浅析OTN技术在移动城域网中的应用

摘要：随着互联网应用和视频业务的不断发展，推动了电信业务向IP化和宽带化的方向发展，要求传输网不仅能够提供海量带宽满足业务增长的需求，而且能够快速灵活地实现大带宽IP业务的灵活调度、提供可靠的网络保护和恢复机制，具有功能完善的运行维护管理(OAM)能力，保证业务质量。

关键词：OTN技术移动城域网应用

中图分类号：TP393.4文献标识码： A文章编号：

引言

随着3G网络的发展以及全业务竞争的加剧，中国移动的业务类型呈现多元化、带宽需求呈现爆炸式增长，可以说电信行业的超带宽时代即将来临。面对大颗粒的带宽需求，传统的城域传送网技术很难满足业务的发展需求，因此组建一种可以实现快速灵活的业务调度、完善便捷的网络维护管理(OAM功能)的传送网络就显得尤为必要，而作为新一代传送网的OTN技术则很好的满足了这一需求。

1.OTN技术的优势

1.1多种客户信号封装和透明传输

OTN可以支持多种客户信号的透明传送，如SDH、GE和10GE等。OTN定义的OPUk容器传送客户信号时不更改其净荷和开销信息，而其采用的异步映射模式保证了客户信号定时信息的透明。

10GE接口相对于10G POS接口具有很大的成本优势，路由器采用10GE接口可以大大降低网络建设成本。而目前基于SDH的WDM系统主要是针对SDH信号的传送，无法实现对10GE LAN信号的透明传送。因此，WDM系统引入OTN接口是路由器采用10GE接口的前提条件。

1.2大颗粒调度和保护恢复

OTN技术提供3种交叉颗粒，即ODU1（2.5 Gbit/s）、ODU2（10 Gbit/s）和ODU3（40 Gbit/s）。高速率的交叉颗粒具有更高的交叉效率，使得设备更容易实现大的交叉连接能力，降低设备成本。经过测算，基于OTN交叉设备的网络投资将低于基于SDH交叉设备的网络投资。在OTN大容量交叉的基础上，通过引入ASON智能控制平面，可以提高光传送网的保护恢复能力，改善网络调度能力。

1.3完善的性能和故障监测能力

目前基于SDH的WDM系统只能依赖SDH的B1和J0进行分段的性能和故障监测。当一条业务通道跨越多个WDM系统时，无法实现端到端的性能和故障监测，以及快速的故障定位。

而OTN引入了丰富的开销，具备完善的性能和故障监测机制。OTUk层的段监测字节（SM）可以对电再生段进行性能和故障监测；ODUk层的通道监测字节（PM）可以对端到端的波长通道进行性能和故障监测。从而使WDM系统具备类似SDH的性能和故障监测能力。

OTN还可以提供6级连接监视功能（TCM），对于多运营商/多设备商/多子网环境，可以实现分级和分段管理。适当配置各级TCM，可以为端到端通道的性能和故障监测提供有效的监视手段，实现故障的快速定位。

因此在WDM系统中引入OTN接口，可以实现对波长通道端到端的性能和故障监测，而不需要依赖于所承载的业务信号（SDH/10GE等）的OAM机制。从而使基于OTN的WDM网络成为一个具备OAM功能的独立传送网。

1.4FEC能力

G.709为OTN帧结构定义了标准的带外FEC纠错算法，FEC校验字节长达4×256字节，使用RS（255,239）算法，可以带来最大6.2 dB（BER＝10-15）编码增益，降低OSNR容限，延长电中继距离，减少系统站点个数，降低建网成本。G.975.1定义了非标准FEC，进一步提高了编码增益，实现更长距离的传送，但是因为多种编码方式不能兼容，不利于不同厂家设备的对接，通常只能应用于IaDI接口互联。

2. OTN技术的发展

与传统的SDH和WDM设备相比，目前OTN产品功耗较大，主要应用在本地网和城域网的核心汇聚层、省内干线网，以ODUk调度为主。随着集成技术的发展，OTN电交叉连接设备将向以下几个方向发展：

2.1向更大容量发展，满足网络流量持续高速增长的需求。

2.2 向小型化和集成化方向发展，满足网络边缘层网络应用的需求。

2.3向网络智能化方向发展，基于OTN的智能控制技术已经产品化，随着智能控制技术和辅助规划优化工具的功能完善，将引导OTN网络向智能化方向发展。

2.4向高度融合的多业务统一交换和承载方向发展

统一交换矩阵技术和产品发展很快，促进了包交换和ODUk交叉融合，将产生OTN和MPLS-TP融合设备，业内称之为P-OTN或E-OTN设备，它将是现有分组设备的发展方向，满足LTE环境下的业务和汇聚功能，实现多业务接入和传送能力。

2.5 向光层组网应用发展

OTN向光层组网应用发展的限制不在光交叉连接设备本身，而在于基于全光组网下的与光网络性能和稳定性相关的智能控制技术和网络损伤管理技术。ITU-T、IETF等国际标准化组织以及中国标准化协会都在展开对波长交换光网络(WSON)技术的研究。

3.OTN在城域网中的应用

根据以上分析，OTN在城域网中的应用将主要以结合城域WDM的方式出现。OTN定位于提供GE及以上速率大颗粒业务的承载。因此，讨论OTN在城域骨干/汇聚和接入层的应用方式，并对ODUflex的应用进行探讨就显得十分重要。

在城域骨干/汇聚层，当城域网内不同区域之间或接入长途网络的GE及以上大颗粒业务需求达到一定规模，且具有调度、汇聚和保护恢复等需求时，可在城域网的核心/汇聚层部署OTN/WDM网络。OTN网络的应用主要存在以下两种场景：承载GE颗粒及以上的TDM和以太网专线业务。客户设备可以直接接入OTN网络，也可以通过接入/汇聚层SDH/PTN网络与OTN网络连接；作为IP、SDH和PTN等上层网络的承载网络，当SDH/PTN等网络中存在GE以上的子波长级中继电路需求时，可以将其接入到OTN网络中，由其实现调度和保护，达到节省光纤或波道资源的目的。

OTN最新引入的ODUflex技术类似于SDH中的VC级联技术，可以在同一个ODUk（k=2、3、4）内提供灵活的业务接入能力，实现对业务带宽的灵活适配，提高带宽利用率，满足用户的不同带宽需求。特别针对一些新业务如FC、CPRI等有更好的适配能力。

在城域接入层，接入层靠近网络末端，因此成本是技术方案选择的一个重要因素。在接入层应用的OTN设备主要以盒式设备的形态出现，并结合CWDM进行应用。接入层OTN除了可以提供上述骨干/汇聚层的业务以外，目前考虑的两个主要应用是CPRIoverOTN和PONoverOTN。

在3G网络的建设中，网络覆盖效果的好坏至关重要。传统的采用宏基站设备作为主要覆盖的建网方式，其主要问题是运营商在机房和线路的租用方面不得不花费大量时间和费用。新型的网络覆盖理念的核心思想就是把传统的宏基站的基带处理（BBU）和射频部分（RRU）分离，分成基带处理和射频拉远两个设备，在两者之间采用光纤连接。一个BBU可连接多个RRU，从而进一步提高基带池共享效率。分布式基站可实现更大容量BBU集中放置，更大程度节省站址资源。而公共无线接口规范CPRI是由爱立信、华为、NEC、北电网络与西门子等公司发起制定的连接BBU和RRU的标准接口。CPRI接口可以用于多种3G制式以及未来的LTE。

目前，光纤直驱和WDM/OTN技术都可以满足CPRI的传输要求。利用OTN承载CPRI接口信号可以提高光纤的带宽利用率，支持更长距离的传送，提供完善的保护能力和丰富的光层管理，支持任意拓扑组网，简化运维管理，扩容简单，可提高无线新业务的推出速度。利用OTN承载PON的好处与上述CPRIoverOTN类似，主要是延长PON的传输距离，并可提供保护。ITU-T最新通过的G.709标准已经对OTN传送CPRI和GPON信号的映射方式进行了规范。

4.结束语

目前，国内外主流运营商都非常关注OTN技术的发展和应用，多数运营商的WDM传输接口已经实现OTN功能。因此，为了满足日益增长的IP业务的承载需求，适应传送网技术的发展趋势，我国通信行业应增加OTN技术的研发投入，加快OTN设备的研发、标准化和推广应用。

参考文献

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