光传送网络otn架构简介以及未来发展趋势 -pg电子直营网

什么是otn?

otn(optical transport network,光传送网络)以wdm(波分复用)技术为基础,在超大传输容量的基础上引入了sdh(同步数字体系)强大的操作、维护、管理与指配能力,同时弥补sdh在面向传送层时的功能缺乏和维护管理开销的不足。otn使用内嵌标准fec(前向纠错),丰富的维护管理开销,适用于大颗粒业务接入fec纠错编码,提高了误码性能,增加了光传输的距离。

由于丰富的业务和带宽需求,即对传送网能力和性能的要求,otn将电域和光域统一管理,可提供巨大的传送容量、完全透明的端到端波长连接以及电信级保护,以其强大的开销、维护管理以及组网能力成为当前传送网的主要方向。

图1  sdh、wdm和otn之间的关系

通信网与光传送网之间的关系

通信网是各种业务统一传送、处理和交换的信息网络,这个业务网络可以是pstn的网络(程控交换所构成的公用电话),也可以是catv电视网络和其他一些专用网络的应用网络,这些应用网络都要通过底层的传输网来进行信息的传递。

通信网络的底层传输网分为wdm光传送网和sdh两部分。光传送网是一个典型的wdm网络,中间的设备包括oxc(光交叉连接)和oadm(光分插复用器)等;sdh网络则是用在边缘交换层的网络,采用的是分层和分割理念。sdh和wdm系统位于不同的层面,基于wdm的光传送网属于光层面,而sdh传送网是应用在边缘层的电层面上的网络,实际上这两种网络一般都是综合起来使用,边缘网络使用sdh网络,中间的传输网络采用wdm波分复用网络。

sdh光同步数字网

sdh(synchronous digital hierarchy,同步数字体系)网由一些sdh的网络单元组成,在光纤上进行同步信息传输、复用、分插和交叉连接等功能。如图所示一个块状帧分为9行270列,一帧中的字节数为9x270=2430;折合成比特数(一字节8比特),9x270x8=19440。sdh起初是为语音通信而设计;对于语音信息需要遵循pcm的抽样、量化编码原则。抽样量化编码的原则是指语音信息的带宽为0--4khz,符合奈奎斯特抽样准则的话,每秒需要抽8k次,时间为125us。如果要保证语音通信的顺利进行,stm-1这一帧需要在125us之内把它传输出去;也就意味着对于sdh的任何一帧,其周期相同,均为125us。

而帧速率就可以求得:

stm-1 为155.520mb/s;

stm-4为622.080mb/s(4个stm-1按字节间插复用后所获得);

stm-16为2488.320mb/s(该速率一般记为2.5gb/s);

stm-64为9953.280mb/s(记为10gb/s);

stm-256为39813.12mb/s(记为40gb/s)。

对于目前的单波长光通信系统来说,商用一般最高为40g,不过该速率下需要利用价格很高的光器件来保证其质量,因此设备成本很高,当前sdh网络中主要还是以10g以及以下速率为主。

基于wdm的光传送网

对于wdm来说,光传送网也分为通道层和传输媒质层。上面有一个电路层,跟sdh一样,电路层是用来描述其应用的网络,有多少个应用网络,提供应用业务,这些业务都是要送到它的电路层上。通道层除了电通道之外,还有一个光通道层。接着是光的复用层oms、传输层ots。

光通道层网络主要是完成光通道适配(opa)、光通道终端(opt)、光通道交叉连接(opx)和对光连接的监控功能。

波分复用wdm系统工作波段位于c波段和l波段,根据波长间隔的不同可分为两类:dwdm(波长间隔在0.4nm和2nm之间)和cwdm(波长间隔为20nm)。当前100ghz的dwdm系统波长间隔为0.8nm,而50ghz的波长间隔为0.4nm。

wdm系统中的部分光器件如下。

  1. 光纤:g.655或g.692 dcf(色散补偿)。利用dcf弥补g.692在1550nm波长处色散大带来的脉冲展宽现象;
  2. edfa:掺铒光纤放大器,工作波长为1528--1565nm。放大信号将多波长信号和osc监控信道的1510nm信号经过光耦合器进行合波处理。
  3. 光模块:主要封装包括sfp 、xfp等。比如10g cwdm/dwdm工业级光模块等。

举个例子说明光模块在系统中的应用。

下图是易飞扬(gigalight)推出的4路10g业务接入单板模拟图。它的主要功能是将接入的4路1.25gbit/s ~ 11.3gbit/s速率范围内任意协议业务信号进行3r再生,并可转换为dwdm或cwdm标准波长光信号,以便于合波单元对不同波长的光信号进行波分复用,同时实现上述过程的逆过程。适用于10g或以下速率的任意业务接入波分传输方案。

wdm光传送网的网络单元连接模型

wdm光传送网的单元连接模型如下图所示。

1、wdm光传送网的范畴是从左边的红虚线到右边的红虚线之间的区域。在这个区域内,两个olt(光线路终端)中间的通道是光通道;而olt光线路终端实际上就是设备otm(光终端复用设备),负责一个波长信号的上和一个波长信号的下,实现多路的合分波作用。

2、oxc(光数字交叉连接器),它在网络管理系统的控制下来控制那些进行光纤的交叉连接。

3、oxc和olt之间的部分是光复用段,也就是说光的复用段是指两个复用设备oxc和otm之间的这段距离。

4、从otm出来的单波波长会送到基于sdh的传送网中。由olt进入到一个sdh终端,这个sdh终端应该是一个tm(sdh的终端复用设备),由olt到tm之间应该是一个sdh中的复用段,用ms来表示,这个复用段属于电层面上的复用段。一个复用段可以包含若干个再生中继段,再生中继段中间又使用了再生中继器(具有电再生功能),这时候复用设备plt与再生中继器之间的距离叫做再生段rs。

对otn未来的展望

otn支持多种上层业务或协议,如sonet/sdh,atm,ethernet,ip,pdh,fibrechannel,gfp,mpls,otn虚级联,odu复用等,是未来网络演进的理想基础。全球范围内越来越多的运营商开始构造基于otn的新一代传送网络,系统制造商也推出更多otn功能的产品来支持下一代传送网络的构建。

然而在新型业务的需求下,100g dwdm系统波长资源即将耗尽,大颗粒(波长级)调度需求日益增加,大容量otn交叉,成本、功耗和散热压力变大。此外新型业务对时延参数比较敏感,现网很难适应大量的业务需求。智能光交换roadm系统的发展标志着全光网络时代的来临。

新的机遇来临,在otnpg电子直营网的解决方案上,易飞扬(gigalight)不仅可以提供从155m到10g及以上速率的sdh网络模块(比如长距离10g sfp zr系列)、应用于新一代wdm网络的100g cfp-dco相干模块等,更可以提供相关无源器件以及可以oem的cwdm/dwdm波分设备。

部分设备如下图所示:

易飞扬(gigalight)otm设备

 易飞扬(gigalight)wdm系统示意图

以wdm设备为例:

当前易飞扬(gigalight)在已有的有源、无源产品的基础上,还向波分传输设备等领域发展,并且在最近通过了某重点实验室的入网测试,产品深受客户信赖。欲知更多详情,可访问易飞扬pg电子模拟器入口官网或者联系pg电子直营网的销售人员。

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