

一、OTN技术

光传送网OTN（Optical Transport Network）是由ITU-T G.872、G.798、G.709 等建议定义的一种全新的光传送技术体制，它包括光层和电层的完整体系结构，对于各层网络都有相应的管理监控机制和网络生存性机制。OTN 的思想来源于SDH/SONET 技术体制（例如映射、复用、交叉连接、嵌入式开销、保护、FEC 等），把SDH/SONET 的可运营可管理能力应用到WDM 系统中，同时具备了SDH/SONET 灵活可靠和WDM 容量大的优势。

除了在 DWDM 网络中进一步增强对 SONET/SDH 操作、管理、维护和供应 (OAM&P) 功能的支持外，OTN核心协议ITU G.709 协议（基于 ITU G.872）主要对以下三方面进行了定义。

首先，它定义了 OTN 的光传输体系；

其次，它定义了 OTN 的开销功能以支持多波长光网络；

第三，它定义了用于映射客户端信号的 OTN 的帧结构、比特率和格式。

OTN技术是在目前全光组网的一些关键技术(如光缓存、光定时再生、光数字性能监视、波长变换等)不成熟的背景下基于现有光电技术折中提出的传送网组网技术。OTN在子网内部通过ROADM进行全光处理而在子网边界通过电交叉矩阵进行光电混合处理，但目标依然是全光组网，也可认为现在的OTN阶段是全光网络的过渡阶段。

1.OTN网络结构

按照OTN技术的网络分层，可分为光通道层、光复用段层和光传送段层三个层面。另外，为了解决客户信号的数字监视问题，光通道层又分为光通路净荷单元（OPU）、光通道数据单元(ODUk) 和光通道传送单元(OTUk)三个子层，类似于SDH技术的段层和通道层。如下图所示：

客户层(IP/SDH/...)

OCH

光通道层

OMS

光复用段层

OTS

光传送段层

OPUk

ODUk

OTUk

OPU

光通路净荷单元

ODU

光通路数据单元

OTU

光通路传送单元

OCH

光信道O

H客户信号

H FEC

2.OTN复用结构

OTN复用结构也类似SDH复用结构，如图所示：

OPU1ODU2

OPU2ODU2

ODTUG2

ODTUG3

OPU3ODU3OTU3

OTU2

OTU1

Client Signal

Client

Signal

Client

Signal OCh

OCh

电域复用

映射

交换

光域OTU、ODU（包括 ODU 串联连接）以及 OPU 层都可以被分析和检测。按照 ITU G.709 之

规定，当前的测试解决方案可以提供三种线路速率：

◆OTU1 (255/238 x 2.488 320 Gb/s ≈ 2.666057143 Gb/s) 也称为 2.7 Gb/s

◆OTU2 (255/237 x 9.953280 Gb/s ≈ 10.709225316 Gb/s) 也称为 10.7 Gb/s

◆OTU3 (255/236 x 39.813120 Gb/s ≈ 43.018413559 Gb/s) 也称为 43 Gb/s

每种线路速率分别适用于不同的客户端信号：

OC-48/STM-16 通过 OTU1 传输

OC-192/STM-64 通过 OTU2 传输

OC-768/STM-256 通过 OTU3 传输

空客户端（全为 0）通过 OTUk (k = 1, 2, 3) 传输

PRBS 231-1 通过 OTUk (k = 1, 2, 3) 传输

对于不同速率的G.709OTUk信号，即OTU1，OTU2，和OTU3具有相同的帧尺寸，即都是

4′4080个字节，但每帧的周期是不同的，这跟SDH的STM-N帧不同。SDHSTM-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。G.709已经定义了OTU1，OTU2和OTU3的

速率，关于OTU4速率的制定还在进行中，尚未最终确定。如下表所示：

3.OTN帧结构

当 OTU 帧结构完整（OPU、ODU 和 OTU）时，ITU G.709 提供开销所支持的 OAM&P 功能。

?OTN 规定了类似于SDH的复杂帧结构

?OTN 有着丰富的开销字节用于OAM

?OTN 设备具备和SDH类似的特性，支持子速率业务的映射、复用和交叉连接、虚级

联

帧定位

开销

OTUk

开销

ODUk

开销

开

销

OPUk

载荷

OTUk

FEC开销1781415 1617382438254080 1

4. ROADM技术

ROADM是一种类似于SDH ADM光层的网元，它可以在一个节点上完成光通道的上下路(Add/Drop)，以及穿通光通道之间的波长级别的交叉调度。它可以通过软件远程控制网元中

的ROADM子系统实现上下路波长的配置和调整。目前，ROADM子系统常见的有三种技术：平

面光波电路（Planar Lightwave Circuits，PLC）、波长阻断器（Wavelength Blocker，WB）、波长选择开关（Wavelength Selective Switch，WSS）。

三种ROADM子系统技术，各具特点，采用何种技术，主要视应用而定。根据对北美运营商的统计，超过70%的需求仍然是2维的应用，而只有约10%的ROADM节点，将会采用4维或以上的节点。因此，基于WB/PLC的ROADM，可以充分利用现有的成熟技术，对网络的影响最小，易于实现从FOADM到2维ROADM的升级，具有极高的成本效益。而基于WSS的ROADM，可以在所有方向提供波长粒度的信道，远程可重配置所有直通端口和上下端口，适宜于实现多方向的环间互联和构建Mesh网络。

二、华为OTN设备OptiX OSN 8800和OptiX OSN 6800

OptiX OSN 6800 智能光传送平台（简称OptiX OSN 8800）和OptiX OSN 6800 集成型智

能光传送平台（简称OptiX OSN 3800）统称为华为下一代智能光传送平台。

设备外观如图所示：

OptiX OSN 8800 OptiX OSN 6800

1.产品功能特性

（1）传输容量

.OptiX OSN 8800 I 采用密集波分复用技术，可分为40 波系统，80 波系统：

40 波系统频率间隔为100GHz，单波可支持2.5Gbit/s、10Gbit/s 和40Gbit/s 三种速

率。

80 波系统频率间隔为50GHz，单波可支持10Gbit/s 和40Gbit/s 两种速率。

OptiX OSN 6800 提供两种波分复用技术规格：

l 密级波分复用技术DWDM，频率间隔为100GHz 和50GHz，单波可支持2.5Gbit/

s、5Gbit/s、10Gbit/s 和40Gbit/s 四种速率。

l 粗波分复用技术CWDM，波长间隔为20nm，单波可支持5Gbit/s 速率。

(2)交叉能力

OptiX OSN 8800 I 支持ODU1 或ODU2 通过交叉板实现的集中调度：最大集中交叉调度能力为1.28Tbit/s，交叉颗粒为ODU1、ODU2。

OptiX OSN 6800 I支持ODU1、ODU2、GE 业务的电层集中调度，支持GE 业务、ODU1 信号和Any 业务通过位于对偶板位的单板实现的分布式调度：

TN11XCS交叉单元对于ODU1 和ODU2 信号，最大可以支持320Gbit/s 的交叉调度容量。对于GE 业务，最大可以支持160Gbit/s 的交叉调度容量。

TN12XCS：交叉单元对于ODU1 和ODU2 信号，最大可以支持360Gbit/s 的交叉调度容量。对于GE 业务，最大可以支持180Gbit/s 的交叉调度容量。

（3）保护机制

OptiX OSN 8800 I 提供完善的网络保护机制，包括光线路保护、光通道保护、子网连接保护 SNCP（Subnetwork Connection Protection）、ODUk 环网保护、光波长共享保护 OWSP （Optical Wavelength Shared Protection）。其中，光通道保护包括：客户侧1+1 保护、板内1+1 保护。SNCP 保护可以分为：ODUk SNCP 保护、支路SNCP 保护

OptiX OSN 6800 提供完善的网络保护机制，包括光线路保护、光通道保护、子网连接保护SNCP（Subnetwork Connection Protection）、、光波长共享保护 OWSP（Optical Wavelength Shared Protection）。其中，光通道保护包括：客户侧1+1 保护、板内1+1 保护。SNCP 保护可以分为：SW SNCP 保护、ODUk SNCP 保护、VLAN SNCP。

（4）子架槽位

?OptiX OSN 8800 I 子架的单板插放区和子架接口区共提供49 个槽位

?OptiX OSN 6800 子架的单板插放区共提供21 个槽位

（5）电源容量

?OSN8800子架，在当成电子架使用时，最大功耗在4800W，需要2路50A电流，主备就是4路50A电流，所以当1柜2个8800子架时，PDU的空开都是50A，共8个

? 由于6800最大功耗在1200W 以下，只需提供30A 电流即可，所以当8800和2×6800共机

柜时，PDU 的空开是4个50A ＋4个30A

比较OptiX OSN 8800和OptiX OSN 6800的功能特性，所实现的功能基本一致，OptiX OSN 8800和OptiX OSN 6800的主要区别是交叉容量OptiX OSN 8800比OptiX OSN 6800大，OptiX OSN 8800提供槽位比OSN6800多，相应功耗也比OptiX OSN 6800大。OptiX OSN 6800无需交叉盘可通过对偶槽位对业务进行分布式调度，OptiX OSN 8800不支持该功能。 2. 设备系统架构和主要单元盘设备系统架构如图所示

客户业务处理

电层调度

基于GMPLS 的控制平面

Packet

彩色光口

电层：L2

FOADM/ROADM

线路侧处理

光层：L0

电层：L1

T U

GMPLS: Generalized multiprotocal label switching

OSN8800、6800系统架构

从系统架构图可以了解华为OTN 设备和传统波分设备多出了光层面光交叉调度（红色虚

线）和电层面交叉调度（蓝色虚线）。华为OTN 设备支持光层面光交叉调度的单元盘有 RMU9 9 端口ROADM 合波板 ROAM 动态波长接入板

WSD9 9 端口波长选择性倒换分波板 WSM9 9 端口波长选择性倒换合波板 WSMD2 2 端口可配置光分插复用板 WSMD4 4 维可配置光分插复用板

电层面的交叉调度相当于将传统波分的OUT单元盘拆成三个单元盘，业务侧为业务处理单元盘，波分侧为线路单元盘，中间为交叉单元盘。

华为OptiX OSN 8800和OptiX OSN 6800系统按功能单元细分为14 种单

光波长转换类单板

光合波和分波类单板

静态光分插复用类单板

动态光分插复用类单板

支路类单板

线路类单板

交叉类单板

光纤放大器类单板

光监控信道类单板

系统控制与通信类单板

光保护类单板

光谱分析类单板

光可调衰减类单板

光功率和色散均衡类单板

除静态光分插复用类单板、动态光分插复用类单板、支路类单板、线路类单板、交叉类单板外其他类型的单元盘均在传统波分设备上有体现。本次工程没有配置静态光分插复用类单板、动态光分插复用类单板，即不能实现波长调度。现主要对本次工程配置的交叉单元盘、支路单元盘、线路单元盘作简要说明。

（1）交叉单元盘

XCS集中交叉板

ODU1/ODU2电层集中调度（最大360G的交叉调度容量）

GE电层集中调度（最大180G的交叉调度容量）

（2）支路单元

线路单元盘完成的功能是完成OPUK至ODUK的转换。

TQX：4 路10G 支路业务处理板

实现4 路10GE LAN/10GE WAN/STM-64/OC-192 业务光信号与4 路ODU2 电信号之间的相互转换。

（3）线路单元：

线路单元盘完成的功能是完成ODUK至OUTK的转换。

NS2 单路4×ODU1/1×ODU2 汇聚OTU2 光接口板

实现将交叉调度过来的者4 路ODU1 信号或者1 路ODU2信号或者1 路ODU2e 和符合WDM 系统要求的标准波长的OTU2 光信号或者OTU2e 之间的相互转换。

ND2 单板功能框图如下：

ND2 双路4×ODU1/2×ODU2 汇聚OTU2 光接口板

实现将交叉调度过来的8 路ODU1 信号或者2 路ODU2 信号和2 路符合WDM 系统要求的标准波长的OTU2 光信号之间的相互转换。

ND2 单板功能框图如下：