光传输网络技术课件.pptx
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1、案例光光 传传 输输 网网 络络 技技 术术 PPT模板下载: OTN关键技术OTN技术概述全光网络技术OTN光传送网光传送网 OTN技术概述01技术背景WDM技术的应用给传送网带来了质的飞越,优点主要有以下几方面:1、单光纤的可传送带宽得到了极大的提升,在业务流量较大的干线、本地网核心汇聚层节省了大量的光纤资源。2、扩容便捷性大大提高,传送网系统的扩容只需要增加一些波分板件就可以实现,相比较敷设光缆来说大大缩短了建设周期3、波分系统的无电中继距离能够达到几千公里,大大提高了传送网的传输距离。无电中继距离就是信号在途中不经过光电转换,只靠对光信号的放大、补偿整形能够达到的传输距离。如果使用电中
2、继理论上的传输距离是无限远。技术背景可是最初的DWDM只是简单的将各路信号变换波长后合路传送,到接收方解复用,于是在传统波分的应用过程中就逐渐暴露了一些问题:1、业务调度不灵活。DWDM系统只对信号的波长进行转换,不对信号的帧结构进行处理,也就是说每个10G波道的内部帧结构DWDM系统是看不到的,所以传统的10G波分系统只支持10G的客户信号,虽然可以通过TMUX单板将4路2.5G信号合并为1路10G信号,但本质上相当于将SDH的复用功能内置到了DWDM设备中,实际对DWDM来说还是透传10G信号。即便如此传统10GDWDM系统也只能支持10G和2.5G业务颗粒,而GE等一些小颗粒业务则无法直
3、接接入DWDM系统,需要经过SDH设备进行低速信号的交叉复用。技术背景2、仅支持点-点组网结构,传统DWDM所谓的环实际上是多个点-点系统组成的,同一站点的不同方向的业务调度只能靠尾纤跳接来实现,DWDM和PDH设备一样,也是一对对背靠背的TM组成技术背景3、网络运行维护、管理不灵活,DWDM系统的监控通道仅为2M,前面说过SDH的STM-1的帧结构中各种开销带宽就达到了20多M,而DWDM对整个40或80路10G信号的监控仅仅只有2M,所以可想而知,DWDM如此低的带宽只能对整个光通道的一些非常重要的指标和性能进行监控。4、DWDM系统保护方式仅支持对光缆线路和单个波道进行保护,因为DWDM
4、的最小业务单元就是波道,而对于波道以下的低速信号DWDM并不关心,所以自然也无法提供类似SDH通道级别的保护,保护方式不够灵活。OTN技术不难发现,DWDM的这些问题恰好SDH都曾经很好的解决过。SDH通过体系规定的映射复用方式可以接入并监控各种低速信号SDH通过交叉单元实现了一台设备上多个光方向之间的业务调度SDH也提供强大的维护管理功能,支持任意级别的通道的快速倒换保护OTN可以结合DWDM大容量的优势和SDH的组网灵活、保护完善、管理功能强大的特性。OTNOTN标准演进过程标准演进过程(1/5)OTNOTN标准演进过程标准演进过程 (2/5)p期间提出期间提出OTU0,解决大容量,解决大
5、容量1GE传送传送p10GE LAN私有化传送方案涌现,超频私有化传送方案涌现,超频ODU2开始出现开始出现随着以太网数据业务的与日俱增,从2005年左右开始,OTN的目标锁定在增加以太网数据业务接口,并利用该类接口透明承载10GE数据业务及可扩展地灵活承载不同速率级别的以太网业务等核心问题上OTNOTN标准演进过程标准演进过程 (3/5)p2006年年10月开发月开发G.sup43支撑支撑10GE LAN各种各种私有方案私有方案p提出定义新的提出定义新的OUT-4以承载以承载100GEOTNOTN标准演进过程标准演进过程 (4/5)p提出提出ODUflex概念概念p提出增加提出增加GPON、
6、CPRI和和FC信号信号p提出提出40G/100G适配方案适配方案p提出定义提出定义OUT设备标准及设备标准及OTN环保护标准环保护标准到2009年10月,标准G.709在ITU-TSG15全会上获得通过,标志着OTN技术的标准化发展步入与最初目标发生较大偏离的,以适应以太网业务传送为主要目标的新阶段。OTNOTN标准演进过程标准演进过程(5/5)OTN技术OTN技术:1、定义了一系列速率等级和帧结构:OTUk、ODUk、OPUk。OTN和DWDM的最大区别也是在于此,OTN有了帧结构,基于不同等级的ODUk颗粒,可以实现类似SDH的电交叉功能,使小颗粒的信号可以合并在大的通道中传送,OTN的
7、一个波道中也像SDH那样有了大大小小的容器,所以对于2.5G以下的低速信号,OTN从体制上就具备了接入和处理的能力,提高带宽利用效率。而传统DWDM只是简单粗暴的将波长合并和分离。2、通过WSS(波长选择开关)等技术实现了波长之间的灵活调度,支持以光波长信号为基础的灵活调度,提升业务调度的灵活性。也就是以波道为颗粒进行交叉,有点像SDH里高阶交叉的概念,但是交叉的单元是光信号,所以叫光交叉。3、OTN帧结构中引入了类似SDH的丰富的开销机制,强大了网管能力。OTN技术OTN与SDH的主要区别:(1)OTN与SDH传送网主要差异在于复用技术不同,但在很多方面又很相似,例如,都是面向连接的物理网络
8、,网络上层的管理和生存性策略也大同小异。(2)由于DWDM技术独立于具体的业务,同一根光纤的不同波长上接口速率和数据格式相互独立,使得运营商可以在一个OTN上支持多种业务。OTN可以保持与现有SDH网络的兼容性。(3)SDH系统只能管理一根光纤中的单波长传输,而OTN系统既能管理单波长,也能管理每根光纤中的所有波长。OTN、WDM、SDH的关系纯纯纯纯IPIP承载承载承载承载GMPLSOTNPTNWDM(OXC)TDM(SDH)TDM TDM 承载承载承载承载Packet Over Transport(MSTP)EOSMPLSRPRIP OVER WDM(ROADM)混合业务混合业务混合业务混
9、合业务2001-20102010-1997-2001比例比例IP 业务流业务流TDM 业务流业务流OTN、WDM、SDH的关系OTNSDH光光复用段层复用段层(OMS)光光通道层通道层(OCh)光传光传输段层输段层(OTS)复用段层复用段层(MS)通道层通道层(PATH)再生段层再生段层(RS)物理层物理层(FIBER)OTN、WDM、SDH的关系OTN相对SDH的改进OTN是作为网络技术提出的,许多SDH传送网功能和体系都可仿效,因此在包括帧结构、功能模型、网络管理、信息模型、性能要求、物理层接口、开销安排、分层结构等方面,都同SDH有相似之处,其改进有:1、SDH的帧频和帧周期固定为125
10、S,不同速率等级的帧字节数不同。而OTN不同速率等级,帧字节定长,帧频帧周期不同。2、引入了规范化的前向纠错规范FEC编码,解决透明信道时光信噪比的恶化问题3、规定了TCM监控功能,一定程度上解决了光通道跨多自治域监控的互操作问题4、类似于SDH的VC通道,OTN标准化了大颗粒的光通道ODUk等级,业务调度颗粒度更大 OTN关键技术02OTN层次结构OTN主要由传送平面、管理平面和控制平面组成。控制平面负责搜集路由信息,并计算出业务的具体路由;控制平面对应实体即具备控制平面功能的相关单板。通过加载控制平面将能够实现资源的自动发现、自动端到端的业务配置,并能提供不同等级的QoS保证,使业务的建立
11、变得灵活而便捷,由其构建的网络即基于OTN的智能光网络(ASON)。传送平面可分为电层和光层,电层包括支路接口单元、电交叉单元、线路接口单元和光转发单元,主要完成子波长业务的交叉调度,而光层包括光分插复用单元(或光合波和分波单元)及光放大单元,主要完成波长级业务的交叉调度和传送,电层和光层共同完成端到端的业务传送;管理平面提供对传送平面、控制平面的管理功能以及图形化的业务配置界面,同时完成所有平面间的协调和配合。管理平面的实体即网管系统,能够完成M.3010中定义的管理功能,包括性能管理、故障管理、配置管理、安全管理等。OTN层次结构 控制平面控制平面(CP)传送平面传送平面(TP)LN1 L
12、N2 LN3 LN1 LN2 LN3数据通信网数据通信网(DCN)管理信息传送管理信息传送信令信息传送信令信息传送管理平面管理平面(MP)TP 层网络管理层网络管理CP管理管理资源资源管理管理CCINMI-TNMI-ACCI:连接控制接口连接控制接口NMI:网络管理接口:网络管理接口传送功能传送功能控制功能控制功能信令信令信令信令处处理理理理资资源管理源管理源管理源管理业务业务业务业务发现发现保护保护保护保护恢恢恢恢复复复复路由路由路由路由控制控制控制控制OTN层次结构OTN的业务处理分为光层和电层,电层的处理的是ODUk的颗粒,而光层的基本单元是单个波道。基于ODUk和基于波道的调度分别是O
13、TN的两大功能:电交叉和光交叉。电层则将单个波道中包含的不同等级的ODUk数据帧进行映射、交叉、复用,光层负责将波道合并、分离,将波长信号在各站点上下、调度。光交叉是OTN特有的概念,因为SDH每个光方向都是单一波长,而波分每个方向上都有多个波长信号,OTN光交叉可以让这些波长信号不经过光电转换,而在各个方向之间自由的“穿行”。OTN电层OPUk帧是ODUk帧的一部分,ODUk帧是OTUk帧的一部分。即OTUk帧中,和业务映射相关的部分组成OPUk,OPUk加上一些维护管理开销组成ODUk,而ODUk再加上一部分维护管理开销组成OTUkOTUk帧是为了让ODUk帧能够在光纤中传输而设计的,OD
14、Uk帧中加上一些适应于外部传输的开销或处理操作就形成了OTUk帧,例如FEC,SM开销,扰码等。出现在设备外面的信号必然是OTUk帧,不可能是ODUk或OPUk帧OTN电层将各种客户信号统一封装成OTUk帧,然后在网络间传递OTUk帧(G.709帧)利用波分复用技术实现大容量业务传送依靠电层开销和光层开销实现强大的网络维护管理功能依靠统一的标准,实现不同厂家OTN设备互连互通减少了网络层次,从而可降低运行商的成本G.709帧OTN电层考虑支持大颗粒业务,ODUk最低速率等级为2.5G,最高速率等级为100G,只有4个速率等级多个低速ODUi汇聚成1个高速ODUk时,低速ODUi完全装入高速OD
15、Uk的净荷部分,低速ODUi和高速ODUk的开销是独立的帧速率专门针对SDH设计,OPUk帧正好能装下同速率等级的SDH帧或多个低速率的ODUi(ik)帧开销(不包括FEC开销)在净荷中所占的比例很低,开销提供的维护管理功能也非常强(和SDH帧相比)不同速率等级OTN的帧周期不一样,脱离了SDH基本的8K帧周期OTN交叉OTN的业务处理分为光层和电层,电层的处理的是ODUk的颗粒,而光层的基本单元是单个波道。基于ODUk和基于波道的调度分别是OTN的两大功能:电交叉和光交叉。电层则将单个波道中包含的不同等级的ODUk数据帧进行映射、交叉、复用,光层负责将波道合并、分离,将波长信号在各站点上下、
16、调度。光交叉是OTN特有的概念,因为SDH每个光方向都是单一波长,而波分每个方向上都有多个波长信号,OTN光交叉可以让这些波长信号不经过光电转换,而在各个方向之间自由的“穿行”。OTN交叉对于电交叉这部分功能,既然我们用DWDM+SDH的方式也可以实现,为什么要制定OTN的帧结构呢?SDH的交叉颗粒是从2M-10G,而OTN的业务颗粒是GE以上到100G,颗粒度远远大于SDH,SDH能够解决的也仅仅是GE和2.5G颗粒的交叉,对于10G以上的颗粒无法支持。即便是SDH能够实现的GE和2.5G的交叉,SDH上实现的成本也要高于OTN。OTN在电层规定了一系列的速率等级和容器:OTUk、ODUk、
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