光通信的入门必学之G.709

jason183

光传送网 (OTN) 是根据 SONET/SDH 技术优势与密集波分复用 (DWDM) 提供的带宽扩展功能相结合的意图而创建。

除了在 DWDM 网络中进一步增强对 SONET/SDH 操作、管理、维护和供应 (OAM&P) 功能的支持外，ITU G.709 标准（基于 ITU G.872）的用途还包括三个方面。

首先，它定义了 OTN 的光传输体系；其次，它定义了 OTN 的开销功能以支持多波长光网络；第三，它定义了用于映射客户端信号的 OTN 的帧结构、比特率和格式。

在开始介绍根据 ITU G.709 标准定义的 OTN，我们需要在体系和功能方面了解 OTN 的关键元素，及其终端以及它们彼此关联的方式。

本质上，OTN 是由通常被称为层的以下部分组成：

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光传输段 (OTS)

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光复用段 (OMS)

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光通道 (OCh)

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光传输设备 (OTU)

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光数据单元 (ODU)

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光通道净荷单元 (OPU)

每种元素及其功能沿网络分布，并在到达其终端时激活，如下图 1 所示。

图 1. OTN 层终端

OTS、OMS 和 OCh 层的终端运行于 OTN 光层。可以将更多功能添加到 OTU 层的终端中。该层为数字层，也称为“数字包封”，可以提供特定的开销来管理 OTN 的数字功能。OTU 还通过向网络元素中添加前向纠错 (FEC) 将新趋势引入光网络中，使操作员可以限制网络中所需再生器的数量，从而降低了网络成本。

FEC 通过提供全新的纠错方法使光链路预算增加，从而减少了网络噪音的影响和在网络中传输的客户端信号所经历的其它光学现象的影响。

如图 1 所示，OTU 还封装了两个附加层 — ODU 和 OPU，可以提供对净荷（SONET、SDH 等）的访问。这些层通常终止于同一位置。

OTU、ODU（包括 ODU 串联连接）以及 OPU 层都可以被分析和检测。按照 ITU G.709 之规定，当前的测试解决方案可以提供三种线路速率：

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OTU1 (255/238 x 2.488 320 Gb/s ≈ 2.666057143 Gb/s) 也称为 2.7 Gb/s

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OTU2 (255/237 x 9.953280 Gb/s ≈ 10.709225316 Gb/s) 也称为 10.7 Gb/s

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OTU3 (255/236 x 39.813120 Gb/s ≈ 43.018413559 Gb/s) 也称为 43 Gb/s

每种线路速率分别适用于不同的客户端信号：

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OC-48/STM-16 通过 OTU1 传输

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OC-192/STM-64 通过 OTU2 传输

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OC-768/STM-256 通过 OTU3 传输

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空客户端（全为 0）通过 OTUk (k = 1, 2, 3) 传输

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PRBS 231-1 通过 OTUk (k = 1, 2, 3) 传输

为了通过 ITU G.709 映射客户端信号，可以使用图 2 中所示的结构封装信号。

图 2. 基本 OTN 传输结构

如上所述，要创建 OTU 帧，首先要使客户端信号速率适配 OPU 层。适配包括调整客户端信号速率使之适配 OPU 速率。适配开销包含支持客户端信号适配的信息。一旦适配完毕，OPU 即映射到 ODU。ODU 映射 OPU，同时添加必需开销以确保端到端监控和串联连接监测（最多六级）。最终，ODU 映射到可以提供成帧以及段监测和 FEC 的 OTU 中。

按照图 2 中所示的 OTN 结构，OTUk (k = 1, 2, 3) 使用 OCh 传输；每个单元分配有 ITU 栅极的一个特定波长。可以将几个通道映射到 OMS，然后通过 OTS 层传输。OCh、OMS 和 OTS 层都有其各自的开销以实现光层的管理。这些光层的开销在称为光监控通道 (OSC) 的非 ITU 栅极的带外通道中传输。

当 OTU 帧结构完整（OPU、ODU 和 OTU）时，ITU G.709 提供开销所支持的 OAM&P 功能。

OTU 帧结构和开销

如下图所示，OTU 帧由以下部分组成：

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成帧

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OTU、ODU、OPU 开销

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OTU FEC