2.OTN技术原理剖析

OTN技术原理

华北分院·传输培训什么是OTN？OTN（OpticalTransportNetwork），光传送网络。是由一组通过光纤链路连接在一起的光网元组成的网络，能够提供基于光通道的客户信号的传送、复用、路由、管理、监控以及保护（可生存性）。OTN的一个明显特征是对于任何数字客户信号的传送设置与客户特定特性无关，即客户无关性。(承载对象为比特流)什么是OTN？特点：1、接口：基于G.709接口（OTU1-4接口/帧结构等）2、光交叉：基于ROADM（可重构的光分插复用器）3、电交叉：ODUk交叉（OTH)4、控制平面：管理开销丰富一般定义提供OTNG.709接口的设备统称为OTN设备，但OTN网络核心是OTN节点设备（特别是交叉节点）WDM－波分复用把不同波长的光信号复用到一根光纤中传送的技术主要功能（线路技术、模拟信号）多波长复用高速长距离传输光层监控和管理OTN－光传送网络通过引入电域子层，为客户信号提供在波长/子波长上进行传送、复用、交换、监控和保护恢复的技术特点（节点技术、数字化、交叉）线路上采用WDM技术采用G.709封装和开销管理，提高管理和互通能力对波长/子波长进行交叉连接提高组网、保护和调度能力WDM与OTN对比WDM与OTN对比WDM与OTN对比DWDM好比高速公路(超大容量、超高速率、超长距离传送）OTN好比有立交桥的高速公路智能控制平面相当于交通运输管理系统OTN=WDM+SDHOTN=WDM+SDH（1）SDH提供保护和性能监视，同时支持多种协议，灵活、透明，包括：IP,FiberChannel,EthernetandGFP。（2）WDM网的实现增加了现有的光纤带宽。但它缺乏SDH技术所固有的保护和管理能力。（3）OTN综合了SDH的优点和DWDM的带宽可扩展性。总之，OTN将SDH的OAM&P功能应用到到DWDM光网络。正是因循这样的思路，OTN设计之初是为了承载SDH的，所以对于以太网业务、IP业务承载有先天性不足，典型表现在10GE业务的承载方面，先后出了很多标准，目前最常用的是ODU2e。OTN技术演进趋势SDHOTNASON（控制协议为GMPLS）WDMAONROADM未来光电控制OTN吸收了SDH和WDM的优点，具备完善的保护和管理能力，将成为大颗粒宽带业务传送的主流技术SDH、OTN等技术均有各自适合的使用场景，将长期并存。ASON/GMPLS将成为统一的控制平面设备模型与形态二分层结构与开销一帧结构与速率三映射与复用四协议标准与同步五目录1.1OTN分层结构--【G.872标准】整个光层分为三个层次：光传输段层（OTS）光复用段层（OMS）光信道层（OCh）光信道层OCh又分为三个电域子层：光信道净荷单元（OPUk，k=0、1、2、2e、3、4）子层光信道数据单元（ODUk，k=0、1、2、2e、3、4）子层光信道传送单元（OTUk，k=1、2、3、4）子层SDH分层模型OTN分层模型1.1OTN分层结构-光层一、光层：光传输段层网络（OTS）：通过OTS路径实现光复用段在接入点之间的传送，提供在光纤上传输光信号的功能。可由物理信号描述，即n级光复用段和光监控通路，具体表示为n级光传输模块(OTU-n)。为光信号在不同类型的光媒质上提供传输功能，对光放大器和中继器进行检测和控制。光复用段层网络（OMS）：将各个不同波长的光信道集成为一个确定光带宽的单元，保证相邻两个波长复用传输设备间多波长光信号的完整传输，为多波长信号提供网络功能。通过OMS路径实现光通路在接入点之间的传送，为经过波分复用的多波长信号提供组网功能。采用n级光复用单元(OMU-n)表示，其中n为光通路个数。光通路子层网络（OCh）：通过OCh路径实现客户信号OTUk在OTN网络3R再生点之间透明传送。通过光通路路径实现接入点之间的数字客户信号传送。为各种类型的用户信号如SDH、以太网、IP、ATM等提供端到端的组网功能，每个光通路OCh占用一个光波长。1.1OTN分层结构-电层二、电层：OPUk：？光通路数据单元（ODUk）：通过ODUk路径实现数字客户信号（如SDH、以太网等）在OTN网络端到端的传送。以OPU为净负荷，增加相应的开销，提供端到端光通道的性能监测。光通路传送单元（OTUk）：通过OTUk路径实现客户信号ODUk在OTN网络3R再生点之间传送。以ODU为净负荷，增加相应开销，主要是提供FEC功能与对OTU段的性能监测。1.2OTN路径关系以OTSn,OMSn,OCh,OTUk,ODUk,OPS0踪迹为例通过OTM-0,OTM-n和STM-N专线传输STM-N信号DXC3R3R3ROTSnOTSnOTSnOTSnOTSnOMSnOMSnOMSnSTM-NODUkClientClient3RDXCOPS0OSnOTM-0OTM-nSTM-NODXCOCADMLTRRLTLTLineTerminalw/opticalchannelmultiplexingOCADMOpticalChannelAdd/DropMultiplexerODXCODUCross-Connect3RO/E/Ow/Reamplification,Reshaping&RetimingandmonitoringRRepeaterOCh,OTUkOCh,OTUkOCh,OTUk1.3OTN层级关系在电层，OTN借鉴了SDH的映射、复用、交叉、嵌入式开销等概念。Client数字包封ODUkFECOHOPUkOH随路开销ClientOH电层ClientODUkFECOHOPUkOHClientOHOChPayloadE/OE/OOPS0OPSnOMSnOTSnOTM-nr.mOTM-0.mOTM-n.m非随路开销OOSOSCOHOHOHOChPayloadOCCOCCOCC光层客户侧信号OTUOTU至Och的光电转换OTU至Och的电光转换在光层，OTN借鉴了传统WDM的技术体系并有所拓展，及光层交叉。OTM-n.m。n表示波数，m表示颗粒大小，如OTM-40.2表示40波×10G系统r表示没有“非随路开销”，如OTM-40r.2备注：Och：光通道/信号OCC：光通道载波OCG-n：n阶光载波组（n个波）OMSn：光复用段OTSn：光传输段OOS：光传送模块开销信号OSC：光监控信道OPSn：光物理段TCMi：串联连接监视OTM：光传送模块OTN的OTM定义类似SDH的STM，如：STM-1/4/16/64OTM-n.m0表示单波,如OTM-0.2OPUODUOTU1.3OTN层级关系OCC（光通路载波）：是指承载OCh信号的某个具体光波长。有两种OCC：全功能OCC与简化功能OCC，主要区别为是否支持非随路开销。全功能OCC包括两部分：光通路载波净负荷OCC-p与光通路载波开销OCC-o。OCC-p就是OCh的净负荷，并由WDM系统中的某个指定波长承载，OCC-o为OCh的非随路开销，在OSC中传送。简化功能OCC即OCCr不支持非随路开销，只包括光通路载波净负荷OCC-p。OCG（光载波群）：n个光通路载波OCC构成了n阶的光载波群OCG-n，它在光传送模块OTM的净负荷中占有位置。有两种OCG：全功能OCG-n与简化功能OCG-nr，其主要区别为是否支持非随路开销。全功能OCG-n包括两部分：净负荷为n个光通路载波OCC，开销为OCC-o。简化功能OCG-nr不支持非随路开销。OMU（光复用单元）：支持光复用段层OMS连接的信息结构。OMU包括净负荷与开销两部分，净负荷为OCG-n，开销由OCG开销与OMS开销组成，由OSC传送。OTM（光传送模块）：是跨越光网络-网络接口ONNI传送的重要信息结构，它包括一个或多个承载用户信息的光通路载波OCC1.4OTN的开销-电层OTN开销分为两大类型：随路开销（电层）与非随路开销（光层）。随路开销包含在相应帧结构之内，随同用户信号一起传送。非随路开销不包含在帧结构之内，由单独的光监控通路OSC传送。一、随路开销（电层）OPUkOH：包含在OPUk帧结构之内，主要用于标识净负荷的类型（如SDH/IP等）、用户信息的映射方式（如AMP/BMP/GMP/GFP-F等)、OPUk虚级联信息等；它在OPUk进行组装与分解时终结。ODUkOH：包含在ODUk帧结构之内，主要用于监测ODUk通道性能与ODUk串行连接性能；它在ODUk进行组装与分解时终结。OTUkOH：包含在OTUk帧结构之内，主要是对一个或多个OTUk连接的性能进行监测；它在OTUk进行组装与分解时终结。1.4OTN的开销-电层ODUk层开销TCMACT:TCM激活/去激活协调协议控制通道TCMi:串行连接监视子层i开销【注：运行维护用信号。监视光用户-UNI的串联连接，监视光网络至NNI的串联连接，1+1,1:n等保护倒换的监视，保护恢复的监视，故障定位或验证传送质量等】FTFL:故障类型和故障位置上报通道PM:通道监控EXP:实验通道GCC1/2:通用通信通道1/2【两网元间互通，用于访问ODUk帧结构】APS/PCC:自动保护倒换和保护通信控制通道假设帧对齐开销FAS:帧对齐信号MFAS:复帧对齐信号。【注：开销信号跨多帧时使用】OTUk层开销SM:段监控GCC0:通用通信通路0【注：用于支持终结点之间的综合通信】RES:保留作国际标准化用途开销OPUk层开销PSI:净荷结构标识符JC:调整控制NJO:负调整机会字节RES123456789101112131415161234TCM3TCM6TCM5TCM2TCM1TCM4PMTCMACTGCC1FTFLRESJCRESJCNJOPSIGCC2APS/PCCRESEXPFASMFASSMGCC0RESJCRES1.5OTN的开销-光层二、非随路开销OOS（光层）OChOH：光通路开销，主要监测故障管理方面的信息，包括开销的前向缺陷指示FDI-O、净负荷的前向缺陷指示FDI-P与开放连接指示OCI等，它在OCh进行组装或分解时终结。OMSOH：光复用段开销，主要对光复用段维护与运行性能进行监测，包括FDI-O、FDI-P、开销的后向缺陷指示BDI-O、净负荷的后向缺陷指示BDI-P与净负荷丢失PMI等，OMSOH加上OCG构成OMU，OMSOH在OMU进行组装或分解时终结。OTSOH：光传送段开销，主要对光传送段的性能进行监测，包括路径踪迹标识TTI、BDI-O、BDI-P与PMI等，它们在OTM进行组装或分解时终结。COMMSOH：综合管理通信开销，主要是提供网元之间的综合管理通信，利用OSC进行传送。1.5OTN的开销-光层OOS功能已标准化，比特率和格式尚未完全标准化BDI:BackwardDefectIndicationFDI-O:ForwardDefectIndication-OverheadFDI-P:ForwardDefectIndication-PayloadOCI:OpenConnectionIndicationPMI:PayloadMissingIndicationTTI:TrailTraceIdentifier非关联开销OTSnn32OCh1

通用管理通讯OMSnFDI-OFDI-POCIBDI-OBDI-PPMIFDI-PFDI-OBDI-OBDI-PPMITTITTI：路径踪迹标示符。用于OTSn段监控的64字节。BDI-P：后向缺陷指示-净荷。向上游传送说明OTSn净荷失效。BDI-O：后向缺陷指示-开销。向上游传送说明OTSn开销失效。PMI：净荷丢失指示。FDI-P：前向缺陷指示-净荷。向下游说明OMSn的净荷状态（正常或失效）FDI-O：前向缺陷指示-开销。OCI：开放连接指示。向下游说明，上游的交叉矩阵连接已经开放。用于Och信号的关联。设备模型与形态二分层结构与开销一帧结构与速率三映射与复用四协议标准与同步五目录线路侧支路侧2.1OTN设备功能模型--【G.806/798】OTN设备完整功能模型1、客户信号通过映射成为重要的ODUk颗粒。2、ODUk颗粒是电层交叉的基本单位。从ODU0到ODU4，颗粒大小涵盖GE，2.5G，10G/GE，40GE，100GE。所谓的ODUk的交叉连接，其实质是映射与复用，即低速复用至高速，一般是4倍关系。其中：由ODU0复用至ODU2是8倍关系，即8*GE复用至10GE。及2倍/16倍关系？3、交叉完成之后的ODUk通过适配成为OTUk，OTUk通过光电转换成为Och.4、Och是光层交叉的基本单位，实现光层面的分叉复用，如图所示绿色、黄色波。5、OTUk信号转换成Och以后，可直接对接至合波器或分波器5、OTUk信号转换成Och以后，也可直接对接至合波器或分波器，而不经过光交叉。6、业务信号也可通过OTUk转换后也可直连至合波器、分波器，完成业务上下，类似WDM波分设备。另，彩光。2.1OTN设备功能模型--略缩图光层调度和电层调度的架构光层调度静态光分插复用动态光分插复用电层调度L1电层L2电层2.2OTN系统总体结构由客户层、OTN电传送层、OTN光传送层以及网管系统组成。UNI：用户网络接口NMI：网络管理接口CLI：白光接口CSI：单波长彩色光接口CMI：多波长彩色光接口ECC：嵌入式通信通路Och：(全功能)光通路OTU：光传送单元MUX/OA：复用、解复用、光放大OTM：光终端复用器OADM：光分叉复用OSC：光监控信道OSCI：光监控信道接口POS：SONET/SDH上的数据包ROADM：可重构光分叉复用SWS：子波长交叉连接SNMS：子网管理系统。Sub-NetworkManagementSystem北向接口：提供给其他厂家或运营商进行接入和管理的接口，即向上提供的接口。南向接口：管理其他厂家网管或设备的接口，即向下提供的接口。2.3OTN设备形态OTN终端设备：具有OTN接口的WDM设备。（是否就是波分设备，只是多了几个接口？）2.3OTN设备形态OTN交叉连接设备：

具有OTN交叉连接功能的WDM设备。A、具有OTN电交叉设备B、具有OTN光交叉设备C、同时具有OTN光交叉和电交叉设备A（增强型波分设备？）B（增强型波分设备？）C（真正的OTN设备？）2.4光层交叉技术目前业内较为流行的3种光交叉实现技术:波长阻断型光交叉（WB）、平面光波导电路型光交叉（PLC）波长选择型光交叉（WSS）。这3种光交叉技术根据各自实现原理和实现成本不同，各有相应的应用场景。2.4光层交叉技术-WB波长阻断型【WavelengthBlock】：以任意顺序，在同一时间对任意数目的波长进行衰减或者阻断。其特性在于它可以独立且并行地处理每一个波长，因此对某一波长进行操作不会影响其他的波长。可以完成以下功能。将输入的复用信号导向相应的输出端，除了插入损耗外没有任何改变。阻断任意波长信道或信道组合，然后将剩余的复用信号导向相应的输出端口。衰减任意波长信道或信道组合，或对信道进行均衡，然后将剩余的复用信号导向相应的输出端口。…2.4光层交叉技术-WBWB的优势：成熟度较高，成本稍低。WB的劣势：只能完成穿通方向的波长可重构，没有本地上下路波长能力，因此往往需要和其他功能单元配合才能完成本地波长上下路和穿通波长资源的配置，集成度偏低，综合能力适中。2.4光层交叉技术-PLC平面光波导电路型【PLC：

PlanarLightwaveCircuit】：一种基于硅工艺的集成电路，可以集成多种器件，如光栅、分路器、光开关等。它通过集成的阵列光波导（AWG）实现波长复用、解复用功能，集成的光开关可以直接实现波长的直通、上下路功能，可变光衰耗器实现每通道的光功率动态均衡。基于PLC的光交叉上下路均是彩色光，这意味着只有预定义的彩色波长可以在每个端口上下，并可配合可调滤波器和可调激光器使用。由于PLC的集成特性，使其成为低成本的ROADM解决方案之一。在集成度上，PLC相对WB而言要高，并且因为它上路和穿通可重构功能集成在一起，可以规避波长冲突出现的可能性。2.4光层交叉技术-PLC【PLC】工作机理：先将彩色光信号分解成多路并行的单色光信号，同时本地上路多个单色光信号，之后通过1×2光开关在上游传过来的单色光信号和本地上路光信号中进行选择，因此可以实现灵活地穿通与上路选择。………401×21×21×21×22.4光层交叉技术-PLCPLC节点构成：FIU………40ROADM耦合器………40ROADM耦合器FIUDMUXDMUXDCMDCMDCMDCMOSC2.4光层交叉技术-WSS波长选择开关型【WSS：WavelengthSelectiveSwitching】：是近年来发展迅速的ROADM子系统技术，WSS基于MEMS光学平台，具有频带宽、色散低，并且同时支持10/40Gbit/s光信号的特点和与波长无关的特性。WSS采用自由空间光交换技术，上下路波数少，但可以支持更高的维度，集成的部件较多，控制复杂。目前，虽然成本与PLC和WB相比较高，但大部分基于WSS的光交叉可以实现基于8个维度光方向交叉。【WSS】工作机理：先将彩色光信号分解成多路并行的单色光信号，之后对每个单色光信号进行功率调整，之后通过控制1×N(图中N＝9)光开关阵列将每个单色光信号导向到不同的光复用器中，最后合路输出，从而实现任意单色光到任意输出端口输出的功能。………192344012FIUFIUDCMDCMDCMDCMOSC………………DCMDCM环内WSS节点构成：2.4光层交叉技术-WSSFIUDCMDCMFIUDCMDCMFIUDCMDCMFIUDCMDCM………………………………跨环WSS节点构成：2.4光层交叉技术-WSSEastWestNorthSouthFIUFIUFIUFIU………………………………WestEastSouthNorth2.4光层交叉技术-WSS跨环波长调度过程：2.4光层交叉技术-小结三种光交叉连接方式各有特点，至于采用何种技术，主要根据应用场景而定。如果仅仅需要2个维度的光交叉，那么WB和PLC可以充分利用现有的成熟技术，对网络的影响最小，易于实现从FOADM到二维ROADM的升级，具有极高的成本效益。基于WSS的ROADM，可以在所有方向提供波长粒度的信道，远程可重配置所有直通端口和上下端口，适宜于实现多方向的环间互联和构建Mesh网络。设备模型与形态二分层结构与开销一帧结构与速率三映射与复用四协议标准与同步五目录3.1电层OTUk帧结构--【G.709标准】光信道净荷单元（OPUk）：实现客户信号映射进一个固定的帧结构（数字包封）的功能，包括但不限于STM-N，IP分组，ATM信元，以太网帧。光信道数据单元（ODUk）：提供与信号无关的连通性，连接保护和监控等功能，这一层也叫数据通道层。光信道传送单元（OTUk[V]）：提供FEC，光段层保护和监控功能，这一层也叫数字段层。有两种版本：完全标准的OTUk，可用于IrDI和IaDI；功能标准化的OTUkV，仅用于IaDI。38254080OTUkOH1781415161738241234OPUkPayloadOPUkOHODUkOHClientSignalmappedinOPUkPayloadOTUkFEC（前向纠错编码）与SDH不同，不同速率(k＝0/1/2/3/4)情况下，帧的大小保持不变，但每一帧传送所需的时间(帧频)不同。（帧长固定，周期不固定。与SDH正好相反，为什么？）FA帧结构：4行、4080列，固定不变帧速率：可变20.420kHz(48.971

s)forOTU182.027kHz(12.191

s)forOTU2329.489kHz(3.035

s)forOTU3包括：OPUk、ODUk、OTUk、FEC几个部分SOHAUPTRSOHSTM-N净负荷(含POH)9×N261×N13459SDH帧结构每秒8000帧帧结构：9行，270n列，长度可变帧速率：8000帧/秒，固定不变包括：段开销、指针、通道开销、净荷G.709帧结构G.709帧结构与SDH帧结构对比FECFEC：前向纠错（ForwardErrorCorrection）。是指信号在被传输之前预先对其进行按一定的格式处理，在接收端则按规定的算法进行解码以达到找出错码并纠错的目的。采用二进制循环分组系统码，即BCH

（n，k）码或RS（n，k）码。

（逻辑原理示意图）分类：带内FEC、带外FEC、超级FEC前向纠错码（FEC）的码字是具有一定纠错能力的码型，它在接收端解码后，不仅可以发现错误，而且能够判断错误码元所在的位置，并自动纠错。这种纠错码信息不需要储存，不需要反馈，实时性好。所以在广播系统（单向传输系统）都采用这种信道编码方式。FEC属于信道编码。FEC【信源编码】：为了减少信源输出符号序列中的剩余度、提高符号的平均信息量，对信源输出的符号序列所施行的变换。具体说，就是针对信源输出符号序列的统计特性来寻找某种方法，把信源输出符号序列变换为最短的码字序列，使后者的各码元所载荷的平均信息量最大，同时又能保证无失真地恢复原来的符号序列。信源编码的作用：设法减少码元数目和降低码元速率，即通常所说的数据压缩；将信源的模拟信号转化成数字信号，以实现模拟信号的数字化传输。

信源编码的目标是信号的有效性。举例：近代通信：摩尔斯电码、ASCII码、电报码。现代通信：Huffman编码、算术编码、L-Z编码其它：MP4、MP3信源编码也会适当引入一些冗余码，提高抗干扰能力以及纠错能力。信号传输过程：[信源]->[信源编码]->[信道编码]->[信道传输+噪声]->[信道解码]->[信源解码]->[信宿]FEC【信道编码】：通过信道编码器和译码器实现的用于提高信道可靠性的理论和方法。（信息论的内容之一，参考香农公式）信道编码大致分为两类：①信道编码定理，从理论上解决理想编码器、译码器的存在性问题，也就是解决信道能传送的最大信息率的可能性和超过这个最大值时的传输问题。②构造性的编码方法以及这些方法能达到的性能界限。举例：RS编码：Reed-solomoncodes，里所码。是一种低速率的前向纠错的信道编码，对由校正过采样数据所产生的多项式有效。编码过程首先在多个点上对这些多项式求冗余，然后将其传输或者存储。对多项式的这种超出必要值的采样使得多项式超定（过限定）。当接收器正确的收到足够的点后，它就可以恢复原来的多项式，即使接收到的多项式上有很多点被噪声干扰失真卷积码：Turbo码：交织码：伪随机序列扰码：【OTN通常采用RS（255,239）编码方式】可纠正的突发误码为8字节，检测能力为16字节3.2帧速率如下：类型标称比特速率比特速率容差OTU12666057.143kbit/s±20ppmOTU210

709225.316kbit/sOTU343018413.559kbit/sODU12498775.126kbit/sODU210

037

273.924kbit/sODU340319218.983kbit/sOPU12488320kbit/sOPU29

995

276.962

kbit/sOPU340150519.322kbit/s问题2：不能很好地满足10GE的比特透明传送，10GE的线路速率为10.3125Gb/s，而相应速率等级的OPU2的净负荷速率只有9.995Gb/s，低于10GE信号的速率问题1：没有2.5G以下的容器。针对GE业务没有相匹配的速率等级，若将一路GE映射到一个OPU1中，则带宽利用率偏低，若将两路GE采用GFP异步映射到同一OPU1中，则业务的透明性和GE之间的隔离成为一个问题，且需要同时终结。OTN技术标准的发展历程【第一阶段】：1999年至2001年，这个阶段的OTN技术属于传统OTN技术。2001年推出的一系列OTN标准主要基于语音业务，业务颗粒度较大，基本上在2.5G以上，对于那些小颗粒业务的承载效率较低。

【原因：当时的业务侧传输系统是SDH/MSTP的天下】【第二阶段】：2005年至2010年。随着21世纪初期，IP业务的迅猛发展，小颗粒业务的传送需求大量涌现，因此，从2005年开始ITU-T又开始着手对已有传统OTN标准进行修订和补充，主要解决了小颗粒业务承载、高速以太网承载、多业务混合承载等一些新问题。2009年10月，在ITU-TSG15全会上，ITU-TG.709v3版本正式通过审查，这标志着新一代OTN技术的成熟。在G.709v3标准中，引入了ODU0、ODU2e、ODU4、ODUflex和GMP等概念，扩展了OTN客户信号的范畴，较之传统OTN技术，新一代OTN技术具备了将来业务的承载能力。图2示出了在ITU-TG.709v3标准中定义的新一代OTN信号复用的结构流程。【第三阶段】：？LO与HOLOODU和HOODU概念：LOODU相当于业务层，适配不同速率和不同格式的业务（承载单一业务）HOODU相当于隧道层，用于提供一定带宽的传送能力（承载混合业务）,不同的LOODUk可以共享同一HOODUk。ODU0：速率为1.244Gb/s的新的光通道数据单元，ODU0可以独立进行交叉连接，也可映射到高阶ODU中。LOODU：ODU0，1.25GODU2e，10.3GODU4，104GODUflexHOODU：ODU1，2.5GODU3e2，41.7GODU4，104GODU0新的光通道数据单元速率为1.244160Gbit/s±20ppm，适配GE等相对低速业务。GE的8B/10B编码的数据首先变换为G.7041中规定的64B/65B

的数据块，然后通过GFP-T封装成为ODU0的净荷，最后通过分布式GMP进行速率调整形成ODU0的帧。除了承载1GE业务外，通过GMP速率调整ODU0还可以用来承载FE，STM-1，STM-4和SAN(StorageAreaNetowrk，存储区域网络)业务等低速业务。需要注意的是，ODU0虽然可以完成交叉等操作，但是ODU0没有相对应的物理接口，只能复用、映射到其他的ODUk中之后才可以在设备间传输，在支持交叉的设备中完成交叉操作。目前ODU0到ODU1、ODU2、ODU3、ODU4复用映射的方式已经确定。ODU2e存在问题：10GE速率10.3125Gb/s，ODU2速率9.995Gb/s，低于10GE信号的速率。ITU-T在2006年-2009年间的解决方案大致归类如下：（1）对Mac帧做一些变动，使其速率变为9.995Gbit/s，然后进行映射，但MAC帧有变化；（2）对MAC帧不做变化，整个10.3125Gbit/s全部放入OPU2中，此时会占用ODU2的部分FEC，导致FEC纠错有所下降；（3）提高ODU2的速率【提速模式】，此时将整个MAC帧映射尽OPU2e中进行传输，不对MAC帧做任何更改，同时FEC不受影响；推荐用方式3；对于这种方式已经成为G.709的标准协议，多数厂家支持。G.SUP43定义ODU2e速率为10.3995Gbit/s，而不是标准ODU2的10.037273924Gbit/s。除了10GbELAN业务的映射封装之外，FC1200业务到ODU2e的映射规范也在制定中。需要说明的是，和ODU0一样ODU2e没有物理接口，必须作为一个支路单元复用映射到ODU3或ODU4中之后才可在设备间进行传输，在具备交叉功能的设备中进行交叉操作。（G.Sup43：是ITU-T关于G.709的增补版）【注：10GbELAN，即万兆以太网。】ODU1eG.Sup43中还定义了ODU1e用来透明传输10GbELAN业务，定义的目的和定义ODU2e相同。ODU1e业务速率为10.3558Gbit/s，目前，基于ODU1e的复用规范还没有出台。ODU3e1、3e2ODU3e1/ODU3e2是G.Sup43中定义的用来承载ODU2e的光支路数据单元，ODU3e1的速率是41.774364407Gbit/s，ODU3e2的速率是239/255×243/217×16×2.488320Gbit/s。ODU3e1/ODU3e2都可以承载4路ODU2e信号，但两者还是有很大的区别。ODU3e1只能分解为16个时隙(TS，TimeSlot),每一个时隙为2.5Gbit/s，采用AMP只能承载4路ODU2e信号;ODU3e2可以分解为32个时隙，采用GMP的方式进行映射，不仅可以承载4路ODU2e信号，还可以用来承载ODU2，ODU1，ODU0等其他低速的支路数据单元，比ODU3e1的灵活性强。ODU4ODU4是针对100GE以太网设定的光支路数据单元,其传输速率为111.809973Gbit/s。值得一提的是，LOODU复用到ODU1/2/3时均采用AMP，而复用到ODU4时采用GMP。ODUflex提供灵活可变的速率适应机制，使得OTN能够高效地承载包括IP在内的全业务，并最大限度提高线路带宽利用率，同时具备适配未来业务的能力。目前ITU-T定义了两种形式的ODUflex：一种是基于固定比特速率（CBR）业务的ODUflex，速率可以是任意的，CBR业务通过同步映射封装到这种ODUflex；比如5GE速率，非标准速率。另一种是基于包业务的ODUflex，这种ODUflex的速率为HOODU时隙的N倍，包业务通过GFP封装到ODUflex比如n*GE速率完整版OTN帧速率ODU速率：ODU0：1.244160Gbps【针对GE以下速率】ODU1：2.488320Gbps【匹配SDH2.5G速率】ODU1e：10.3558Gbps【仅针对万兆以太网】ODU2：9.953280Gbps【匹配SDH10G速率】ODU2e：10.312500Gbps【仅针对无损10GE分组网】ODU3：39.813120Gbps【匹配SDH40G速率】ODU3e1：41.774364407Gbps【只承载4路10GE分组网的传送通道】ODU3e2：41.785968560Gbps【10GE分组及各种低速ODU的传送通道】ODU4：99.532800Gbps【针对100GE分组网】ODU5：400GbpsODUflex：HOODU0×n倍、以及任意速率。注意：ODU0信号通过ODU1、ODU2、ODU3、ODU4信号传送ODU2e信号通过ODU3、ODU4信号传送ODUflex通过ODU2、ODU3、ODU4信号传送备注2：【1】BT：bit透传。无损传送。【2】MAC：MAC透传，剥离了物理层数据。有损传送。【3】TTT：透明转码。将客户信号的“信道编码”去除（把GE信号的8B/10B信道编码去除，改为64B/65B信道编码方式），接收端再还原客户信号的“信道编码”。G.709V3版及后续增补备注1：GMP：可将任何的客户信号速率映射为任何服务器净荷速率。比AMP更灵活。设备模型与形态二分层结构与开销一帧结构与速率三映射与复用四协议标准与同步五目录4.1映射和复用结构映射复用ODTUG3ODTUG2OChrOChrOChrOChOChOChOTU3[V]OTU2[V]OTU1[V]客户信号客户信号OPU3ODU3OCCrOCCrOCCrOCCOCCOCCOCG-nr.m1≤i+j+k≤nOCG-n.m1≤i+j+k≤nOPU2ODU2

1OPU1ODU1OTM-nr.mOTS,OMS,OCh,COMMS开销OSCOOSOTM-n.m

4

1

1

4

16

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

i

j

k

i

j

1客户信号

1OTM-0.m

k各种客户层信息经过光通路净荷单元OPUk的适配，映射到ODUk中，然后在ODUk、OTUk中分别加入光通路数据单元和光通路传送单元的开销，再映射到光通路层OCh，调制到光信道载波OCC上；可能的复用路径：最高4个ODU1信号复用进一个ODTUG2，ODTUG2再映射到OPU2中，也可将j（j<=4）个ODU2和16-4j个ODU1信号的混合复用到一个ODTUG3中，ODTUG3再复用到OPU3中；GE信号也可称作ODU0，两个ODU0可以复用并映射到OPU1中；多至n(n≥1)个OCC[r]使用波分复用被复用进一个OCG-n[r].m中，OCGn[r].m中的OCC[r]支路时隙可以具有不同的容量（例如：10G波与2.5G波同时存在于一个OCG-n中）；OCGn[r].m通过OTMn[r].m传送；对于完整功能的OTM-n.m接口，OSC通过波分复用被复用进OTM-n.m中。OPU0ODU081ODUFlex24.2映射方法AMP：AsynchronousMappingProcedure异步映射规程STM-16,STM-64,STM-256恒定比特速率客户信号映射到OPUk，使用AMP或BMP。连续模式GPON恒定比特速率客户信号映射到OPU1使用AMP。ODU0映射进入OPU1。ODU1映射进入OPU2。ODU1和ODU2映射进入OPU3。STM-16怎么映射到OPU1中？STM-16字节数为9*270*16=38880,OPU1净荷是4*3808=15232,那OPU1是怎么装下STM-16的呢？G.709v3中规定STM-16通过AMP和BMP映射进入OPU1。OPU1在承载数据过程中，并不是一个OPU1承载1个STM-16的，可以理解成连续的多个OPU1承载了1个STM-16信号。在实际的承载过程中，OPU1是bit流的载体，它仅提过对bit流的承载，只要是bit流就可以，其实并不区分什么业务的。而STM-16也基本不可能使单独一个帧存在，连续发送的SDH的STM-N是CBR流，这样OPUk便可以通过一定的速率去承载相应等级的STM-N信号，只要OPUk的速率>STM-N的速率就可以了，而并不关注于OPUk和STM-n的帧的大小。这样对于STM-n来说OPUk就是一个管道。而STM-n对以实际业务来说也是一个管道，每个管道都有自己的开销，而且目前OTN信号的开销还并不能够很好的与STM-n型号的开销进行协同，这样通过双层包装的业务信号的传输效率更低，而且互不沟通的两层开销并没有提升业务信号处理的灵活性等。所以用OTN直接承载业务信号是以后的趋势。4.2映射方法BMP：Bit-synchronousMappingProcedure比特同步映射规程STM-16,STM-64,STM-256恒定比特速率客户信号映射到OPUk，使用AMP或BMP10GBASE-R恒定比特速率客户信号映射到OPU2e使用bit-synchronousmappingprocedure(BMP);FC-1200恒定比特速率客户信号映射到OPU2e使用byte-synchronousmappingprocedure另外的恒定比特速率客户信号映射到OPUflex使用bit-synchronousmappingprocedure(BMP);GMP：GenericMappingProcedure通用映射规程利用Sigma-Delta算法进行随机填充。为ODUflex专门设计的。速率最高到1.23