光傳送網(wǎng)（OTN）技術的原理與應用

目錄
第 1章　概論 001
1．1　網(wǎng)絡解決的問題 002
1．1．1　接入網(wǎng) 002
1．1．2　交換網(wǎng) 003
1．1．3　光傳送網(wǎng) 004
1．2　光傳送網(wǎng)現(xiàn)狀 005
1．2．1　高速傳輸技術 005
1．2．2　傳輸節(jié)點技術 006
1．3　業(yè)務發(fā)展對光傳送網(wǎng)的需求 007
1．3．1　寬帶化需求 008
1．3．2　快速開通業(yè)務需求 009
1．3．3　扁平化需求 011
1．3．4　低時延需求 012
1．4　OTN技術簡介 012
1．5　OTN標準的進展 015
1．6　OTN應用場景分析 029
1．6．1　骨干網(wǎng)絡 029
1．6．2　城域網(wǎng)絡 033
參考文獻 039
第 2章　OTN架構和設備類型、特性 041
2．1　OTN的分層 042
2．1．1　OTN的層次模型 042
2．1．2　光通路層網(wǎng)絡 043
2．1．3　光復用段層網(wǎng)絡 048
2．1．4　光傳輸段層網(wǎng)絡 049
2．2　OTN的分割 050
2．2．1　OTN的分域 050
2．2．2　不同管理域的互聯(lián)互通 050
2．2．3　OTN域內(nèi)分割 051
2．3　OTN拓撲 052
2．4　OTN層次結(jié)構、域、拓撲和連接 052
2．4．1　網(wǎng)絡概述 052
2．4．2　層網(wǎng)絡 053
2．4．3　OTN OAM功能 056
2．5　操作、管理、維護及配置 057
2．5．1　OAM應用 057
2．5．2　TMN接入 067
2．5．3　同步功能 068
2．6　光傳輸網(wǎng)絡設備的接口 069
2．6．1　I-NNI 069
2．6．2　E-NNI 071
2．6．3　UNI 071
2．7　OTN設備基本類型 073
2．7．1　3R再生組合功能 073
2．7．2　OTN終端單元（NTU） 074
2．7．3　波長分插復用器（WADM） 074
2．7．4　波長交叉連接（WXC） 075
2．7．5　子波長交叉連接（SWXC） 076
2．7．6　光放大器 078
2．7．7　子波長分插復用器（SWADM） 079
2．8　OTN和分組傳送網(wǎng)絡（PTN）混合設備 079
2．9　SNC保護實施的舉例 080
2．10　OTN 鏈路和連接舉例 084
參考文獻 093
第3章　OTN接口結(jié)構 095
3．1　光傳送網(wǎng)接口結(jié)構 096
3．1．1　基本信號結(jié)構 097
3．1．2　OTN接口信息結(jié)構 099
3．2　復用/映射原則和比特速率 103
3．2．1　映射 103
3．2．2　波分復用 103
3．2．3　比特率和容量 103
3．2．4　ODUk時分復用 109
3．3　OTN接口 117
3．3．1　單個OTU（SOTU）接口 117
3．3．2　多個OTU（MOTU）接口 118
3．3．3　具有管理功能的單個OTU（SOTUm）接口 118
3．3．4　具有管理功能的多個OTU（MOTUm）接口 118
3．4　OCh和OTSiA 118
3．4．1　OCh 118
3．4．2　光支路信號組件（OTSiA） 119
3．5　光傳送單元（OTU） 119
3．5．1　OTUk幀結(jié)構 119
3．5．2　擾碼 121
3．5．3　OTUCn幀結(jié)構 121
3．6　光數(shù)據(jù)單元（ODU） 123
3．6．1　ODU幀結(jié)構 123
3．6．2　ODU比特速率和比特速率容差 124
3．7　光凈荷單元（OPU） 127
3．8　OSC和OCC承載的開銷信息 128
3．9　開銷描述 129
3．9．1　開銷類型 132
3．9．2　路徑蹤跡標識符和訪問點標識符定義 134
3．9．3　OTS-O描述 136
3．9．4　OMS-O描述 136
3．9．5　OCh-O和OTSiG-O描述 137
3．9．6　OTU/ODU幀定位開銷描述 139
3．9．7　OTU OH描述 140
3．9．8　ODU OH描述 146
3．9．9　OPU OH描述 160
3．10　維護信號 163
3．10．1　OTS維護信號 163
3．10．2　OMS維護信號 163
3．10．3　OCh和OTiSA維護信號 164
3．10．4　OTU維護信號 164
3．10．5　ODU維護信號 165
3．10．6　客戶維護信號 167
參考文獻 167
第4章　OTN業(yè)務映射方式 169
4．1　客戶信號映射 170
4．1．1　OPU客戶信號故障（CSF） 171
4．1．2　CBR2G5、CBR10G和CBR40G信號（STM-16/64/256）到
OPUk的映射 171
4．1．3　GFP幀到OPUk的映射（k=0，1，2，3，4，flex） 175
4．1．4　測試信號到OPU的映射 177
4．1．5　非特定客戶比特流到OPUk的映射 178
4．1．6　含碼速調(diào)整的其他固定比特速率的信號到OPUk的映射 179
4．1．7　采用同步透明編碼轉(zhuǎn)換后將1000BASE-X和FC-1200信號
映射到OPUk 189
4．1．8　使用BMP將高于2．488 Gbit/s的CBR信號映射zhiOPUflex 192
4．1．9　分組客戶信號映射zhiOPUk 195
4．1．10　使用IMP將 FlexE 客戶信號映射zhiOPUflex 195
4．1．11　FlexE 識別信號映射zhiOPUflex 197
4．2　ODUk到ODTU信號以及ODTU到OPUk 支路時隙的映射 201
4．2．1　OPUk支路時隙定義 202
4．2．2　ODTU定義 208
4．2．3　ODTU信號到OPUk的復用 210
4．2．4　OPUk復用開銷和ODTU調(diào)整開銷 217
4．2．5　ODUj到ODTUjk的映射 228
4．2．6　ODUj到ODTUk．ts的映射 236
4．2．7　ODUk信號映射zhiODTUCn信號及ODTUCn映射zhiOPUCn
支路時隙 242
參考文獻 254
第5章　OTN交叉連接技術 257
5．1　OTN交叉連接設備 258
5．2　OTN電交叉連接技術 259
5．2．1　電交叉連接技術基本原理 260
5．2．2　OTN交換單元的保護 270
5．3　OTN光交叉連接技術 271
5．3．1　光交叉連接技術的應用背景 272
5．3．2　光開關技術 273
5．3．3　光交叉連接設備原理 278
5．3．4　CDC功能要求及實現(xiàn) 284
5．4　OTN光電合一交叉連接技術 289
5．4．1　OTN光電合一交叉連接設備應用場景 289
5．4．2　OTN光電合一交叉連接設備實現(xiàn) 292
5．5　未來光節(jié)點的發(fā)展 296
參考文獻 299
第6章　OTN承載同步技術 301
6．1　OTN支持同步的需求 302
6．2　同步的原理 305
6．2．1　頻率同步 305
6．2．2　時間同步 319
6．3　OTN同步技術 324
6．3．1　OTN頻率同步 324
6．3．2　OTN時間同步 328
6．3．3　各種接口的實現(xiàn)方案 331
6．3．4　OTN設備的同步實現(xiàn)方案 336
6．3．5　OTN同步網(wǎng)的保護倒換機制 337
6．3．6　OTN設備的應用組網(wǎng)場景 338
6．3．7　1588 v2光纖不對稱補償問題 341
參考文獻 343
第7章　軟件定義光傳送網(wǎng)（SOTN）技術 345
7．1　軟件定義光傳送網(wǎng)應用場景 346
7．1．1　多域網(wǎng)絡的統(tǒng)一控制 346
7．1．2　多層網(wǎng)絡統(tǒng)一控制和管理 347
7．1．3　傳送網(wǎng)能力開放和提供新型傳送業(yè)務 348
7．1．4　IP+光協(xié)同 348
7．1．5　數(shù)據(jù)中心光互聯(lián) 349
7．2　SOTN總體架構 350
7．2．1　總體架構 350
7．2．2　傳送平面 353
7．2．3　控制器平面 353
7．2．4　管理平面 356
7．2．5　應用平面 356
7．2．6　數(shù)據(jù)通信網(wǎng) 357
7．3　SOTN控制器功能要求 357
7．3．1　總體功能要求 357
7．3．2　接口和協(xié)議要求 366
7．3．3　控制器性能指標 369
7．3．4　控制器可靠性要求 370
7．3．5　控制器擴展性要求 371
7．3．6　控制器安全性要求 371
7．4　應用平面要求 373
7．5　數(shù)據(jù)通信網(wǎng)要求 374
7．6　管理平面要求 374
7．6．1　管理平面實現(xiàn)方式 374
7．6．2　管理平面功能要求 376
7．7　SOTN恢復技術 379
7．7．1　基于控制器的集中恢復類型 380
7．7．2　恢復路由計算的約束條件和策略 381
7．7．3　基于控制器的集中恢復倒換觸發(fā)條件 381
7．7．4　恢復的倒換方式和返回機制 381
7．7．5　多域和多層集中式恢復 381
7．7．6　控制器集中恢復的異常處理要求 382
7．8　SDN控制器技術的發(fā)展 382
7．8．1　NOX和POX介紹 382
7．8．2　Floodlight介紹 384
7．8．3　MUL介紹 385
7．8．4　OpenDayLight介紹 386
7．8．5　ONOS介紹 389
參考文獻 393
附錄A　使用16字節(jié)交織RS（255，239）代碼的前向誤碼糾錯 395
附錄B　通過轉(zhuǎn)碼zhi513B碼塊適配64B/66B編碼的客戶 399
B．1　傳輸順序 399
B．2　客戶幀恢復 399
B．3　66B碼塊轉(zhuǎn)碼為513B碼塊 400
B．3．1　在 512B/513B編碼器前檢測到的誤碼 405
B．3．2　512B/513B解碼器檢測到的誤碼 405
B．4　鏈路故障信令 405
附錄C　多通道并行接口上適配OTU3和OTU4 407
C．1　OTU3 16字節(jié)增量分布 407
C．2　OTU4 16字節(jié)增量分布 408
附錄D　通用映射規(guī)程原則 413
D．1　基本原則 413
D．2　在OTN中應用GMP 417
D．2．1　M字節(jié)粒度映射 417
D．2．2　16M字節(jié)粒度映射 418
D．3　Cm(t)編碼和解碼 421
D．4　∑CnD(t)編碼和解碼 427
D．4．1　用于OPUk的∑CnD(t)編碼和解碼 427
D．4．2　用于OPUCn的∑CnD(t)編碼和解碼 428
附錄E　適配并行64B/66B編碼的客戶 429
E．1　簡介 429
E．2　客戶信號格式 429
E．3　客戶幀恢復 430
E．3．1　40GBASE-R客戶幀的恢復 431
E．3．2　100GBASE-R客戶幀恢復 432
E．4　附錄 B 用于并行64B/66B碼塊客戶轉(zhuǎn)碼的補充 432
E．4．1　BIP-8 透明 434
E．4．2　映射器檢測到的誤碼 435
E．4．3　解映射器檢測到的誤碼 436
附錄F　使用1027B碼塊將40GBASE-R映射zhiOPU3的改進后魯棒性 437
F．1　簡介 437
F．2　513B碼塊組幀和標志位保護 437
F．3　66B碼塊序列檢查 438
F．3．1　狀態(tài)圖約定 439
F．3．2　狀態(tài)變量 439
F．3．3　狀態(tài)圖 441
附錄G　將ODU0映射zhi低時延OTU0（OTU0LL） 445
G．1　簡介 445
G．2　低延遲光傳送單元0（OTU0LL） 445
G．2．1　OTUk幀結(jié)構 445
G．2．2　擾碼 447
附錄H　OTUCn 子速率（OTUCn-M） 449
H．1　簡介 449
H．2　OTUCn-M幀格式 449
附錄I　將含有± 20×10-6比特率容差的CBR2G5、CBR10G和CBR40G客戶異步映射到OPUk，及將 ODUj異步復用到ODUk（k >j）的配比范圍 451
I．1　CBR2G5（2488320 kbit/s）信號異步映射zhiODU1 453
I．2　CBR10G（9953280 kbit/s）信號異步映射zhiODU2 453
I．3　CBR40G（39813120 kbit/s）信號異步映射zhiODU3 454
I．4　ODU1zhiODU2多路復用 454
I．5　ODU2zhiODU3多路復用 455
I．6　ODU1zhiODU3多路復用 456
I．7　ODU0zhiODU1多路復用 457
附錄J　功能標準化的OTU幀結(jié)構的示例 459
附錄K　ODUk多路復用的示例 463
附錄L　ODUk復用結(jié)構標識符（MSI）示例 467
附錄M　并行邏輯實現(xiàn)CRC-9、CRC-8、CRC-6 和 CRC-5 471
M．1　CRC-9 471
M．2　CRC-8 472
M．3　CRC-6 473
M．4　CRC-5 474
附錄N　CBR客戶zhiOPU映射類型的概述 477
附錄O　ODUjzhiOPUk映射類型的概述 479
附錄P　推薦的ODUflex（GFP）比特率的求解及 ODUflex（GFP）時鐘生成的示例 481
P．1　簡介 481
P．2　支路時隙大小 481
P．3　ODUflex（GFP）時鐘生成的示例方法 483
P．3．1　從OPUk時鐘生成 ODUflex（GFP）時鐘 483
P．3．2　從系統(tǒng)時鐘生成ODUflex（GFP）時鐘 485
附錄Q　在G．709前4版和第5版之間更改的術語 487
附錄R　OTUCn 子速率（OTUCn-M）應用 491
R．1　簡介 491
R．2　OTUCn-M幀格式和速率 492
R．3　OTUCn-M故障條件 493
縮略語 495