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OTN系统规划和应用探讨

范文

徐海峰

【摘要】本文作者结合自身多年的OTN工程项目设计经验，对OTN技术的优势和设备类型进行分析，并重点介绍OTN系统网络的波道规划、保护方案、OTU配置等使用原则。

【关键词】 OTN技术波道规划保护方案 OTU配置

一、概述

随着4 G通信、宽带、互联网电视、视频业务的高速发展，通信运营商的光传送网建设需要考虑大容量、可靠性、稳定性、灵活性、传送颗粒多样性等众多因素。因此迫切需要一个新的技术来适应这种爆炸式增长的海量带宽承载需求，于是OTN技术就应运而生了。本文对OTN在技术优势、网络波道规划、保护方案、OTU使用原则等方面展开探讨、研究，以更好的提升、推广OTN技术运用。

二、OTN技术本质与优势

2.1OTN技术本质

OTN是一种光传送网体系，定义了新的帧结构、速率和映射方式，引入了波长/子波长交叉连接功能，为客户信号提供在光层的传送、复用、交换、监控和保护恢复。

OTN在技术层次上主要包括光传送段层、光复用段层、光通道层等三个层面，为了解决客户信号的数字监管问题，光通道层又分为光通道数据单元（ODUk）和光通道传送单元（OTUk）两个子层，类似于SDH技术的通道层和段层。

OTN在技术本质上来说，就是吸收了SDH和WDM的优点，并对其进行有效的组合、升华，同时完善了与业务颗粒传送需求相适应的组网、保护等功能。

2.2 OTN技术优势

OTN技术作为一种新型组网技术，相对传统的SDH和WDM组网技术，主要有以下几种技术优势：

支持包括SDH、PTN、IP等多种业务封装及透明传输

特有的电层和光层交叉、复用技术，支持2.5G至100G大颗粒的带宽复用、交叉及调度。

强大的开销和维护管理能力，可以同时监视端到端以及多个分段的组网性能。

强大的组网能力，支持点到点、链型、环型和网状等组网方式，并可以与WDM、SDH设备共同组网，实现完整的城域传送解决方案。

？强大的网络保护能力，支持多种网络级保护和设备级保护方式。

三、OTN设备类型

OTN设备根据技术原理主要分为以下4种功能模型，分别是具备OTN接口的WDM设备、具备电层交叉的OTN设备、具备光层交叉的OTN设备、同时具备光层和电层交叉的OTN设备；OTN设备根据实际应用场景又可以概括分别以下4种网元类型，分别是光终端复用OTM设备、光分插复用OADM设备、光线路放大OLA设备、电中继REG设备。

四、OTN保护方案使用原则

4.1设备级保护

OTN设备自身提供完善的设备级保护，目前主要提供主控板1+1备份、交叉板1+1备份、输入工作电源1+1备份保护，这些在工程应用中一般都会考虑标配，以最大可能保证设备主要公共单元板件正常运行。

4.2网络级保护

OTN系统还提供完善的网络保护机制，主要包括光线路保护、光通道保护和子网连接保护SNCP，具体分类如下表所示。

4.3保护方案使用原则

对于星型业务，业务颗粒比单波容量要小的时候，则建议使用ODUk SNCP 保护方案。

对于星型业务，业务颗粒与单波容量一样大的时候，则建议使用基于单个光通道的1+1保护方案。

网状网方式对资源的利用率较低，且配置方案成本较高，常规情况下应用较少，在特殊情况或者重要的节点间可以考虑使用。

对于具备光缆线路第二路由保护的段落，则可以考虑增加使用光线路侧1+1保护方案。当然在组网线路上优先保证主用光缆满足串行组网原则，即保证环网各节点的组网光缆全程没有交叉路由，包括进出局光缆，有条件的尽量保证机房局前孔至机房ODF架全程也实现双路由，最大程度保证线路组网安全。毕竟组网线路发生故障导致的网络安全影响面远远大于板件或者设备造成的影响。

为了节省投资造价，对于那些在数据层面已经提供保护的数据业务或者类似SDH自身已经提供环网保护的一般业务不建议在OTN系统层面再进行主备保护。当然在实际工程应用中，需根据网络规模、業务等级、建设成本以及客户硬性要求等方面综合考虑，灵活选择一种或者多种保护方案。

五、OTN的OTU的使用原则

对于OTN系统而言，投资的花费主要集中在OTU和交叉模块，合波、分波以及必配的硬件系统占的投资比重较小。结合节能减排以及长远投资考虑，在OTN建设时，骨干及省干层面在有条件情况下，尽量一步到位建设80波100G或者更大容量系统，在汇聚或者接入层可以适当降低要求考虑建设小容量40波10G系统。

由于OTN网络设备独有的系统架构，推出了一个支路和线路的概念，类似SDH的支路和线路的概念。这样对于一个OTN网络的OTU使用就比传统波分要灵活也要复杂。

对于点对点开通业务颗粒等同于系统单波容量时，则直接使用采用了OTUk适配的支线路合一OTU板，否则使用支线路分离的OTU板件，同时在选择硬件配置时，选用端口集成密度大的板件。从长远考虑，可以节约建设投资。

5.1支线路合一的OTU

该类单板与传统波分的OTU的功能一样，通过调制技术，将客户侧的白光调制成波分侧的彩光。

5.2支线路分离的OTU

在OTN中引入了交叉概念，把客户侧和波分侧模块进行分离设计（客户侧，有时也称支路侧；波分侧，有时也称线路侧），以提供灵活的业务配置、端到端子波长业务调度、简化网络规划、有效降低工程造价（支线路合一的OTU都对应支持特定业务，如客户业务接口变更则需更换不同的OTU。OTN引入交叉技术，使得支路侧和线路侧分离设计得以实现，今后升级或者变更业务时，只需更换支路侧接口板件即可）。

基于OTN的WDM相对于传统WDM，如同SDH相对于PDH，更适合于分布式的、子波长业务为主的网络系统使用；但为了提升组网配置灵活性的同时，也会相应提升工程造价。

六、OTN波道规划原则

OTN环网的波道规划需要综合考虑实际网络的规模、业务的颗粒、业务的等级等因素，OTN动态电层调度功能对网络波道的多样性规划提供了强大的技术依托，独有的电交叉模块使得网络波道利用率大大得以提高。波长分配原则如下：

6.1第一原则

波道使用尽量按照中心频率从低到高依次使用，这样可以有效保证系统的单波性能，以及有利于后期扩容时各通道的功率平坦。

6.2第二原则

优先为同源同宿的主用、备用以及环网业务分配使用相同的波长资源。（1）对于基于单个光通道的1+1保护业务，工作波长和保护波长则使用相同的波长资源，保证单波最高利用率，同时实现工作路径和保护路径不同路由，有效保护业务。（2）对SDH或PTN等成环业务，原则上要为这些区段空间不会重复的业务分配相同波长资源，减少波长冲突可能性，提升波长利用效率。

6.3第三原则

优先分配波道供全网长路径的业务使用，规划完该部分波道后，对于短跨段的业务可以根据总体波道剩余区间灵活规划。

6.4第四原则

对于需要配置中继的业务，则优先分配相同的波长供整条业务使用。如果中继前后分配的波长不同则会导致OTU配置也不同，不易于管理和维护。在实际工程应用中尽可能将中继板件集中配置在少量条件好的站点上，便于集中、综合管理以及维护。

6.5第五原则

在系统建设初期，或是剩余波长足够充裕的情况，可以按照WDM的傳统波道规划方式，采用点到点方式开通独占波道。当剩余波道比较紧张的情况下，可以考虑采用共享波道来实现业务开通。

6.6第六原则

对于多跨段、长距离的业务，或是OSNR值已经接近临界的业务，也可以使用共享波道来完成业务的中继，以此节约中继投资。

结束语：本文充分考虑OTN系统网络规模、业务颗粒、业务等级、建设成本等多方面需求，提出相应的OTN系统在波长规划、保护方案、OTU配置等方面的使用原则，对通信运营商在建设OTN传送网方面具有一定的参考意义。

参考文献

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[2]赵文玉. 光传送网（OTN）技术应用分析[J].通信世界，2008年第35期

[3] 张晓峰. OTN技术发展与应用研究[J].中国新通信，2013年第03期

[4] 陶源.100G WDM/OTN系统关键技术及部署策略探讨[J]. 中国新通信. 2013（22）

[5]李萌.OTN的规划与设计[J].邮电设计技术. 2013（06）

[6] 李多智. 对城域网中的OTN技术与应用问题研究[J].科技创新与应用，2014年第06期

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