光传送网标准的研究进展

关键词：密集波分复用 传送网 光联网 光传送网

Abstract:Based on the advances in the standardization of OTN, this paper introduces the proved, drafting and planned OTN Recommendations about their main contents and the linkages among them.

Key words:DWDM Transport network Optical networking Optical transport network

１ 概述

    由于在网络上传送的ＩＰ业务和其他基于包传送数据业务的爆炸式增长，对传输容量的要求在不断迅猛增加，密集波分复用（ＤＷＤＭ）技术和光放大器（ＯＡ）技术的成熟和应用使传送网（Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｎｅｔｗｏｒｋ）正在向以光联网（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇ）技术为基础的光传送网（ＯＴＮ）发展。ＯＴＮ能够极大地增加网络的带宽和能力，可以满足现在和将来各种业务发展的需求，已在国际通信界受到广泛的重视，成为积极研究和讨论的热门课题。为了实现多厂家设备间的互连和网络间互通，根据市场应用的需求和技术发展的成熟程度，国际电信联盟电信标准局（ＩＴＵ－Ｔ）正在加紧研究制定一套有关光传送网的建议，以期对光传送网及其系统设备建立统一的世界标准。光传送网由通过光纤链路连接的若干个在光域具有传送处理功能的光网元（ＯＮＥ）组成，能够为运载客户信号的光通道提供传送、复用、路由、监控管理和生存性处理等功能。它的主要特点是能够传送与客户信号特征无关的任何格式的数字信号，各种传送处理功能主要在光域进行。根据ＩＴＵ－Ｔ建议Ｇ．８０５的一般功能模型，光传送网的界位于光通道／客户适配点，如图１所示。

具有全光联网功能的ＯＴＮ国际标准（ＩＴＵ－Ｔ建议）的研究包括如下属于ＯＴＮ各个方面的许多课题：

（１）ＯＴＮ的体系结构

    包括网络分层及其功能；网络容量、可扩展性、业务透明性；网络拓扑和生存能力的体系结构；光网络交换的体系结构；传送ＩＰ最佳的光联网的考虑。

（２）ＯＴＮ的结构和映射（网络节点接口）

   ＯＴＮ网络节点接口的定义包括帧和复用结构、开销、客户信号（例如ＩＰ、ＳＤＨ、ＡＴＭ、以太网信号等）的映射；支持自动交换光网络的特性。

（３）ＯＴＮ设备的功能特性

   每个层网络光传送设备的功能包括连接、终结、各类客户信号的适配；缺陷、相应动作、信息流动等监控处理；生存功能及特性；对同步功能的影响。

（４）ＯＴＮ的管理

   包括连接、配置、波长管理和故障性能管理；支持ＯＴＮ设备系统与其他技术的设备系统互连互通的管理要求和信息模型。

（５）ＯＴＮ的物理层特性

    主要有纵向和横向兼容光系统的技术规范；光频率规划（包括光监控信道和波长范围）；光功率管理；应用代码结构；利用光孤子传输的ＯＴＮ；ＯＴＮ光器件和子系统。

（６）ＯＴＮ的一般问题

   术语、可用性和可靠性目标等。

    因为光传送网建议的研究开发涉及上述多个方面的许多问题，为了协调在ＩＴＵ内对光传送网建议的开发活动，以使开发的建议包括光传送网的各个方面和保证一致性及后续性，ＩＴＵ－Ｔ 第１５研究组（ＳＧ１５）负责制定光传送网建议的框架和开发工作计划，起协调和牵头作用，具体的各个建议分别由Ｉ-ＴＵ－Ｔ ＳＧ１３（网络总体研究组）和ＳＧ１５（传送网、系统和设备研究组）负责。

２ ＯＴＮ的主要建议

    目前ＩＴＵ－Ｔ已有的和正在研究的光传送网建议。

    在这些建议中，Ｇ．８７１“光传送网建议的框架”是为了协调ＩＴＵ内对光传送网建议的开发活动，以使开发的建议包括光传送网的各个方面和保证一致性。因此该建议提供了用于光传送网高层特性定义的参考、光传送网各个方面相关建议的立项理由和主要内容及它们间的相互关系、开发光传送网建议的工作计划和时间计划等。Ｇ．８７１在２０００年４月的ＩＴＵ－Ｔ ＳＧ１５会议上定稿，已于２０００年１０月在世界电信标准大会（ＷＴＳＡ－２０００）上通过。该建议是光传送网建议的纲领性文件。

２．１ ＯＴＮ体系结构方面

    Ｇ．８７２“光传送网的体系结构”利用Ｇ．８０５建议描述的建模方法规定光传送网的功能体系结构，包括光传送网的分层体系结构（ＯＣＨ层、ＯＭＳ层和ＯＴＳ层３层结构，见图１），各层的特征信息；层与层间的客户／服务关系；网络拓扑；层网络功能；光信号传输、复用、路由、监控、性能评价、网络生存性等。该建议已于１９９９年２月经ＳＧ１３全会通过，是迄今为止国际电信联盟电信标准局正式发布的唯一一个直接与光传送网有关的建议。目前ＳＧ１３正在对该建议进行修订，预计Ｇ．８７２的第二版本将于２００２年通过。该建议相当于是光传送网的总体方案文件。

     Ｇ．８７３“光传送网的要求”陈述有关光传送网的假想参考模型和参考配置；可以传送的客户信号的类型；ＯＴＮ在管理域上、域内、域间的性能和可用性；光通道网络连接的设计法则；客户层对光网络的ＯＡＭ和监控、误码和可用性、抖动和漂移等的性能要求；以及经非ＯＴＮ接口与其他数字网络的互连等有关应用方面的要求。

    此外，为了实现光通道快速建立和自动交换等所谓“自动交换光网络”对网络要求的需要，ＳＧ１３准备制定Ｇ．ａｓｏｎ“自动交换光网络体系结构”建议，规定自动交换光传送网的一般要求、模型及控制和管理结构，说明主要组成构件、ＵＮＩ和ＮＮＩ的控制平面、信令要求等。

    在ＯＴＮ误码性能方面，ＳＧ１３准备制定Ｇ．ｏｐｔｐｅｒｆ“光传送网的误码性能”，陈述ＯＴＮ可用性问题，规定性能参数和目标等。

２．２  ＯＴＮ的结构和映射方面

    Ｇ．７０９是“光传送网的网络节点接口”建议。该建议利用Ｇ．８７２功能模型每一层中存在的适配信息（ＡＩ）和特征信息（ＣＩ），并认为光净荷和开销信息是两个独立的不同的逻辑信号，由此定义光传送网网络节点接口（ＯＮＮＩ）的信息结构由支持光传输段（ＯＴＳ）层连接的信息结构ｎ阶光传送模块ＯＴＭ－ｎ、支持光复用段（ＯＭＳ）层连接的信息结构ｎ阶光传送单元组ＯＴＵＧ－ｎ、支持光通道（ＯＣＨ）层连接的信息结构光传送单元ＯＴＵ、以及支持ＯＴＳ开销信息和ＯＭＳ开销信息的信息结构光监控通道（ＯＳＣ）组成。该建议定义了上述ＯＴＭ－ｎ、Ｏ-ＴＵＧ－ｎ、ＯＴＵ及ＯＳＣ的结构，规定了帧结构、开销功能及其说明、映射和复用客户信号的格式等。ＯＮＮＩ的光接口物理特性由Ｇ．９５９．１规定。该建议定义的ＯＮＮＩ包括管理域间的接口（ＩｒＤＩ）和域内接口（ＩａＤＩ）上的ＯＮＮＩ。该建议相当于是ＯＴＮ设备级的“法典”，其重要性等同于ＳＤＨ的Ｇ．７０７。Ｇ．７０９在２０００年４月的ＩＴＵ－Ｔ ＳＧ１５会议上已经基本定稿，将提交２００１年２月的ＳＧ１５会议通过。

２．３ ＯＴＮ设备功能特性方面

     以Ｇ．８７２和Ｇ．７０９规定的结构为基础，Ｇ．７９８“光传送网设备功能块的特性”利用与ＳＤＨ的Ｇ．７８３建议相同的描述方法（原子功能模型）对ＯＴＮ设备内的功能块特性作出详细的描述和规定，例如：光传输段（ＯＴＳ）层网络（连接、路径终结、路径保护、监视等）的功能及其对ＯＭＳ、ＤＣＣ、ＯＷ等客户信号的适配功能；光复用段（ＯＭＳ）层网络的功能及其对ＯＣＨ、ＤＣＣ等客户信号的适配功能；光通道（ＯＣＨ）层网络的功能及其对客户层的客户信号（ＩＰ、ＳＤＨ、ＡＴＭ、以太网信号等）的适配功能；监控处理和管理信息流的处理等。该建议是ＯＴＮ设备研制的依据。

２．４ ＯＴＮ管理方面

    Ｇ．８７４“光传送网网元的管理”规定ＯＴＮ光层网络的管理功能，包括故障管理、配置管理和性能监视等，并规定了光网元级（ＯＮＥＬ）操作系统间和ＯＮＥＬ操作系统与光网元（ＯＮＥ）间通信的管理网组织模型。Ｇ．８７５“光传送网网元级的管理信息模型”提供ＯＴＮ的管理信息模型，包括管理对象类别及其属性等。

２．５ ＯＴＮ物理层特性方面

    Ｇ．９５９．１是“光传送网的物理层接口”建议 。由于当前有许多不能确定的技术因素，难以对ＯＴＮ的物理层接口作出全面的规范，而市场的现状和网络的演进却需要标准先行，因此该建议现仅集中于规定所谓Ｐｒｅ－ＯＴＮ （预ＯＴＮ，指将来符合Ｇ．８７１所述全套ＯＴＮ建议要求的ＯＴＮ系统出来之前使用的ＯＴＮ系统） 的单路和多路域间接口（ＩｒＤＩ）的光参数值并为ＯＴＮ的物理接口规定一个框架。它为采用ＤＷＤＭ的光网络提供Ｐｒｅ－ＯＴＮ的物理层ＩｒＤＩ规范，ＩｒＤＩ规范包括局内、短距离和长距离应用，但没有线路放大器。该建议提出了定义光网元间物理层接口的通用参考模型和参考配置，给出了表征信道数、客户信号类型、跨段距离、光纤类型和系统配置的应用代码，并以此为基础规定了各种应用情况下的光联网物理层参数。现在的建议对多信道接口的规范仅包括中心频率符合Ｇ．６９２频率栅的１６路系统，通路比特率为ＮＲＺ ２．５Ｇｂｉｔ／ｓ和ＮＲＺ １０Ｇｂｉｔ／ｓ，

[摘要] 文章根据ITU－T关于光传送网(OTN)建议的研究进展，对已经完成、正在制订和将要制订的OTN建议的主要内容以及相互间关系等进行了介绍。

[关键词] 密集波分复用 传送网 光联网 光传送网

[Abstract] Based on the advances in the standardization of OTN, this paper introduces the proved, drafting and planned OTN Recommendations about their main contents and the linkages among them.

[Keywords] DWDM Transport network Optical networking Optical transport network