基于40 Gbit/s速率OTN光交叉組網(wǎng)策略分析[圖]

摘    要：在對OTN光交叉設(shè)備形態(tài)分析的基礎(chǔ)上，提出了3種適用于本地網(wǎng)、城域網(wǎng)的光交叉組網(wǎng)策略。

1  OTN技術(shù)發(fā)展歷程

隨著各大運(yùn)營商3G戰(zhàn)略、寬帶提速戰(zhàn)略的展開，上層數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量的爆炸式增長對底層傳輸網(wǎng)絡(luò)提出了更高、更嚴(yán)格的要求。大容量的傳輸能力和更為靈活的交叉能力成為了評價底層傳輸設(shè)備性能的基本指標(biāo)。OTN技術(shù)正是在這一網(wǎng)絡(luò)發(fā)展大背景下應(yīng)運(yùn)而生，并逐漸被廣泛地應(yīng)用。

OTN技術(shù)最早是在1999年由ITU-T提出的，圖1示出的是一個集合光層、電層的完整的技術(shù)架構(gòu)，各層網(wǎng)絡(luò)都有相應(yīng)的性能、故障管理監(jiān)控機(jī)制以及網(wǎng)絡(luò)生存性技術(shù)。在OTN標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)中，最為核心的就是G.709所定義的OTN幀結(jié)構(gòu)。

從標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展來看，OTN技術(shù)可以分為2個階段。第一階段是從1999年至2001年，這個階段的OTN技術(shù)屬于傳統(tǒng)OTN技術(shù)。2001年推出的一系列OTN標(biāo)準(zhǔn)主要基于語音業(yè)務(wù)，業(yè)務(wù)顆粒度較大，基本上在2.5G以上，對于那些小顆粒業(yè)務(wù)的承載效率較低。隨著21世紀(jì)初期，IP業(yè)務(wù)的迅猛發(fā)展，小顆粒業(yè)務(wù)的傳送需求大量涌現(xiàn)，因此，從2005年開始ITU-T又開始著手對已有傳統(tǒng)OTN標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修訂和補(bǔ)充，主要解決了小顆粒業(yè)務(wù)承載、高速以太網(wǎng)承載、多業(yè)務(wù)混合承載等一些新問題。2009年10月，在ITU-T SG15全會上，ITU-T G.709v3版本正式通過審查，這標(biāo)志著新一代OTN技術(shù)的成熟。在G.709v3標(biāo)準(zhǔn)中，引入了ODU0、ODU2e、ODU4、ODUflex和GMP等概念，擴(kuò)展了OTN客戶信號的范疇，較之傳統(tǒng)OTN技術(shù)，新一代OTN技術(shù)具備了將來業(yè)務(wù)的承載能力。圖2示出了在ITU-T G.709v3標(biāo)準(zhǔn)中定義的新一代OTN信號復(fù)用的結(jié)構(gòu)流程。

2  OTN設(shè)備形態(tài)分析

隨著OTN標(biāo)準(zhǔn)的不斷完善和成熟，各大設(shè)備廠商也紛紛推出了基于不同交叉能力、交叉容量的OTN設(shè)備，總體來說，目前，OTN設(shè)備形態(tài)可以分為OTN終端復(fù)用設(shè)備（OTM）和OTN交叉連接設(shè)備。圖3示出了OTN終端復(fù)用設(shè)備的功能參考模型。

OTM可以簡單理解成基于OTN架構(gòu)的WDM傳輸設(shè)備，其幀結(jié)構(gòu)和客戶側(cè)信號復(fù)用路徑遵循G.709的OTN技術(shù)規(guī)范，支持各種不同速率、不同粒度的業(yè)務(wù)傳送，在線路側(cè)，OTM設(shè)備可支持各種OTN接口。

由于在ITU-T所定義的OTN體系結(jié)構(gòu)中，包含了光層和電層。與OTM設(shè)備相比，OTN交叉連接設(shè)備最大的特點(diǎn)就是在電層和光層增加了交叉模塊，用于實(shí)現(xiàn)電信號和光信號的交叉功能。從廣義層面上講，OTN交叉連接設(shè)備包括純電層OTN交叉連接設(shè)備、純光層OTN交叉連接設(shè)備和光電混合一體OTN交叉連接設(shè)備等3個子類型。但是，純光層交叉連接設(shè)備基本上可以看作是ROADM設(shè)備的一個子集，圖4示出了純光層交叉連接設(shè)備的系統(tǒng)功能參考模型。

目前，國內(nèi)運(yùn)營商在城域?qū)用娴慕ňW(wǎng)，仍然以O(shè)TN電交叉設(shè)備為主。但隨著城域網(wǎng)所傳送業(yè)務(wù)的粒度越來越大，現(xiàn)有的OTN電交叉組網(wǎng)由于引入了過多的光電轉(zhuǎn)換單元，網(wǎng)絡(luò)建網(wǎng)成本較高。因此，OTN光交叉組網(wǎng)被業(yè)內(nèi)公認(rèn)為是未來網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)的發(fā)展方向。

3  OTN光交叉技術(shù)實(shí)現(xiàn)方式

在OTN技術(shù)領(lǐng)域，目前業(yè)內(nèi)較為流行的3種光交叉實(shí)現(xiàn)技術(shù)分別為波長阻斷型光交叉（WB）、平面光波導(dǎo)電路型光交叉（PLC）和波長選擇型光交叉（WSS）。這3種光交叉技術(shù)根據(jù)其實(shí)現(xiàn)原理和實(shí)現(xiàn)成本不同，各有相應(yīng)的應(yīng)用場景。

3.1  波長阻斷型

所謂波長阻斷型，是以任意順序，在同一時間對任意數(shù)目的波長進(jìn)行衰減或者阻斷。其特性在于它可以獨(dú)立且并行地處理每一個波長，因此對某一波長進(jìn)行操作不會影響其他的波長。由于該器件支持遠(yuǎn)程控制并且能實(shí)現(xiàn)完全重新配置，因此可以完成以下功能。

a） 將輸入的復(fù)用信號導(dǎo)向相應(yīng)的輸出端，除了插入損耗外沒有任何改變。