OTN原理特点及关键技术

Optical Transport Network (OTN) is composed of a set of Optical Network Elements connected by optical fiber links, able to provide functionality of transport, multiplexing, routing, management, supervision and survivability of client signals, according to the requirements given in Rec. G.872. OTN（Optical Transport Network）是一种基于光网络元素并通过光纤链路互连的网络，它按照G.872建议提供了客户信号的传输、复用、路由、管理和生存性等功能。OTN的发展背景主要是由IP驱动的趋势下，宽带业务的快速增长所推动。新的大颗粒业务如互联网接入、私人线路、视频分发等对网络传输提出了更高的要求，需要更有效的调度和管理以提升服务质量（QoS）。 在传输网络技术演进的道路上，从PDH（准同步数字体系）到SDH（同步数字体系），再到WDM（波分复用）系统，每一步都带来了显著的进步。PDH适用于点对点通信，但网络管理能力较弱；SDH具有标准的光接口和强大的网络管理能力，但无法提供大容量高速度的服务；WDM则具有大带宽、低成本的特点，适合高速大容量传输，但网络灵活性和有效管理不足。为了结合SDH和WDM的优势，OTN应运而生。 OTN的关键技术主要包括以下几个方面： 1. **层次结构**：OTN采用了分层的网络架构，包括OCH（光通道）、OMS（光复用段）、OTS（光传输段）等层次，这样的设计可以实现不同层次的管理和控制，提高网络的灵活性和可扩展性。 2. **G.709协议**：G.709是OTN的帧结构、映射和复用规范，定义了OTN帧的结构，包括OPUk（光通道payload单元）、ODUk（光通道数据单元）和OTUk（光通道传送单元），以及相应的映射、复用和解复用过程，确保了各种速率的业务能够灵活地在网络中传输。 3. **网络恢复与保护**：OTN提供了多种网络恢复和保护机制，如1+1保护、1:n保护、环网保护、路径保护等，以保证高网络生存性和可靠性。 4. **多层交叉和调度**：OTN支持在多个层次上的交叉和调度，比如ODUk级别的交叉，可以实现更精细的资源管理和快速业务部署。 5. **丰富的开销管理**：OTN帧中包含丰富的开销信息，用于网络监控、性能管理、故障检测和定位等，提高了网络的自动化管理水平。 6. **ASON（智能光网络）集成**：OTN与ASON的结合，实现了动态的光通道建立和调整，能够快速响应业务需求变化，提高网络效率。 7. **QoS保障**：通过优先级队列、带宽预留等机制，OTN能够为不同业务提供差异化服务，满足不同层次的QoS要求。 8. **成本效益**：OTN的设计允许网络运营商以较低的成本扩展网络，并且设备制造商能够更方便地进行设备连接和集成。 OTN原理主要体现在其分层架构、标准化的帧结构和复用机制、强大的网络管理和恢复能力等方面。关键技术则涵盖了网络层次、协议规范、恢复保护、资源调度、开销管理、QoS保障以及成本效益优化等多个层面。随着技术的不断发展，OTN在现代通信网络中的应用越来越广泛，成为承载大量数据和业务的关键基础设施。