OTN基礎知識學習12024/1/27CATALOGUE目錄OTN概述OTN體系結構OTN關鍵技術OTN傳輸性能與指標OTN網絡規(guī)劃與優(yōu)化OTN設備與系統(tǒng)測試OTN發(fā)展趨勢與挑戰(zhàn)22024/1/2701OTN概述32024/1/27OTN（OpticalTransportNetwork，光傳送網）是以波分復用技術為基礎、在光層組織網絡的傳送網，是下一代的骨干傳送網。OTN的發(fā)展經歷了PDH、SDH、WDM、OTN等階段，OTN通過G.709、G.798、G.872等一系列ITU-T建議規(guī)范了新一代數(shù)字傳送體系。隨著IP業(yè)務的迅速增長，對網絡帶寬的需求不僅變得越來越大，而且對網絡帶寬的動態(tài)分配和調度也提出了新的要求，OTN技術應運而生。OTN定義與發(fā)展42024/1/27多種客戶信號封裝和透明傳輸：OTN可以支持多種客戶信號的映射和透明傳輸，如SDH、ATM、以太網等。大顆粒的帶寬復用、交叉和配置：OTN目前定義的電層帶寬顆粒為光通路數(shù)據單元（ODUk，k=0，1，2，3），即ODU0（GE，1000Mbit/s）ODU1（2.5Gbit/s）、ODU2（10Gbit/s）和ODU3（40Gbit/s），光層的帶寬顆粒為波長，相對于SDH的VC-12/VC-4的調度顆粒，OTN復用、交叉和配置的顆粒明顯要大很多，對高帶寬數(shù)據客戶業(yè)務的適配能力更強。強大的開銷和維護管理能力：OTN提供了和SDH類似的開銷管理能力，OTN光通路層（OCh）的幀結構大大增強了該層的數(shù)字監(jiān)視能力。另外OTN還提供6層嵌套串聯(lián)連接監(jiān)視（TCM）功能，這樣使得OTN組網時，采用端到端和多個分段同時進行性能監(jiān)視的方式成為可能。增強了組網和保護能力：通過OTN幀結構、ODUk交叉和多粒度映射的引入，大大增強了OTN的組網能力，改變了基于SDHVC-12/VC-4調度帶寬和WDM點到點提供大容量傳送帶寬的現(xiàn)狀。而采用前向糾錯（FEC）技術，顯著增加了光層傳輸?shù)木嚯x。OTN技術特點52024/1/27國家干線光傳送網國家干線傳送網具有跨地域、大容量、高可靠性等特點，OTN主要定位于國家一干和二干網絡，省際骨干傳送網的建設也可考慮采用OTN技術。城域/本地光傳送網城域/本地傳送網具有傳輸距離短、業(yè)務種類豐富、業(yè)務調度靈活等特點，OTN主要定位于城域核心層網絡的建設。專網應用對于一些業(yè)務種類較為單一、業(yè)務流向較為固定的專網應用，如電力、石油等行業(yè)的專網應用，也可以考慮采用OTN技術來構建。省內/區(qū)域干線光傳送網省內/區(qū)域內骨干傳送網具有傳輸距離短、業(yè)務調度靈活等特點，OTN主要定位于省內骨干傳送網的建設。OTN應用場景62024/1/2702OTN體系結構72024/1/27123提供端到端的連接，支持不同格式的客戶信號映射和復用。光通道層（OCh）提供多波長光通道信號的復用、解復用和監(jiān)控功能。光復用段層（OMS）提供光信號在各種類型光纖上的傳輸功能，同時實現(xiàn)光放大器或中繼器的監(jiān)控功能。光傳輸段層（OTS）OTN分層結構82024/1/27傳送平面包括光通道、光復用段和光傳輸段等3個層網絡，完成OTN信號的傳送功能。管理平面對傳送平面、控制平面以及整個系統(tǒng)進行管理，實現(xiàn)配置、故障、性能和安全等管理功能?？刂破矫嫱ㄟ^信令支持OTN連接和網絡的建立、維護和管理，負責路由和信令處理。OTN功能模型92024/1/27監(jiān)控單元對OTN設備及其組成的網絡進行性能監(jiān)測、故障定位和安全管理。交叉連接器實現(xiàn)光通道層、光復用段層和光傳輸段層之間的交叉連接。光放大器對光信號進行放大，以補償傳輸過程中的損耗。線路接口用于連接OTN設備之間的光纖鏈路，實現(xiàn)光信號的傳輸。合分波器實現(xiàn)多波長光信號的復用和解復用。OTN設備組成102024/1/2703OTN關鍵技術112024/1/27將電信號轉換為光信號，采用高功率激光器產生穩(wěn)定、高強度的光載波。光發(fā)射機光接收機光電轉換效率將接收到的光信號轉換為電信號，通過光電二極管實現(xiàn)光電轉換。衡量光發(fā)射機和光接收機性能的重要指標，高效率意味著更低的能耗和更高的信號質量。030201光電轉換技術122024/1/2703高速串行接口支持高速數(shù)據傳輸，如PCIe、CPRI等，確保OTN系統(tǒng)內部及與外部設備之間的高效數(shù)據交換。01高速ADC/DAC實現(xiàn)模擬信號與數(shù)字信號之間的轉換，滿足OTN系統(tǒng)對高速信號處理的需求。02FPGA/ASIC芯片提供強大的并行處理能力和高集成度，用于實現(xiàn)復雜的信號處理算法和協(xié)議處理。高速信號處理技術132024/1/27QPSK/16QAM等高級調制格式提高頻譜利用率，增加系統(tǒng)傳輸容量，同時保持良好的抗干擾性能。靈活柵格技術根據業(yè)務需求靈活調整光信號的頻譜間隔，提高頻譜資源利用率。偏振復用技術利用光的偏振特性實現(xiàn)同一波長上兩個正交偏振態(tài)信號的復用傳輸，成倍提高系統(tǒng)容量。先進調制技術142024/1/2704OTN傳輸性能與指標152024/1/27衡量光信號在傳輸過程中的質量，表示光信號功率與噪聲功率的比值。光信噪比（OSNR）色散容限非線性效應表示光信號在傳輸過程中能夠容忍的最大色散值，超過該值會導致信號失真。包括自相位調制（SPM）、交叉相位調制（XPM）和四波混頻（FWM）等，對光信號的傳輸性能產生重要影響。傳輸性能參數(shù)162024/1/27誤碼秒（ES）在一段時間內，如果誤碼率超過某一規(guī)定值，則稱該時間段為誤碼秒。嚴重誤碼秒（SES）在一段時間內，如果誤碼率超過某一更嚴重的規(guī)定值，則稱該時間段為嚴重誤碼秒。誤碼率（BER）衡量數(shù)字通信系統(tǒng)傳輸質量的主要指標之一，表示在傳輸過程中發(fā)生錯誤的比特數(shù)與總比特數(shù)之比。誤碼性能分析172024/1/27抖動與漂移性能抖動指數(shù)字信號的特定時刻（如最佳抽樣時刻）相對其理想時間位置的短時間偏離。漂移指數(shù)字信號的特定時刻相對其理想時間位置的長時間偏離。182024/1/2705OTN網絡規(guī)劃與優(yōu)化192024/1/27線性拓撲適用于簡單的點到點傳輸需求，具有低成本和易維護的特點。環(huán)型拓撲提供較高的網絡可靠性和自愈能力，適用于對業(yè)務連續(xù)性要求較高的場景。網狀拓撲具有高度的靈活性和可擴展性，適用于大型復雜網絡，但建設和維護成本較高。網絡拓撲結構選擇202024/1/27根據業(yè)務需求和網絡規(guī)模選擇合適的OTN設備類型，如終端復用設備、交叉連接設備等。設備類型選擇根據傳輸距離、業(yè)務類型和帶寬需求等因素，合理配置設備的各項參數(shù)，如光功率、色散容限、交叉連接能力等。設備配置參數(shù)為提高網絡可靠性，應對關鍵節(jié)點設備采用冗余配置，如主控板、電源板等關鍵部件的冗余備份。設備冗余設計節(jié)點設備配置策略212024/1/27環(huán)網保護利用環(huán)網的自愈能力，通過預先設定的保護倒換機制，實現(xiàn)業(yè)務在環(huán)網故障時的快速恢復。網狀網保護通過在網絡中部署多個備份路徑，實現(xiàn)業(yè)務的靈活調度和故障時的快速重路由，提高網絡的抗毀性。線性保護采用1+1或1:1保護方式，對主用通道進行實時備份，確保業(yè)務在故障發(fā)生時能夠迅速切換至備用通道。網絡保護機制設計222024/1/2706OTN設備與系統(tǒng)測試232024/1/27設備測試方法與技術設備功能測試驗證OTN設備各項功能是否符合設計要求，包括光接口、電接口、交叉連接、保護倒換等功能的測試。設備性能測試對OTN設備的傳輸性能、誤碼性能、抖動性能等進行測試，確保設備性能滿足標準規(guī)范。設備互通性測試驗證不同廠商OTN設備之間的互通性，確保網絡設備的兼容性和穩(wěn)定性。242024/1/27測試計劃制定測試環(huán)境搭建測試用例設計測試執(zhí)行與記錄系統(tǒng)測試流程與規(guī)范01020304明確測試目標、范圍、資源、進度等要素，制定詳細的測試計劃。根據測試需求搭建相應的測試環(huán)境，包括網絡拓撲、設備配置、測試儀表等。針對OTN系統(tǒng)各項功能和性能，設計合理的測試用例，確保測試的全面性和有效性。按照測試用例逐項進行測試，并記錄測試結果，以便后續(xù)分析和處理。252024/1/27根據故障現(xiàn)象進行初步分析，定位故障可能的原因和范圍。故障現(xiàn)象分析利用OTN設備提供的故障診斷工具，如告警信息、性能監(jiān)測、環(huán)回測試等，進一步分析故障原因。故障診斷工具使用根據故障診斷結果，按照相應的故障排除步驟進行處理，如更換單板、調整配置參數(shù)、優(yōu)化網絡結構等。故障排除步驟對故障處理過程中的經驗和教訓進行總結和分享，提高故障處理能力和效率。經驗總結與分享故障診斷與排除技巧262024/1/2707OTN發(fā)展趨勢與挑戰(zhàn)272024/1/27靈活柵格技術通過靈活柵格技術，實現(xiàn)OTN網絡帶寬的靈活分配和調整，提高網絡資源利用率。高速光電子器件研發(fā)高速、高性能的光電子器件，如高速調制器、解調器、光放大器等，提升OTN系統(tǒng)性能。400G/1TOTN技術研究研究400G/1TOTN傳輸技術，提升網絡傳輸容量和效率，滿足日益增長的數(shù)據傳輸需求。超高速OTN技術研究進展282024/1/27SDN與OTN融合將軟件定義網絡（SDN）技術應用于OTN網絡，實現(xiàn)網絡資源的動態(tài)管理和調度，提高網絡智能化水平。網絡切片技術通過網絡切片技術，為不同業(yè)務提供定制化的網絡服務，提升網絡服務質量。開放接口與標準化推動OTN網絡開放接口和標準化工作，促進多廠商設備互聯(lián)互通，降低網絡建設和運維成本。軟件定義OTN網絡探索292024/1/27研究跨層優(yōu)化和協(xié)同技術，實現(xiàn)OTN網絡與其他網絡層（如IP層、傳輸層