光傳送網技術第一頁，共二十九頁，2022年，8月28日光傳送網(OTN)是繼PDH、SDH之后的新一代數字光傳送技術體制，它能解決傳統WDM網絡無波長/子波長業務調度能力、組網能力弱、保護能力弱等問題。OTN以多波長傳送、大顆粒調度為基礎，綜合了SDH的優點及WDM的優點，可在光層及電層實現波長及子波長業務的交叉調度，并實現業務的接入、封裝、映射、復用、級聯、保護/恢復、管理及維護，形成一個以大顆粒寬帶業務傳送為特征的大容量傳送網絡。本章將介紹光傳送網的特點與分層結構，重點講述光傳送網的核心技術G.709標準中的數字包封技術。第二頁，共二十九頁，2022年，8月28日OTN是指為客戶層信號提供光域處理的傳送網絡，主要功能包括傳送、復用、選路、監視和生存性功能等。OTN處理的最基本的對象是光波長，客戶層業務以光波長形式在光網絡上復用、傳輸、放大，在光域上分插復用和交叉連接，為客戶信號提供有效和可靠的傳輸。

主要特點：

1．多種客戶信號封裝和透明傳輸

基于ITU-TG.709的OTN幀結構可以支持多種客戶信號的映射和透明傳輸，如SDH、GE和10GE等。目前對于SDH和ATM可實現標準封裝和透明傳送，但對于不同速率以太網的支持有所差異。4．1光傳送網的特點第三頁，共二十九頁，2022年，8月28日2．大顆粒的帶寬復用、交叉和配置OTN目前定義的電層帶寬顆粒為光通道數據單元（ODUk，k=1,2,3），即ODU1(2.5Gb/s)、ODU2(10Gb/s)和ODU3(40Gb/s)，光層的帶寬顆粒為波長，相對于SDH的VC-12/VC-4的調度顆粒，OTN復用、交叉和配置的顆粒明顯要大很多，對高帶寬數據客戶業務的適配和傳送效率顯著提升。在OTN大容量交叉的基礎上，通過引入ASON智能控制平面，可以提高光傳送網的保護恢復能力，改善網絡調度能力。3．強大的開銷和維護管理能力

OTN提供了和SDH類似的開銷管理能力，OTN光通道(OCh)層的OTN幀結構大大增強了該層的數字監視能力。另外OTN還提供6層嵌套串聯連接監視（TCM）功能，這樣使得OTN組網時，采取端到端和多個分段同時進行性能監視的方式成為可能。OTUk層的段監測字節（SM）可以對電再生段進行性能和故障監測；ODUk層的通道監測字節（PM）可以對端到端的波長通道進行性能和故障監測。第四頁，共二十九頁，2022年，8月28日4．增強了組網和保護能力

通過OTN幀結構、ODUk交叉和多維度可重構光分插復用器（ROADM）的引入，大大增強了光傳送網的組網能力，改變了基于SDHVC-12/VC-4調度帶寬和WDM點到點提供大容量傳送帶寬的現狀。前向糾錯（FEC）技術的采用，顯著增加了光層傳輸的距離。另外，OTN將提供更為靈活的基于電層和光層的業務保護功能，如基于ODUk層的光子網連接保護（SNCP）和共享環網保護、基于光層的光通道或復用段保護等，但目前共享環網技術尚未標準化。

第五頁，共二十九頁，2022年，8月28日4．2光傳送網的分層結構

定義成一種三層網絡結構

光通道層(OCh）、光復用段層(OMSn）和光傳輸段層(OTSn）

第六頁，共二十九頁，2022年，8月28日光通道層（OpticalChannelLayer，OCh）

光通道層為數字客戶層信號提供端到端的透明光傳輸。根據G.709的建議，OCh層又可以進一步分為三個子層，分別是光通道的凈荷單元(OPUk）、光通道的數據單元(ODUk)和光通道的傳輸單元(OTUk)。這種子層的劃分方案既是多協議業務適配到光網絡傳輸的需要，也是網絡管理和維護的需要。第七頁，共二十九頁，2022年，8月28日光通道層上應實現的功能:封裝客戶層信號，建立光通道.處理光通道開銷，為數字客戶層信號提供端到端的透明光傳輸.提供用于光通道的連續性監視和連通性監視。以保證創建預期的光通道，并且監視創建光通道的工作狀態和傳輸特性。在網絡故障情況下，通過重新選路或者直接把工作業務切換到預定的保護路由來實現網絡業務的保護／恢復。第八頁，共二十九頁，2022年，8月28日2.光復用段層

(OpticalMultiplexingSectionLayer,OMSn)

光復用段層為多波長信號提供網絡連接功能，保證多波長光信號的完整傳輸。該層網絡的功能包括：1)光復用段層開銷處理，保證多波長光復用段適配信息的完整性。2)實施光復用段監控功能，解決復用段生存性問題。3)實現光復用段層的操作和管理。第九頁，共二十九頁，2022年，8月28日3．光傳輸段層

(OpticalTransmissionSectionLayer，OTSn)

光傳輸段層為光復用段的信號在不同類型的光媒質（如G.652,G.653,G.655光纖等）上提供傳輸功能。光傳輸段開銷OTS的特征信息包括兩個獨立的邏輯信息：OMS層的適配信息和OTS路徑終端專用的管理、維護。OTS層應具備的功能：1)接收OMS層的適配信息，加入OTS路徑終端開銷，產生光監控信道，并把光監控信號與主信號復用在一起。路徑終端功能以物理媒質上傳輸的信息為依據，保證光信號符合物理接口要求。2）接收傳輸段層網絡信息，重新調節信息以補償在物理媒質傳輸過程中產生的信號劣化，從主光信號中抽取光監控信道，處理光監控信道中包含的OTS路徑終端開銷，并把適配信息輸出。3)實現對光放大器或中繼器的檢測和控制。4)傳輸缺陷的檢測和指示。5）傳輸質量的評估。第十頁，共二十九頁，2022年，8月28日光傳送網的分層結構和連接類型

4-2光傳送網的分層結構示意圖

SDHNESDHNEOTSOCh電通信信道NE:網元終端OXC:光交叉連接器OADM：光分插復用器OA:光放大器OCh:光通道OMS:光復用段OTS:光傳輸段OMSOTSOTSOAOAOXC/OADMOXC/OADM第十一頁，共二十九頁，2022年，8月28日4.3G.709標準中的數字包封技術

為在光層上提供快速的保護和恢復功能，并能實現光路上的交換，針對光傳送網的發展趨勢，ITU-T推出了一系列標準，其中以2001年2月推出G．709建議具有重大意義，它指出了光聯網的技術基礎。G．709建議的核心內容就是數字包封技術（DigitalWrapper），它定義了一種特殊的幀格式，將客戶信號封裝入幀的載荷單元，在頭部提供用于運營、管理、監測和保護的開銷字節，并在幀尾提供了前向糾錯（FEC）字節。在光傳送網中，光傳輸段層、光復用段層的開銷信息和光通道層的非隨路的開銷信息可以用光監控信道（OSC)來傳送。

第十二頁，共二十九頁，2022年，8月28日4.3.1OTN的復用映射結構

1．光傳送模塊的復用映射結構

k=1對應2.5Gbit/sk=2對應10Gbit/sk=3對應40Gbit/s第十三頁，共二十九頁，2022年，8月28日

ODU3OPU3OTU3[V]×1×1ClientsignalODU2OPU2OTU2[V]×1×1ClientsignalODU1OPU1OTU1[V]×1×1Clientsignal×1OCCrOChr×1OCCrOChr×1OCCrOChr×1OCCOCh×1OCCOCh×1OCCOChOTS、OMS、OCh、COMMS、OH復用映射OTM-0.mOCG-nr.mOCG-n.mOTM-nr.mOTM-n.m×1×1×1×i×j×k×i×j×k1≤i+j+k≤nOSCOOS×1×1×1×1×1×1k=1對應2.5Gbit/sk=2對應10Gbit/sk=3對應40Gbit/s第十四頁，共二十九頁，2022年，8月28日圖4-4一種電層復用映射結構

第十五頁，共二十九頁，2022年，8月28日ODUk復用

例子：4個ODU1信號復用成一個ODU2，如圖4-5所示。

圖4-5表明了多路信號的四個ODU1到ODU2的復用.通過適配的ODU1信號是字節交錯復用到OPU2凈荷區，而他們的調整控制和機會字節（JC，NJO）是字節交錯復用到OPU2開銷區。一個ODU1浮動裝入1/4OPU2有效載荷區。

圖4-54個ODU1信號復用成一個ODU2第十六頁，共二十九頁，2022年，8月28日1）光信道凈負荷單元(OpticalChannelPayloadUnitk)

光信道凈負荷單元(OPUk）是為使客戶層信息能夠在光信道層上傳送提供適配功能，包括客戶層信息以及用來適配客戶層信息和光信道數據單元(ODUk)的凈負荷速率而需要的所有開銷信息。k是與客戶信號的速率有關的階數（如圖4-3所示ODU1，ODU2，ODU3）。

2)光信道數據單元(OpticalChannelDataUnitk)

光信道數據單元k（ODUk）是用來支持OPUk的信息結構，由OPUk的信息和光信道數據單元開銷(ODUkOH)組成。光信道數據單元支持嵌套的1-6層的連接監視。第十七頁，共二十九頁，2022年，8月28日

3)光信道傳送單元(OpticalChannelTransportUnitk)

該層(OTUk)在一個或更多的光信道連接的基礎上支持ODUk的信息結構，是由光信道數據單元(ODUk),光信道傳送單元的FEC域和光信道傳送單元的開銷(OTUkOH)組成的。

第十八頁，共二十九頁，2022年，8月28日簡化功能的OTM-nr.m和TM-0.m包括光物理段層（OPSn)、簡化功能的光信道層(OChr),標準功能的光信道傳送單元(OTUk/OTUkV)和光信道數據單元(ODUk)。

圖4-3顯示了OTM中各種不同信息結構單元間的關系及其映射和復用結構。根據ITU-TG.709的建議，各種客戶層信息（SDH,ATM,IP,以太網等）可以按照一定的映射和復用結構接入到OTM中。由圖4-3可見，各種客戶層信息經過光信道凈荷單元k(OPUk)的適配，映射進一個ODUk,然后在ODUk和OTUk中分別加入光信道數據單元的開銷和傳送單元的開銷，再被映射到光信道層（OCh或OChr），調制到光信道載波(OCC或OCCr)上。k=1對應2.5Gbit/s的速率，k=2對應10Gbit/s的速率，k=3對應40Gbit/s的速率。

多個光信道載波（例如，i個40Gbit/s的光信號、j個10Gbit/s的光信號、k個2.5Gbit/s的光信號，1<i+j+k<n）被復用進一個光信道載波組（OCG-n.m或OCG-nr.m）中，OCG-n.m再加上光監控信道(OSC)后，構成光傳送模塊OTM-n.m。圖4-4也給出OTM-O.m和OTM-nr.m的映射和復用結構。第十九頁，共二十九頁，2022年，8月28日

2．

OTN的信息結構(informationstructure)

G.709定義OTN完全功能光傳送模塊（OTM-n.m）的信息結構如圖4-6所示。從客戶業務適配到光通道層（OCh），信號的處理都是在電域內進行，包含業務負荷的映射復用、OTN開銷的插入，這部分信號處理處于時分復用（TDM）的范圍。首先光通道凈負荷單元OPUk將各種客戶層的信息，如IP、Ethernet和STM-N等信號進行適配，加上OPUk的開銷（OH）形成OPUk信息，然后映射進一個光通道數據單元ODUk加入光通道數據單元的開銷，1-6個ODUk可以實現連接監視，再映射進傳送單元OTUk中，加入OTUk的開銷，到光通道傳送單元OTUk中，再被映射到光通道層（OCh或OChr），調制到光通道載波(OCC或OCCr)上。k=1對應2.5Gbit/s的速率，k=2對應10Gbit/s的速率，k=3對應40Gbit/s的速率。第二十頁，共二十九頁，2022年，8月28日OCCpOCCpOCCpOCCp客戶層OPUk凈荷OHOPUkOPUkODUkOHODUk連接監視ODUkTCMOH1–6層的ODUk連接監視ODUkTCL1ODUkTCLmODUkTCMOHTCMOHODUkOChOTSn凈荷OMSn凈荷OCh凈荷OHOTUk[V]段OHFECOMU-n.mOCG-n.mOTM-n.mOMSnOHOTSnOHOTMCOMMSOTM-n.m的信息結構和包容關系OOS第二十一頁，共二十九頁，2022年，8月28日OCCpOCCpOCCpOCCp客戶層OPUk凈荷OHOPUkOPUkODUk通道OHODUk連接監視ODUkTCMOH1–6層的ODUk連接監視ODUkTCL1ODUkTCLmODUkTCMOHTCMOHODUkOChrOMSn凈荷OCh凈荷OHOTUk[V]段OHFECOCG-nr.mOTM-nr.m圖4-7OTM-nr.m的信息結構和包容關系OCCp第二十二頁，共二十九頁，2022年，8月28日光信道凈荷單元的幀結構如圖4-8所示，包括4行3810列，共4X3810個字節，主要包括光信道凈荷單元的開銷和凈負荷。

JC用于碼速調整控制NJO:負碼速調整PJO:正碼速調整PSI:載荷結構標識PT:載荷類型標識圖4-8光信道凈荷單元的幀結構RESRESRESPSIJCJCJCNJOPJO12345678JCJCPTRES151617181234012253824行保留PSI………OPUk凈荷OPUk

OH第二十三頁，共二十九頁，2022年，8月28日圖4-9光通道數據單元的幀結構12341141516173824ODUk開銷

ODUk

凈荷(4×3808byte)開銷OPUk幀定位OTUk開銷第二十四頁，共二十九頁，2022年，8月28日第二十五頁，共二十九頁，2022年，8月28日ODUk向OTUk的幀同