基于40 Gbit/s速率OTN光交叉组网策略分析

摘    要：在对OTN光交叉设备形态分析的基础上，提出了3种适用于本地网、城域网的光交叉组网策略。

1  OTN技术发展历程

随着各大运营商3G战略、宽带提速战略的展开，上层数据业务量的爆炸式增长对底层传输网络提出了更高、更严格的要求。大容量的传输能力和更为灵活的交叉能力成为了评价底层传输设备性能的基本指标。OTN技术正是在这一网络发展大背景下应运而生，并逐渐被广泛地应用。

OTN技术最早是在1999年由ITU-T提出的，图1示出的是一个集合光层、电层的完整的技术架构，各层网络都有相应的性能、故障管理监控机制以及网络生存性技术。在OTN标准体系结构中，最为核心的就是G.709所定义的OTN帧结构。

从标准发展来看，OTN技术可以分为2个阶段。第一阶段是从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。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-T SG15全会上，ITU-T G.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-T G.709v3标准中定义的新一代OTN信号复用的结构流程。

2  OTN设备形态分析

随着OTN标准的不断完善和成熟，各大设备厂商也纷纷推出了基于不同交叉能力、交叉容量的OTN设备，总体来说，目前，OTN设备形态可以分为OTN终端复用设备（OTM）和OTN交叉连接设备。图3示出了OTN终端复用设备的功能参考模型。

OTM可以简单理解成基于OTN架构的WDM传输设备，其帧结构和客户侧信号复用路径遵循G.709的OTN技术规范，支持各种不同速率、不同粒度的业务传送，在线路侧，OTM设备可支持各种OTN接口。

由于在ITU-T所定义的OTN体系结构中，包含了光层和电层。与OTM设备相比，OTN交叉连接设备最大的特点就是在电层和光层增加了交叉模块，用于实现电信号和光信号的交叉功能。从广义层面上讲，OTN交叉连接设备包括纯电层OTN交叉连接设备、纯光层OTN交叉连接设备和光电混合一体OTN交叉连接设备等3个子类型。但是，纯光层交叉连接设备基本上可以看作是ROADM设备的一个子集，图4示出了纯光层交叉连接设备的系统功能参考模型。

目前，国内运营商在城域层面的建网，仍然以OTN电交叉设备为主。但随着城域网所传送业务的粒度越来越大，现有的OTN电交叉组网由于引入了过多的光电转换单元，网络建网成本较高。因此，OTN光交叉组网被业内公认为是未来网络组网的发展方向。

3  OTN光交叉技术实现方式

在OTN技术领域，目前业内较为流行的3种光交叉实现技术分别为波长阻断型光交叉（WB）、平面光波导电路型光交叉（PLC）和波长选择型光交叉（WSS）。这3种光交叉技术根据其实现原理和实现成本不同，各有相应的应用场景。

3.1  波长阻断型

所谓波长阻断型，是以任意顺序，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。由于该器件支持远程控制并且能实现完全重新配置，因此可以完成以下功能。

a） 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。 作者：张沛 王海军 周晓霞，顾畹仪 刘晓甲   来源：《邮电设计技术》