OTN——All IP时代的宽带传送网

新一代数字传送和光传送体系OTN，结合了光域和电域处理的优势,提供巨大的传送容量、完全透明的端到端波长/子波长连接以及电信级的保护,是传送宽带大颗粒业务最优的技术。

宽带和All IP推动传送网的变革

众所周知，传统的传送网是基于语音业务而设计和优化的，它提供2M、155M业务的汇聚，具备分插复用、交叉连接、管理监视以及自动保护倒换等功能。随着宽带业务的发展，特别是VoIP、VOD、IPTV对带宽的巨大需求，原有传送网越来越难以负担Multi-Play时代对大颗粒业务高效率、低成本传送的需求，而传统的WDM设备，只是扩展了线路的容量，节省了光纤端口，不具备端到端的业务提供能力。低的传送效率和复杂的维护管理限制了WDM（波分复用）设备在城域光网络的发展。

All IP的演进趋势对传送网的需求，在业务和网络互联接口方面的变化表现得更为直接：传送网的业务接口从先前的2M、155M业务接口演化到目前的FE、GE、10GE等接口，Ether－net已经成为具有支配地位的网络接口。

在引入GFP（通用成帧规程）和数字包封技术之后，传统传送网能够适配IP/Ethernet业务，但对于大颗粒的Ethernet和FC（Fiberchannel）业务，基于VC4的业务适配使解决方案缺乏效率和成本方面的优势。随着GE、10GE等大颗粒业务的增多，传统面向语音业务的传送网越来越力不从心，海内外领先的运营商开始规划部署满足大颗粒业务传送需求的新一代宽带传送网。

OTN成为宽带传送网的架构技术

OTN，通常也称为OTH（Optical Transport Hierarchy），是通过G.872、G.709、G.798等一系列ITU-T的建议所规范的新一代"数字传送体系"和"光传送体系"。

从居于核心地位的G.709协议中可以看出，OTN跨越了传统的电域（数字传送）和光域（模拟传送），成为管理电域和光域的统一标准。换言之，OTN处理的基本对象是波长级业务，将传送网推进到真正的多波长光网络阶段。

从电域看，OTN保留了许多传统数字传送体系（SDH）行之有效的方面，如多业务适配、分级的复用和疏导、管理监视、故障定位、保护倒换等。同时，OTN扩展了新的能力和领域，如提供对更大颗粒的2.5G、10G、40G业务的透明传送的支持，通过异步映射同时支持业务和定时的透明传送，对带外FEC的支持，对多层、多域网络连接监视的支持等。

从光域看，OTN第一次为波分复用系统提供了标准的物理接口（服务于多运营商环境下的网络互联），同时将光域划分成Och（光信道层）、OMS（光复用段层）、OTS（光传送段层）三个子层，允许在波长层面管理网络并支持光层提供的OAM（运行、管理、维护）功能。为了管理跨多层的光网络，OTN提供了带内和带外两层控制管理开销。

OTN集传送和交换能力于一体，是承载宽带IP业务的理想平台,具体体现在如下几个方面：

*更高传送容量：单波长带宽扩展到10G/40G，系统传送和交叉容量扩展到几十个Tbps。

*多业务适配和带宽效率：提供更高容量和带宽效率的映射和封装结构ODU，使OTN既能前向兼容SDH/SONET、ATM业务，又能高效承载IP/MPLS、Ethernet、存储和视频等大颗粒业务。

*端到端的业务连接和高的QoS保障：提供任意的波长和子波长业务的交叉连接、业务疏导、管理监视和保护倒换，提供从城域到长途干线无缝的端到端的连接。

*电信级的自动保护/恢复能力：为多层、多颗粒的网络提供低于50ms的自动保护倒换。专有或共享保护覆盖了光纤、波长组、波长和子波长等不同级别，可以显著降低数据网络在保护方面的投资。

*对WDM的优化：传统的波分复用设备包括点到点的WDM和城域OADM环网，本质上是扩展容量的线路复用技术，而不是组网技术。换言之，WDM不具有业务疏导和端到端的业务提供能力，而添加了OTN功能的WDM网络才成为真正意义上的光网络。

*能够成功融合多种先进技术：OTN作为框架技术，可以融合目前多种先进技术，如40G、ROADM（可重构光分插复用器），可调协激光、ASON/GMPLS技术。特别的是OTN和GMPLS的融合，已经成为构筑IPoverOptics理念的实现手段。

*光纤网络的管理者：结束数据设备直连方案对光纤的快速消耗，实现对光纤网络的集中管理、有效监控和合理利用。构筑面向AllIP的宽带传送网（BTN），需要集成多种新技术，如WDM、ROADM、40G/100G线路传送、ASON/GM－PLS、集成的Ethernet汇聚能力等，而OTN成为整合多种技术的框架技术。OTN为WDM提供端到端的连接和组网能力；为ROADM提供光层互联的规范并补充了子波长汇聚和疏导能力；OTN有能力支持40Gbit/s和未来的100Gbit/s线路传送能力，是真正面向未来的网络；OTN为GMPLS的实现提供了物理基础，扩展ASON（自动交换光网络）到波长领域；OTN成为Ethernet传输的良好平台，是电信级以太网有竞争力的方案之一。

OTN重新定义了IP over WDM

目前，多数运营商认同未来网络将是IP和光构成的两层网络，IPoverWDM成为顺应IP演进、现阶段主流的建网方案。

在"IP加光"策略组合中，光网络的作用主要体现在两个方面：为IP层提供容量和全透明的更低成本的光层穿通，为IP层业务提供最具成本效益的保护。据统计，目前网络流量的70％~85%是穿通流量，这部分流量完全可以在光层直接处理，这将大大缓解对核心路由器处理穿通流量的压力。考虑到目前光网络处理业务的成本，按端口计算只有核心路由设备的1/4~1/3，这将显著降低组网成本。此外，低成本光层的保护可以进一步减少对数据设备容量和端口的消耗，进一步降低网络的投资。"IPoverWDM"可以分成前后两个发展阶段：

"IP over Point-to-PointWDM"和"IP over Switched WDM/OTN"。前者只是简单地扩展了光纤的容量和传输距离，后者才提供光层业务处理和网络级的保护。

面向IP的OTN解决方案

从设备形态上来看，OTN可以分为OTN交叉连接设备（OTNXC）和集成WDM功能的OTN传输设备。其中，OTN交叉连接设备需要和WDM设备配合才能完成其网络功能。从需求成熟度和设备厂商的实用化进程上来说，目前讨论结合WDM/OTN的传输设备更有意义。通过分布式的交叉连接，WDM/OTN传输设备比"WDM+OTNXC"的组合更具有成本上的优势。目前，多数厂家的策略是在原有WDM设备上添加OTN的能力，如接口标准化、增加OTN交叉连接能力和光层OAM能力等，但老平台对OTN的支持存在固有的局限性，具体体现在对GMPLS支持、大容量ODU无阻塞交叉限制等方面。目前，业界许多厂商在加紧研发新一代OTN设备，已经有部分运营商开始规划和部署自己的OTN/GM－PLS网络。

在2006年12月的ITU香港世界电信展上，华为首次展示了OSN系列OTN设备，是全球第一款集成全部WDM能力的智能OTN传送和交换系统，产品引起海内外运营商的广泛关注。随后，华为在2007年3月欧洲C5论坛上进行了全球正式商用发布，5月份在江苏电信举办了OTN全球现场会。如今，OTN设备已经实现了海内外主流运营商的规模部署，其稳定性、可靠性得到了充分验证。华为OSN系列OTN产品包括OSN6800、OSN3800和OSN900，形成了从城域接入到干线完整统一的OTN方案。

新一代OTN设备，结合了WDM的容量、长距传输和OTN的灵活性、可管理性的优势；系统支持80个光通道，单波长最大带宽为40G，整个系统容量达到3.2T。系统集成了多维ROADM、完全无阻塞的ODU交叉和GMPLS控制平面，其优势集中体现在如下三个方面：

*集成WDM的OTN：提供对OTN协议的全面支持，如标准化的G.709封装映射、交叉连接、开销处理、FEC、多层连接监视（TCM）、光层OAM等。设备提供独有的三层流量疏导结构：光层的多维ROADM完成端到端波长业务的快速部署，电层的交叉连接矩阵完成本地业务的分插复用、必要的光信号再生和波长变换，可选的LANswitch功能完成以太业务（FE、GE）的汇聚，进一步提升带宽利用率。

*面向IP的AnyADM技术：系统在华为原有GEADM技术的基础上，对ADM技术作了进一步的扩展，允许4路/8路任意协议、任意速率业务汇聚到一个2.5G/10G波长，并完成任意的基于接入业务颗粒的分插复用或交叉连接。AnyADM技术是对OTN网络的一项重要创新，使OTN设备对任意颗粒的业务都能够高效友好地接入、汇聚并完成任意时间、任意地点（站点）的分插复用（ADM）。ANYADM使定位于网络核心的OTN设备可以扩展到城域汇聚接入层，满足宽带接入对网络带宽和灵活性的需求。

*智能光组网：内置的ASON/GMPLS控制平面可以统一管理光层和电层业务，完成自动发现（包括拓扑、光纤、波长发现等）、波长/子波长业务自动创建、自动波长/子波长业务的Mesh网络保护和恢复等。此外，OTN/GMPLS网络，允许运营商开展多种增值业务如leasedwavelength、SLA、BOD、OVPN等。

新一代OTN传送和交换设备提供对IP/Ethernet业务的友好支持，提供透明传送和基于Ethernet的汇聚两种模式，允许FE、GE、10GE业务任意的复用、交换。对于IPTV业务特别设计了基于波长和GE颗粒流量的广播或组播能力。

新一代OTN/GMPLS网络允许运营商端到端快速部署业务，彻底解决了传统WDM设备缺乏OAM能力、OPEX昂贵问题：任意的波长、子波长交叉连接替代了传统的背靠背连接，高度自动化的网络替代了繁重和复杂手工操作，也避免了不必要的低级人为失误。OTN/GMPLS网络允许运营商直接在光网络设备上开展Ethernet（EPL、EVPL）以及存储（FC、ESCON、FICON以及GE）等专线业务，从而减少了对多种层叠网络设备的依赖，通过可运营的光网络直接提供更高品质、更低成本的具有电信级可靠性的专线业务，从而令运营商获得了新的获利机会。