当前位置: 主页 > 论文下载 > 计算机论文 >

OTN 在干线传输网中的应用与研究

作者：李波日期：2014-05-19 15:29 来源：未知

1 前言
当前的通信网业务具有全IP 化的发展趋势，丰富的业务对传送网的能力要求更高，而WDM技术没有足够的承载IP 类业务的能力，为了弥补数据承载能力的不足，OTN（光传送网）不断开发新的IP 承载技术，以保证能够灵活、有效的调度和传输IP 业务。由于OTN技术将SDH、WDM 的优势相融合，又可以有效的处理大颗粒IP 业务的承载问题，因而OTN 技术在干线传输网中的应用中具有非常大的发展潜力。
OTN 技术超越了以前的数字传送和模拟传送，是依据波分复用技术而形成的新一代传送网。OTN 在产品形态上以传统的DWDM为基础平台，提供和SDH 相似的开销管理能力。OTN 光路层采用的帧构造增加了管理、维护网络的开销字节，从而提高了该层的数字监视能力。经过不断的发展，在实际的工程应用尤其是本地网和局域网的网络应用中，OTN设备已经基本取代了DWDM 设备。由于OTN设备交叉能力的逐步提高，部分省级干线也开始采用该设备。即使是在国家一级干线中，不支持电交叉功能，具备G.709 接口功能的简化版OTN 设备也基本上被采用。
2 干线传输网发展的必然趋势
OTN 经过长期的不断发展，目前已经接近成熟。到2003 年，ITU-T 制订的OTN 系列标准已经基本完善，比如G.709 逻辑接口、G.798 设备标准等，而且也规范制定了基于OTN 的控制、管理平面。OTN 技术除了在标准上日渐完善，在设备、测试仪等领域也迅速发展，市场上的主流传送仪表一般都具有OTN 功能。在大量业务的不断涌现和高速发展的强力驱动之下，作为新一代传送平台的OTN 技术将迎来更大规模的应用。由于网络维护管理的代价以及组网规模条件的制约，ROADM 设备形态在实际应用中较为广泛。外国运营商对于传送网络的OTN接口的支持能力要求提高了，国内运营商也非常关注OTN 技术的发展、应用情况，其中基于电层交叉的OTN 设备在大规模的商用网络中已经被普遍采用。OTN 技术是传送网技术发展的最优选择，具有巨大的发展和应用潜力，将成为各大运营商拓宽业务市场的首选技术，是干线网络发展的必然趋势。
3 干线网引入OTN的规划
干线传输网通常是指一、二级干线网络和国际干线传输网络，其主要作用是在长途网络中满足所有业务节点对传送的需求，因此合理规划干线传输网至关重要。在规划过程中要慎重考虑的影响因素有OTN 中继段设计、网络容量选用、各节点设备选取、波长规划和保护方式的选择五个部分，下面对各自的规划思路作如下阐述。
3.1 OTN中继段设计
OTN 利用DWDM 构建的光层通道，在模拟传送体系上和DWDM 相差不大，因此可以根据已经发展成熟的DWDM 的中继段设计经验进行OTN 设计，不过应该把相应的光纤线路衰减、色散以及系统产生的非线性效应等因素考虑在内，并根据实际的应用环境进行适当的调整。因为OTN 使用了OTH 电交叉模块，大多数的业务都是经过OTN 节点进行光- 电-光的再生过程，在很大程度上减少了电再生成本，因此，OTN 中继段的设计通常要比传统的DWDM 简单一些。
3.2 网络容量选择
在选择网络容量时不仅要进行波长数的确定，对单波长的速率也要分析确定下来。总的来说，首先要根据网络所承载的业务容量，确定单波速率的设计值。与此同时，要从单个复用段的业务容量出发，确定最大容量复用段的业务承载容量，再将其这算为单波速率，进而确定通道数。此外，完善的规划设计还要把不同类型节点的跨环调度和面向未来的扩展能力等因素考虑在内。
3.3 OTN设备选择分析
OTN 设备的选用不仅要满足所需求的网络容量，还要求有良好的承担该节点进行调度的能力。因此，在进行OTN 设备选取时，应该同时考虑光层和电层能力两个方面。对光层能力的确定主要是根据网络容量值，而电层能力的确定则有两个方向：一方面可以按照满容量来进行电交叉容量需求的初步计算，另一方面是按照每个节点所承载的业务电层交叉所需求的容量和一定的网络升级空间进行估算。综合来看最优的方案就是将两者同时考虑在内，首先预算出所需要的最大限度的电交叉容器，再者分析现有业务的容量，结合两种容量需求以后，再进行各个节点OTN设备的选择。
3.4 保护方式选择
OTN 保护方式多样，在实际应用中，要根据网络承载业务类型的不同选择恰当的保护方式。其中最常用的保护方式有四类，即基于OTN 电层的ODUk SPRing 保护和ODUkSNC（1+1）保护、基于业务层的保护和基于OTN 光层的保护。在搞清楚业务的保护需求基础上，需要了解不同保护方式的特点来选择OTN 的保护方式。由通常的选用经验来看，由于波长出租业务等具有分布式的布局特点而采用ODUk SPRing 保护；SDH 业务能很好的实现自愈功能而使用基于业务层的保护；GE专线和IP 业务等具有集中式的布局特点而采用SNC（1+1）保护。同时，由于存在电交叉单元的容量问题，光层的OCh 和OMSP 保护方式也能够进行适当的选择。
3.5 波长规划
在规划OTN 波长时，要按照一定的原则进行。传送网通常为分步建设，初始阶段被应用的波长很少，应将频率较低的波长作优先分配，同时为了防止保护业务和工作业务发生波长冲突，对依据单波道的光通道进行1+1 保护，以保证它们能够分配均等的波长。另外，为了缓解后期的波长拥堵程度，应优先分配长路径业务，对于OSNR 值比较临近或者远距离业务可以采用共享波道以节约中继段的成本。总之，OTN 的波长设计思路类似DWDM, 又因为OTN 波长规划同时综合了SDH 时隙规划的特点，因此其波长规划与DWDM又不尽相同。经过长期的工程实践，下面介绍一种较为便捷的规划思路。
在分析OTN 干线传输网中不同业务类型的特点后，OTN 波长规划可以从保护方式、速率的级别和有无跨环业务等三个方面来规划不同业务在OTN 网络中的分布。基本的规划思路为：10 Gbit/s 和2.5 Gbit/s 同时存在时，应先规划高级别即10 Gbit/s 的业务波道；保护方式按照业务层保护复用段环保护、业务层保护和复用段环保护的顺序进行；先规划环内业务再进行跨环业务规划。
上述的波长规划思路避免了设计和工程应用环节中出现波长混乱的问题，对于复杂的工程建设具有重要的实际意义。
4 OTN在干线传输网中的应用优势
4.1 与传统DWDM的比较
由于传统的DWDM 采用点到点的组网方式，虽然网络结构从物理上达到了链形网络，不过其实质仍是点到点的网络，因此，OTN 网络的传送、保护和业务承载能力都优于DWDM。OTN 定义的G.709 接口减少了累积噪声对OSNR 的影响，有效的提升了传输距离，OTH 电交叉模块的引入增强了组网能力，OTN 对OSNR 预算的要求在规划设计二级干线中要远少于DWDM，从而使干线传输网的设计大大简化。OTN 支持多种保护方式，其中基于电层的保护在判决条件方面形式多样，在本地网干线中，OTN 还可以完善端到端的保护，因此能够更加全面的保护干线传输网。干线传输网中往往出现单波速率和业务速率不均衡的问题，DWDM 网络中的业务承载方案过于有限，而且灵活性较差，OTN 采用的基于ODUk 的电交叉模块解决了这个问题并降低了建网的投资。
4.2 与SDH的比较
OTN 在网络结构上位于SDH 的下层，不仅拥有类似于SDH 的保护倒换功能，还具有容量大、距离长的优势。SDH 通过复杂的处理才能够承载IP 业务，而OTN 只需简单的G.709 封装就可以更加高效的承载多业务。OTN 设备在本地网干线中几乎完全取代了容量较大的SDH 的地位，这也在一定程度上降低了建设网络的成本。
5 OTN未来的发展方向
随着用户宽带需求的不断提升，作为多波道光、电混合调度的新一代大容量光传输技术，OTN 的使用层面必然会不断丰富。OTN 将来将向超常距离、超大容量和智能化方向发展。如果OTN 网络具备了智能特性，就可以实现业务的快速部署，使资源能够动态分配、高效利用，网络自身也能够抵抗多点故障，提高网络的生存性，也可以降低网络的维护成本。
7 结束语
通过以上的分析不难看出，OTN 起源于DWDM 的同时优于DWDM 且能够满足干线传输网的应用需求，OTN 在干线中的规划思路具有一定的规律可循，希望能够为OTN 技术应用、网络规划和发展方向提供一定的参考价值。
参考文献
[1] 张海懿.OTN 技术标准进展[1]J. 电信技术,2009.5：45-48.
[2] 陈文雄, 于雷, 张睿娟. 基于电交叉的OTN 保护方式探讨[J]. 邮电设计技术,2010.9：11-15.
[3] 关鲁君, 温建忠.OTN 保护方式探索[J].广东通信技术,2008.3:66-70
[4] 张宾.OTN 技术和应用的发展及演进思路[N].C114 中国通信网,2009.
作者单位
中国铁通重庆分公司　重庆市　401120__