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G.709标准中文,OTN标准技术简介
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1998年,ITU-T提出OTN的框架标注G.872,2002年,ITU-T发布了OTN接口标准G.709 G.872,定义了OTN分层结构为:光信道层(OCH)、光复用段层(OMS)、光传输层(OTS)、其中OCH又分三个电层:光信道净荷单元(OPUK)、光信道数据单元(ODUk)、光信道传送单元(OTUK)。G.709定义了光传送体系(OTH),支持多波长传输的功能开销,帧结构,比特速率,映射方式等。
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目 录
1 背景介绍....................................................................................................................................1
1.1 背景............................................................................................................................1
2 OTN 标准简介.............................................................................................................................2
2.1 OTUk 帧的结构...........................................................................................................2
2.1.1 OTUk 开销...................................................................................................2
2.1.2 OTUk 的 FEC................................................................................................6
2.1.3 OTUk 帧的加扰...........................................................................................8
2.2 ODUk 的帧结构...........................................................................................................8
2.2.1 ODUk 的 PM 开销.......................................................................................10
2.2.2 ODUk 的 TCM 开销.....................................................................................12
2.2.3 ODUk 中的其他开销.................................................................................16
2.3 OPUk 的帧结构.........................................................................................................18
2.3.1 OPUk 开销.................................................................................................19
2.3.2 和映射有关的 OPUk 开销........................................................................20
2.4 OTN 的维护信号(Maintenance signals).........................................................20
2.4.1 常见的维护信号......................................................................................20
2.4.2 OTUk 的维护信号.....................................................................................21
2.4.3 ODUk 的维护信号.....................................................................................21
2.5 客户信号的映射......................................................................................................22
2.5.1 Mapping of CBR2G5, CBR10G and CBR40G signals .,
STM-16/64/256) into OPUk..........................................................................................22
2.5.2 10GE()业务到 OTU2(11.1G)的映射...................................................26
2.5.3 4 个 ODU1 到 1 个 OPU2 的映射(Mapping ODUk signals into the
ODTUjk signal)............................................................................................................27
2.5.4 同步映射和异步映射的比较..................................................................34
1 背景介绍
1.1 背景
OTN 为国际标准组织 ITU 为光传送网制定的标准帧格式。OTN 由多层帧格式组成,层和
层之间为嵌套关系,底层被整个包含在高层中。现在我们只关心 OTU 及以下层的帧结构,对
于 OTU 层以上的内容暂不考虑。OTU 的帧格式如图 1 所示。
图1 OTUk的帧格式
OTU 根据速率等级分为 OTUk(k=1,2,3),以后用 OTUk 指所有 OTU1,OTU2 和 OTU3。OTUk
的实际速率定义如表 1 所示。
表1 G.709/ � OTU types and capacity
OTU type
OTU nominal bit rate
OTU bit-rate tolerance
OTU1
255/238 × 2 488 320 kbit/s
OTU2
255/237 × 9 953 280 kbit/s
OTU3
255/236 × 39 813 120 kbit/s
�20 ppm
NOTE – The nominal OTUk rates are approximately: 2 666 kbit/s (OTU1), 10 709 kbit/s
(OTU2) and 43 018 kbit/s (OTU3).
OTUk 具有图 1 所示的完全相同的帧结构,唯一不同的只是帧的发送速率不同,也就是
说 OTUk 不仅指固定的帧结构,而且包含了帧的发送速率。通俗些理解,OTU1 就是 STM-16
加 OTN 开销后的帧结构和速率,OTU2 是 STM-64 加 OTN 开销后的帧结构和速率,OTU3 就是
STM-256 加 OTN 开销后的帧结构和速率。注意,这里的开销包括普通开销和 FEC。
OTUk 帧的长度是定长的,以字节为单位,共 4 行 4080 列,总共有 4*4080=16320 字节。
OTUk 帧在发送时按照先从左到右,再从上到下的顺序逐个字节发送,在发送一个字节时先
发送字节的 MSB,最后发送字节的 LSB。字节的结构如表 2 所示,最左边的位为 MSB。
表 2 字节中 MSB 和 LSB 的定义
Bits1
Bits2
Bits3
Bits4
Bits5
Bits6
Bits7
Bits8
MSB
LSB
OTUk 还包含了两层帧结构,分别为 ODU 和 OPU,他们之间的包含关系为 OTU>ODU>OPU,
OPU 被完整包含在 ODU 层中,ODU 被完整包含在 OTU 层中。OTUk 帧由 OTUk 开销,ODUk 帧和
OTUk FEC 三部分组成。ODUk 帧由 ODUk 开销,OPUk 帧组成,OPUk 帧由 OPUk 净荷和 OPUk 开
销组成,从而形成了 OTUk-ODUk-OPUk 这三层帧结构。下面详细进行说明。
2 OTN 标准简介
2.1 OTUk 帧的结构
OTUk 帧由 OTUk 开销,ODUk 帧和 OTUk FEC 三部分组成,总共 4 行 4080 字节,如图 1 所
示。ODUk 帧在节中介绍,下面介绍 OTUk 的开销和 OTUk 的 FEC。
2.1.1 OTUk 开销
OTUk 开销如图 2 所示。
G.709/Y.1331_F15-6
Row #
ODUk overhead
OPUk overhead
OTUk overhead
Column #
1
2
3
4
1 2 3 4 5 6 7 8
FAS MFAS
9 10 11 12 13 14 15 16
图 2 OTUk 帧对齐开销(FAS 和 MFAS)
图 2 中,OTUk 的开销所在的位置为第一行第一列(1,1)至第一行第 14 列(1,14),
共 14 字节。以后用字节(x,y)表示 OTUk 帧中第 x 行第 y 列位置的字节。这 14 字节分成三
部分,分别为帧对齐字节(FAS),复帧计数字节(MFAS)和 OTUk 开销(OTUk OH)。
2.1.1.1 FAS
FA OH 共 6 个字节,为 f6h f6h f6h 28h 28h 28h,和 STM-1 的帧对齐字节一样。这 6
个字节作为帧定位字节,用来定义帧开头的标记,同时这 6 个字节的码型为 CDR 芯片从整个
OTUk 帧的码流中提取时钟提供方便。
2.1.1.2 MFAS
字节(1,7)为复帧计数字节 MFAS。一些开销需要跨越多个 OTUk 帧,例如 TTI 信号。OTUk
的 SM TTI 由 64 字节组成,每帧只有一个 TTI 字节,由连续 64 帧中的 TTI 字节组成 64 字节
的完整 TTI 信息。这就需要一个帧计数字节来识别当前正在传输的是哪一帧。OTUk 使用 MFAS
字节作为帧计数字节用来识别连续发出的多个帧。此字节每发送一帧就加 1,加到 255 后再
加 1 变成 0。多个连续的 OTUk 帧组成 OTUk 复帧。
2.1.1.3 OTUk 开销
OTUk 开销由字节(1,8)至(1,14)共 7 字节组成,如图 3 所示。这部分又可分成 3
部分,SM,GCC 和 RES。
G.709/Y.1331_F15-2
Row
Column
Column #
OTUk FEC
(4
�
256 bytes)
Operator
specific
TTI BIP-8
BEI/BIAE
BDI
RES
1 2 3 4 5 6 7 8
1 2 3
SM
1
2
3
4
1 14 15 3824
OTUk OH
3825 4080
1
1 2 3 4 5 6 7 8
FAS
MFAS
SM
9 10 11 12 13 14
RESGCC0
IAE
FA OH
7 8
63
32
0
15
16
31
SAPI
DAPI
BDI Backward Defect Indication
BEI Backward Error Indication
BIAE Backward Incoming Alignment Error
BIP8 Bit Interleaved Parity – level 8
DAPI Destination Access Point Identifier
FA Frame Alignment
FAS Frame Alignment Signal
GCC General Communication Channel
IAE Incoming Alignment Error
MFAS MultiFrame Alignment Signal
RES Reserved for future international
standardization
SAPI Source Access Point Identifier
SM Section Monitoring
TTI Trail Trace Identifier
图 3 OTUk 开销
其中 RES 为两个字节,从(1,13)至(1,14),为保留位置,现在规定为全 0。
GCC0(General Communications Channel )为两个字节,位置为(1,11)至(1,
12),是为两个 OTUk 终端之间进行通讯而保留的。这两个字节构成了两个 OTUk 终端之间进
行通讯的净通道,可用来传输任何用户自定义信息,标准中对两个字节的格式不作定义。
SM(Section Monitoring)为段开销监测部分,共 3 个字节,从(1,8)至(1,10),
详细结构如图 4 所示。
G.709/Y.1331_F15-10
Operator
specific
TTI BIP-8
BEI/BIAE
BDI
RES
1 2 3 4 5 6 7 8
1 2 3
SM
IAE
63
32
0
15
16
31
SAPI
DAPI
图 4 OTUk 中 SM 开销
SM 开销包括以下几个子项:
� trail trace identifier (TTI);
� bit interleaved parity (BIP-8);
� backward defect indication (BDI);
� backward error indication and backward incoming alignment error
(BEI/BIAE);
� incoming alignment error (IAE);
� bits reserved for future international standardization (RES).
下面分别介绍:
SM-TTI:TTI在SM中占用一个字节,位置为(1,8)。ODUk帧中还包含其他TTI信息,
为了区别,SM中的TTI一般称为SM-TTI或者OTUk-TTI。一般提到TTI时,如果没有特殊说明都
是指SM-TTI。此字节被定义为传送64字节的标示信息。由于一个OTUk帧中只有一个字节
SM-TTI,但SM-TTI实际上是一个64字节的数据结构,所以TTI信息需要将连续64帧中的TTI信
息拼起来形成,这点和SDH中的J0字节的定义相似,实际上TTI和J0的意义也基本上一致,不
过J0用在SDH帧中,而SM-TTI用在OTUk帧中。64字节TTI的结构定义如下:
� TTI[0] contains the SAPI[0] character, which is fixed to all-0s.
� TTI[1] to TTI[15] contain the 15-character source access point
identifier (SAPI[1] to SAPI[15]).
� TTI[16] contains the DAPI[0] character, which is fixed to all-0s.
� TTI[17] to TTI[31] contain the 15-character destination access point
identifier (DAPI[1] to DAPI[15]).
� TTI[32] to TTI[63] are operator specific.
关于TTI中各字节的详细定义请参考标准中 Trail trace identifier and
access point identifier definition中的描述。
64字节的TTI信息应该和OTUk中的MFAS字节对齐。一个复帧(multiframe)包括256
个OTUk帧,MFAS为0时对应复帧的第一帧,为255对应复帧的最后一帧,这样一个包
含256个帧的复帧会将64字节TTI信息重复发送4次。MFAS字节为0,0x40,0x80,0xc0
时分别对应每组TTI的第一个字节(字节0)。
SM-BIP-8(SM-BIP8):BIP-8 在 SM 中占用一个字节,位置为(1,9)。BIP-8 为长度一个字
节的位交叉偶校验码(
bit interleaved parity-8
(BIP-8)),和 SDH 中的 B1 字节的定义基
本一致。BIP-8 字节也在 ODUk 开销中存在,所有会有多种 BIP-8。SM-BIP-8 也可称为
OTUk-BIP8。如果没有特殊说明,BIP-8(或者 BIP8)指 SM-BIP-8。SM-BIP-8 的计算方法为:
在第 i 个 OTUk 帧的 OPUk 帧中(从 15 列到 3824 列,包括所有的 4 行)计算 BIP-8,然后将
计算结果放入第 i+2 个 OTUk 帧中,如图 5 所示。
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里晓山
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