OTN技术标准进展

OTN 技术标准进展

1 概述

O T N在过去的三十多年中发生了巨大的变化，从P D H系统到标准化的S D H系统，在O A M 和保护等方面的能力大幅提高，W D M系统的出现很大程度上解决了容量的问题，但是W D M系统同时暴露了光层管理和光层组网能力方面的劣势，即基本只能依靠原有S D H系统的一些字节等实现。是否能够通过光层来解决这些问题呢？全光通信网络一直是光通信界梦想的终极传送网络，但由于在光存储、光逻辑、波长变换等器件方面一直没有取得突破性进展，近期内实现真正意义全光通信网络的可能性不大，在此情况下，结合光电网络各自优势、以传送大颗粒带宽业务为主的OTN技术应运而生。

早在1998年，I T U-T就已经提出了O T N 的概念并在随后的几年内逐渐完成了O T N相关技术的标准化工作。O T N技术具有增强的光层信号维护管理能力、多层的串联连接监视（T C M）功能、更强的带外前向纠错（F E C）能力等。由于O T N提出的时候，I E E E尚未完成对于以太网G E接口的标准化，10G E等标准正在起草过程当中，O T N技术并未将G E、10G E 等的透明传送作为当时的标准化重点，这就为O T N技术后续在I P类数据业务持续快速增长情况下的发展留下了隐患，也成为目前O T N标准化所要重点解决的问题。

张海懿

工业和信息化部电信研究院 北京 100045

近两年来，随着I P类数据业务的发展持续快速增长，在城域传送网核心层和骨干网范围内，数据业务的G E、10G E和P O S等接口对光传送网的承载需求逐渐增加，W D M层在组网、保护和维护管理等方面功能弱化的缺陷日益明显，O T N技术在传送网领域的迫切需求日渐凸现，曾经沉寂数年的O T N技术终于有机会展现其技术魅力。

2 OTN国际标准化情况

2.1 OTN标准化体系

O T N 技术标准主要在I T U -T 开展，图1回顾了O T N技术标准的发展进程，从时间、需求和成果的角度很好地诠释了整个O T N标准化的起步和发展。从图中不难看出，未来两年的工作重点在于开展O D U0、通用映射规程（G M P）、40G E/O D U3、100G E/O D U4等方面的标准化工作，为了更好地为大颗粒数据业务提供透明传送通道，I T U-T和I E E E两个标准化组织通过联络函等多种方式开展互动。

经过十多年的发展，O T N 技术标准在I T U-T已经形成了比较完善的O T N相关标准体系，其中涉及到传送平面和管理平面的标准，具体如图2所示。

⑴体系结构

G.872采用原子功能建模方法描述O T

N的

光速时代论坛

体系结构，并从网络角度描述O T N功能，内容包括光网络的分层结构、客户特征信息、客户/服务器关联、网络拓扑以及诸如光信号传输、复用、选路、监控、性能评估和网络生存性等层网络功能。

⑵结构和映射

G.709规范了O T N的网络节点接口，G.7041规范了通用成帧协议，G.7042规范了虚级联信号的自动链路容量调整方案。《光传送网（O T N）接口》（G.709）规范了在O T N点到点、环形和网状网结构下的O T H支持的操作

和管理，定义了在光网络子网内和子网

之间的O T N接口，包括O T H、支持多

波长光网络的开销功能、帧结构、比特

率、客户信号的映射格式等。

⑶功能特性方面

G.798规范了传输网络设备功能描

述。这些功能包括光传输段终结和线路

放大功能、光复用段终结功能、光通路

终结功能、光通路交叉连接功能等。

⑷物理接口方面

G.959.1规范了光网络的物理接

口，主要目的是在两个管理域间的边

界间提供横向兼容性，规范了有可能

使用W D M技术的I r D I的物理层规范。

G.693规范了局内系统的光接口，规定

了标称比特率10 Gbit/s和40 Gbit/s、链

路距离最多2 k m的局内系统光接口的

指标，以保证横向兼容性。

⑸网络性能方面

G.8251规范了O T N N N I的抖动和

漂移要求，G.optperf定义了OTN国际

通道的误码和可用度性能参数，M.24

O T N定义了O T N投入业务和维护的误图1 OTN标准演进历程和后续工作

图2 ITU-T OTN标准体系架构（传送平面及管理平面）

O T U4 F E C和G.709映射。在O T U4 F E C 方面要完成IrDI和城域两种编码的对比表，所使用的评估原则（目前包括突发误码容限、编码器＋解码器时延、编码器复杂性、解码器复杂性、净电编码增益等）需要进一步讨论，该表将只考虑使用每种编码的情况下，对于使用非公开的增强方式的特殊性能不予考虑；同时要求对每种评估原则下的数值和评价进行验证，并缩小O T U4 F E C编码的选择范围，力争在2009年10月能够确定并提出一种建议的编码。在G.709映射方面，需要比较并选择一种G M P，并写入G.709；描述O P U4 M S I；描述基于2.5 Gbit/s TS和1.25 Gbit/s TS设备的互通性；定义ODUflex的客户信号和映射；增加OPU CSF。

3 OTN国内标准化情况

3.1 OTN国内标准化最新进展

中国通信标准化协会（C C S A）传送网与接入网工作委员会T C6从2004年开始正式启动O T N相关行业标准的制定工作，目前已颁布了一个国家标准

码性能目标和程序。⑹网络保护方面

G.808.1规范了通用保护倒换技术要求，G.873.1和G.873.2分别定义了O D U k线性保护技术要求和共享保护环技术要求。

⑺网络安全方面

G.664规范了OTN安全要求。

⑻网络管理方面

G.7710规范了通用设备管理功能需求，适用于S D H和O T N；G.874规范了O T N管理信息模型和功能需求，并基于G.7710描述了O T N特有的五大管理功能（FCAPS）。

2.2 OTN国际标准化最新进展

截至2008年12月，O T N标准的重要变化在于O T N的复用体系，如图3所示。首先引入了一个速率为1.244 Gbit/s 的新的光通道数据单元O D U0，O D U0可以独立进行交叉连接，也可映射到高阶O D U （如O D U 1、O D U 2、O D U 3和O D U4）中，但不直接出物理层接口。G E到O D U0的映射采用G F P码字变

换＋G M P方式，即利用G F P作8B/10B 到64B/65B的码字变换，并利用G M P进行速率适配。其次，将G.sup43第7.1节定义的O D U2e写入G.709 A m3，采用B M P方式将10G E信号映射到O P U2e；将G.s u p43第7.3节定义的通过G F P-F 映射10G E帧和控制码字到O D U2的方式写入G.709 Am3。10 Gbit/s FC信号可通过码字变换方式映射到O P U2e。第三，在40 Gbit/s速率上，G.sup43引入了两种类型的O D U，其中O D U3e1仅用于传送4路O D U2e信号，速率为255÷236×4×10.3125 G b i t/s，映射方式为A M P；而O D U3e2可传送32个O D U 0，或者16个O D U 1，或者4个

O D U2/O D U2e，或者1个O D U3，其速率为243÷217×16×2.488320 Gbit/s，映射方式为G M P。第四，为了适应将来100G E业务的传送，引入了O D U4，速率为104.355 Gbit/s。需要注意的是L O O D U复用到O D U1/2/3时均采用AMP，而复用到ODU4时采用GMP。

2009年，I T U-T S G15 Q11的中间

会议确定了后续的工作重点，即分别在

图3 OTN复用体系结构

和两个通信行业标准：

? G B/T 20187-2006 光传送网体系设备的功能块特性（对应于G.798 2004版本）；

? Y D/T 1462-2006 光传送网（O T N）接口（对应于G.709 2003.10版本）；

? Y D/T 1634-2007 光传送网（O T N）物理层接口（对应于G.959.1 2006.2版本）。

C C S A T C6于2005年8月申请立项了研究课题2006B68《O T N网络对节点设备总体要求》，目前研究报告正处于征求意见稿阶段，并在2007年12月TC6 WG1标准会上进行了审查。

随着O T N在我国运营商网络应用需求的不断明确，2008年开始制定了《O T N网络总体技术要求》，并立项开始制定《OTN网络测试方法》。

《O T N 网络总体技术要求》在2009年4月送稿审查，该标准规定了基于I T U-T G.872定义的O T N总体技术要求。其主要内容包括O T N网络功能结构、接口要求、复用结构、性能要求、设备类型、保护要求、D C N实现方式、网络管理和控制平面要求等；适用于O T N终端复用设备和O T N交叉连接设备，其中O T N交叉设备主要包括O T N电交叉设备、O T N光交叉设备

以及同时具有O T N电交叉和光交叉功能的设备。

3.2 OTN管理要求

O T N系统的网络管理采用分层管理模式。从逻辑功能上划分，O T N系统的网络管理主要分为网元层、网元管理层和网络管理层3层，各层之间是客户与服务者的关系。

网元层主要针对O T N物理网元，一般情况下接受网元管理层的管理。网元管理层主要面向O T N网元，O T N 网元管理系统（E M S）直接管理控制O T N设备，负责对O T N网络中的各种网元的管理和操作。网络管理层主要面向O T N网络，负责对所辖管理区域内的O T N网络进行管理，强调端到端的业务管理能力。

子网管理系统（S N M S）位于网络管理层。S N M S或E M S可以统一在同一个物理平台上，也可以是独立的系统。S N M S和E M S可以接入更高层次的O T N网络管理系统，实现多厂商全程全网的端到端管理。

O T N 网络管理功能、网络管理架构应符合I T U-T G.874。网元和网元之间通过数据通信网或E C C通信，网管和网元之间通过数据通信网通信，其中E C C协议栈可以选择O S I或

T C P/I P，网管和网元之间的管理支持Q3或Qx协议。

O T N网管系统的接入方式、故障处

理要求、用户界面、时间标记以及系统管理功能、软件技术等方面的功能应符合Y D/T 1383-2005《波分复用（W D M）网元管理系统技术要求》中6.1节。

O T N网元管理系统主要规范E M S 系统故障、性能、配置、安全和计费管理要求。O T N 系统的重要特点是告警、性能和配置管理都是分层进行的，主要分为S D H/以太网客户层、O D U k T C M层、O D U k P M层、O P U k 层、O T U k 层、O C h 层、O M S 层、OTS层等多个层级进行。

4 小结

O T N 技术标准在经过多年的标准化之后日趋成熟，同时也很好地与I E E E等以太网标准进行互动，以便更好地为大颗粒数据业务提供透明传输通道。目前国内的主要设备制造商均已经开发了O T N设备，相信随着业务需求逐步明确，标准化进程的进一步加速，O T N技术将在诞生十多年之后重新焕发青春，为网络建设和业务应用提供更快更好的传送平台。

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