《全光通信网》课件第4章 光传送网技术.ppt

1、2023-5-14全光通信网保护时隙保护时隙保护时隙路由标记载荷同步比特分组头同步比特时隙 T:1.646s=128byte(分组头为622Mbit/s)5字节14字节2字节102字节5字节分组头180ns64.3ns26ns64.3ns载 荷1311ns时间保护时隙保护时隙用来补偿光器件的交换时间、净荷在节点处可能的抖动以及在网用来补偿光器件的交换时间、净荷在节点处可能的抖动以及在网络节点接口处同步单元的有限的冲突解决能力。络节点接口处同步单元的有限的冲突解决能力。载荷比特率在一定程度上载荷比特率在一定程度上是透明的是透明的(比特率可变比特率可变)。光分组的固定时隙长度可简化同步操作。光分组

2、的固定时隙长度可简化同步操作。2.5-10G2023-5-14全光通信网光分组的预放大和同光分组的预放大和同步、信头提取、净荷步、信头提取、净荷定位和缓存等定位和缓存等 光分组净荷的输出光分组净荷的输出缓存、定位、同步、缓存、定位、同步、放大以及新报头插放大以及新报头插入、冲突解决等入、冲突解决等负责光分组路由交换、负责光分组路由交换、上上/下路、冲突解决等，下路、冲突解决等，决定了节点的交换速率、决定了节点的交换速率、吞吐量、可扩展性等吞吐量、可扩展性等分析、判断报头信息，发出同步、交换路分析、判断报头信息，发出同步、交换路由的控制信号去控制输入模块和交换矩阵，由的控制信号去控制输入模块和交

3、换矩阵，再产生新报头信息输入到输出模块中再产生新报头信息输入到输出模块中2023-5-14全光通信网交叉矩阵偏置时间12112221突发数据突发数据信道（波长）（波长）控制信道控制分组OBS控制器光/电/光控制分组处理（建立/带宽预留）在OBS中，首先在控制波长上发送控制（连接建立）分组，然后在另一个不同的波长上发送突发数据。突发数据从源节点到目的节点始终在光域内传输控制分组在每个节点都需要进行O/E/O的变换以及电处理。2023-5-14全光通信网 Incoming fibers Fixed-length(but unaligned)FDLs Synchronizer Header Payl

4、oad Setup Header recognition,processing,and generation Switch 1 B C D New headers 2 1 2 2 1(a)A Switch 2 1 1 2(b)O/E/O Control packet processing (setup/bandwidth reservation)2 2 1 1 Control packets Data bursts Control wavelengths A B C D Data wavelengths Offset time 第四章第四章 光传送网技术光传送网技术2023-5-14全光通信网

5、一.OTN基本概念二.OTN的分层结构三.OTN的复用和映射四.OTN的信息结构五.数字包封技术六.OTN的技术优势2023-5-14全光通信网2023-5-14全光通信网强大而灵活的交叉调度能力强大而灵活的交叉调度能力多种完善的保护机制多种完善的保护机制规范的映射、复用，多层次的嵌入式开销规范的映射、复用，多层次的嵌入式开销丰富的可运营可管理经验丰富的可运营可管理经验2023-5-14全光通信网光电混合网电子节点光节点边缘电网络光传输系统核心光网络现有光电混合网2023-5-14全光通信网 在未来的在未来的3 35 5年之内，新业务的发展将驱动业务量快速增长年之内，新业务的发展将驱动业务量快

6、速增长;快速增长的新业务以大颗粒宽带业务为主；快速增长的新业务以大颗粒宽带业务为主；大量的大颗粒宽带业务需要进行有效的调度和管理，提高大量的大颗粒宽带业务需要进行有效的调度和管理，提高QOSQOS，满足网络运营的需要。满足网络运营的需要。Internet Access residential31%BB AccInternet 11%Private lines 25%Video Distribution27%Voice(Fixed+Mobile)4%Data Services(ATM/FR,VPN)2%2023-5-14全光通信网保护机制不完善保护机制不完善简单的简单的OSCOSC，无法对通道进

7、行精确的管理，无法对通道进行精确的管理传统的传统的WDMWDM设备无法满足要求，设备无法满足要求，问题主要在调度、保护、管理等方面。问题主要在调度、保护、管理等方面。无交叉调度能力，不能成网络无交叉调度能力，不能成网络复用、映射机制不完善，业务互通能力差复用、映射机制不完善，业务互通能力差2023-5-14全光通信网WDM的大容量传送机制SDH的电层处理机制OTNOptical Transport NetworkOptical Transport Network）复用传送点对点WDM复用、传送、组网保护、交换同步、管理WDM网络2023-5-14全光通信网ADMADMADMOADMADMOAD

8、MADMOADMADMOADMOTN网络结构示意图网络结构示意图2023-5-14全光通信网透明子网不透明节点透明子网中光通道实现端到端的连接透明子网中光通道实现端到端的连接不透明节点实现子网间互联，包括电子不透明节点实现子网间互联，包括电子3R再生再生随着光子技术的发展，透明子网的范围逐步扩大随着光子技术的发展，透明子网的范围逐步扩大。透明节点光交换结构电交换结构不透明节点O/EE/O2023-5-14全光通信网2023-5-14全光通信网电路层网络电路层物理层高阶通道层低阶通道层复用段层再生段层VC-12VC-4-XC复用段再生段物理层电路层通道层传输媒质层VC-4VC-32.240Mb/

9、s150.336Mb/s48.960Mb/sX=4,16,64,2562023-5-14全光通信网 再生段TM REGADMTM再生段复用段复用段通 道光缆光缆光缆2023-5-14全光通信网已存的各种形式的业务，已存的各种形式的业务，边缘电节点边缘电节点实现端到端的光路径的实现端到端的光路径的建立、管理和维护建立、管理和维护光层信头的处理光层信头的处理光信道的监控光信道的监控与电层适配、多种业务与电层适配、多种业务的接入的接入2023-5-14全光通信网2023-5-14全光通信网实现在不同传输媒介实现在不同传输媒介（即光纤）上传送光（即光纤）上传送光信号的功能信号的功能传送段信头开销处理传

10、送段信头开销处理与维护与维护各种光纤及其它物理各种光纤及其它物理媒介的传送功能媒介的传送功能2023-5-14全光通信网OTN的分层结构与实际设备连接关系示意图的分层结构与实际设备连接关系示意图 SDHNESDHNEOTSOCh电通信信道NE:网元终端 OXC:光交叉连接器 OADM：光分插复用器OA:光放大器 OCh:光通道 OMS:光复用段 OTS:光传输段OMSOTSOTSOAOAOXC/OADMOXC/OADM2023-5-14全光通信网2023-5-14全光通信网 光通道层又分为三个电域子层：光通道净荷单元(OPU)、光通道数据单元(ODU)、光通道传送单元(OTU)Optical

11、Channel layer networkOptical Channel layer network光通道层（光通道层（OChOCh）Optical Multiplex SectionOptical Multiplex Sectionlayer networklayer network光复用段层（光复用段层（OMSOMS）Optical Transmission SectionOptical Transmission Sectionlayer networklayer network光传输段层（光传输段层（OTSOTS）客户层客户层光层光层光通道净菏单元（光通道净菏单元（OPUOPU）光通道数

12、据单元（光通道数据单元（ODUODU）光通道送单元（光通道送单元（OTUOTU）光通道光通道OChOCh光域光域3 3个电域子层个电域子层IPIP、ETHERNETETHERNET、ATMATM、SDH/SONETSDH/SONET2023-5-14全光通信网ODU3OPU3OTU3V11ODU2OPU2OTU2V11ODU1OPU1OTU1V111 1OCCrOChr1 1OCCrOChr1 1OCCrOChr1 1OCCOCh1 1OCCOCh1 1OCCOChOTS、OMS、OCh、COMMS、OH复用复用映射映射OTM-0.mOTM-0.mOCG-nr.mOCG-nr.mOCG-n.m

13、OCG-n.mOTM-nr.mOTM-nr.mOTM-n.mOTM-n.m1 11 11 1i ij jk ki ij jk k1i+j+k nOSCOOS1 11 11 11 11 11 1k=1对应对应2.5Gbit/sk=2对应对应10Gbit/sk=3对应对应40Gbit/sk是以客户信号的速率有关的阶数是以客户信号的速率有关的阶数2023-5-14全光通信网各种不同的业务信号映射光通道层（OCh）？+OPUk 开销OPUkOTUk映射映射光通道层（OCh或OChr）客户层信号如IP、Ethernet和STM-N信号+ODUk 开销ODUk映射+OTUk 开销调制光通道载波（OCC或O

14、CCr）2023-5-14全光通信网调制光通道传送单元（OTUk）光传送模块OTM-n.m？光通道层（OCh）信号调制光通道载波（OCC)光通道载波开销（OCCo）光通道载波净荷（OCCp）n波分复用光通道层载波组（OCG-n.m）映射光传送模块（OTM-n.m）+光监控信道光复用单元(OMU-n.m)+OMSn开销2023-5-14全光通信网k=1对应2.5Gbit/sk=2对应10Gbit/sk=3对应40Gbit/s复用复用/映射原则：从低到高，逐级跨越映射原则：从低到高，逐级跨越2023-5-14全光通信网通过适配的通过适配的ODU1信信号是号是字节交错字节交错复用复用到到OPU2净荷

15、区，而净荷区，而调整控制和机会字调整控制和机会字节（节（JC,NJO）是）是字节交错复用到字节交错复用到OPU2开销区。一个开销区。一个ODU1浮动装入浮动装入1/4 OPU2有效载荷区。有效载荷区。2023-5-14全光通信网OMSnOTSnOTM-n.mFullfunctionalityOChOTUkVOTUkV只能和自己的设备相连，用到了一些自己的技术OTUkODUkClients(e.g.STM-N,ATM,IP,Ethernet)OPUkODUkP：端到端通道监测：端到端通道监测ODUkT：串联连接监测：串联连接监测OPSnOTM-0.mOTM-nr.mReducedfunction

16、alityOChrOChsubstructureOTUk用于和其他厂家的设备互连，用于和其他厂家的设备互连，信号格式有确定的标准信号格式有确定的标准m：接口所能支持的信号速率类型或组合：接口所能支持的信号速率类型或组合OTUkV对复帧、对复帧、ODU同步映射及同步映射及FEC的支持的支持是可选的是可选的客户信号的映射复用、客户信号的映射复用、OTN开销的插入开销的插入OTUk/OTUkV：完全：完全/功功能标准化光通路传送单元能标准化光通路传送单元OCh/OChr：全功能：全功能/简化简化功能光通道功能光通道透明域透明域内接口内接口透明域透明域间接口间接口n：接口传送系统允许的：接口传送系统允

17、许的最低速率信号时所能支持最低速率信号时所能支持的最多光波长数目的最多光波长数目OTM-0.m:物理接口只是物理接口只是单个无特定频率的光波，单个无特定频率的光波，不支持光监控通道不支持光监控通道电域电域TDM光域光域WDM光信号的复用、放大光信号的复用、放大及光监控通道的加入及光监控通道的加入G.709定义的两种光传送模块定义的两种光传送模块OTM2023-5-14全光通信网 全功能 OTM-n.m(n=1)结构：Optical Transmission Section(OTSn)Optical Multiplex Section(OMSn)Full functionality Optica

18、l Channel(OCh)Completely or functionally standardised Optical Channel Transport Unit(OTUk/OTUkV)Optical Channel Data Unit(ODUk)简化OTM-nr.m，OTM-0.m 包含下列的内容:Optical Physical Section(OPSn)Reduced functionality Optical Channel(OChr)Completely or functionally standardised Optical Channel Transport Unit(OT

19、Uk/OTUkV)Optical Channel Data Unit(ODUk)2023-5-14全光通信网OCCpOCCpOCCpOCCp客户层OPUk净荷OHOPUkOPUkODUk PMOHODUk连接监视ODUkTCMOH1 6 层的ODUk连接监视ODUkTCL1ODUkTCLmODUkTCMOHTCMOHODUkOChOTSn净荷OMSn净荷OCh净荷OHOTUkV段 OHFECOMU-n.mOCG-n.mOTM-n.mOMSnOHOTSnOHOTMCOMMSOOS2023-5-14全光通信网OCCpOCCpOCCpOCCp客户层OPUk净荷OHOPUkOPUkODUk PMOHO

20、DUk连接监视ODUkTCMOH1 6 层的ODUk连接监视ODUkTCL1ODUkTCLmODUkTCMOHTCMOHODUkOChrOMSn净荷OCh净荷OTUkV段 OHFECOCG-nr.mOTM-nr.mOCCpOPSnOTM-nr.m2023-5-14全光通信网2023-5-14全光通信网ClientClient数字包封数字包封ODUODUk kFECFECOHOHOPUOPUk kOHOH随路开销随路开销ClientClientOHOH电层电层ClientClientODUODUk kFECFECOHOHOPUOPUk kOHOHClientClientOHOHOCh Paylo

21、adOCh PayloadE/OE/OE/OE/OOPS0OPS0OPSnOPSnOMSnOMSnOTSnOTSnOTM-nr.mOTM-nr.mOTM-0.mOTM-0.mOTM-n.mOTM-n.m非随路开销非随路开销OOSOOSOSCOSCOHOHOHOHOHOHOCh PayloadOCh PayloadOCCOCCOCCOCCOCCOCC光层光层客户侧信号OTUkOTUkODUkODUkOPUkOPUk2023-5-14全光通信网RESRESRESPSIJCJCJCNJO PJO1 2 3 4 5 6 7 8JCJCPTRES15 16 17 181 2 3 40 1 225 382

22、4行保留PSI OPUk净荷OPUk OH2023-5-14全光通信网1234114 15 16 173824ODUk开销 ODUk 净荷(43808byte)开销OPUk帧定位OTUk开销2023-5-14全光通信网1）TCM1TCM6 串联监控（Tandem Connection Monitoring）TCM 16 字节类似于PM开销字节，用来监测每一级的踪迹字节（TTI）、负荷误码（BIP-8）、远端误码指示（BEI）、反向缺陷指示（BDI）及判断当前信号是否是维护信号等。2023-5-14全光通信网2）PM 通道监控（Path Monitoring）用来监测通道层的踪迹字节（TTI）、

23、负荷误码（BIP-8）、远端误码指示（BEI）、反向缺陷指示（BDI）及判断当前信号是否是维护信号等。3）TCM ACT:连接监视的激活和去激活开销2023-5-14全光通信网4）APS/PCC:自动保护倒换和保护通信信道字节。5）GCC1,GCC2:提供任何两个接受ODUk帧结构的网络单元之间的通信信道。6）EXP:测试实验使用的开销字节。7）FTFL:提供故障类型和故障定位信息。8）RES:为将来的标准提供的保留字节。2023-5-14全光通信网2023-5-14全光通信网ODUk向向OTUk的帧同步映射的帧同步映射123414 15 16 17382440801OTUk开销 ODUk 净

24、荷(43808byte)1234114 15 16 173824ODUk开销 ODUk 净荷(43808byte)开销OPUkOPUk开销 OTUk FEC(4256byte)ODUk开销2023-5-14全光通信网1234567811129101314MFASMFASSM 段监视段监视GCC0RES1通用通通用通信通道信通道预留预留OTUk的开销的开销2023-5-14全光通信网2023-5-14全光通信网2023-5-14全光通信网ClientClient数字包封数字包封ODUODUk kFECFECOHOHOPUOPUk kOHOH随路开销随路开销ClientClientOHOH电层电层

25、ClientClientODUODUk kFECFECOHOHOPUOPUk kOHOHClientClientOHOHOCh PayloadOCh PayloadE/OE/OE/OE/OOPS0OPS0OPSnOPSnOMSnOMSnOTSnOTSnOTM-nr.mOTM-nr.mOTM-0.mOTM-0.mOTM-n.mOTM-n.m非随路开销非随路开销OOSOOSOSCOSCOHOHOHOHOHOHOCh PayloadOCh PayloadOCCOCCOCCOCCOCCOCC光层光层客户侧信号OTUkOTUkODUkODUkOPUkOPUk2023-5-14全光通信网OTUk的帧结构的帧结构123414 15 16 1714 15 16 17382440801OTUk开销开销 ODUk 净荷净荷(43808byte)OPUk开销开销 OTUk FEC(4256byte)ODUk开销开销2023-5-14全光通信网OCh复帧结构示意图复帧结构示意图2023-5-14全光通信网2023-5-14全光通信网