中国电信OTN设备技术规范.docx

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中国电信OTN设备技术规范

2、160/80/40x10/40Gbit/s

OTN波分复用系统技术标准

1.概述

2.述语与定义

3.OTN网络结构和应用

4.接口要求

5.复用结构

6.OTN设备类型和根本要求

7.OTN保护要求

8.DCN实现方式

9.网络管理

10.控制平面要求〔可选〕

1概述

1）本文件为光缆通信干线工程160/80/40x10Gbit/s波分复用（OTN）设备和系统的技术标准。

本标准主要是对基于10Gbit/s速率，使用掺铒光纤放大器（EDFA）和分布式喇曼放大器〔DRA〕，工作在1550nm窗口的WDM系统的总体技术要求。

它适用于G.652和G.655光纤光缆。

2）本文件内所引用的ITU-T建议均是指ITU-T最新通过的建议。

对于那些在本文件中尚未作出明确规定的，而ITU-T已有建议的技术标准，应满足ITU-T最新建议。

对于到目前为止，ITU-T仍未形成最终建议的标准，投标方应在ITU-T形成最终建议以后，有义务将所供设备升级为符合ITU-T的建议。

3）OTN系统的设计寿命不应少于20年。

4）投标方对本招标文件的每一条款必须逐条作出明确的答复，并写出具体技术数据和指标，引用附件局部必须指出对应的页码和章节，否那么视该条答复无效。

5）投标方应在投标文件中提供包括以下内容的中文技术文件。

（1）设备的详细技术性能、功能和指标、工作原理、方框图、功耗、机架结构（容量、尺寸和重量），机框构成和组架方案图等。

（2）设备所用激光器、光检测器、光纤放大器、分波/合波器和时钟等主要元器件和模块的类型、生产厂家及其技术指标。

（3）设备的可靠性，包括MTBF或故障率（Fit）数据及其计算依据及验证方法。

（4）所供各设备工厂验证测试报告。

（5）各级网管系统的性能，包括所能管理的网元类型及数量、网管功能、网管系统的显示方式、显示内容〔网络图等〕、故障统计、网管系统的硬件配置及性能、扩展功能和接口等。

6）投标方提供的传输设备必须是经过现场验证过的，其相应的设备类型至少有以下数量的设备为两个电信业务经营者提供一年以上的满意运行：

OTM

20套

OA

50套

OADM

10套

支路侧，STM-64波长转换器

20套

支路侧，10GEWAN波长转换器

20套

支路侧，10GELAN波长转换器

20套

支路侧，10GLAN/WAN合一波长转换器

20套

支路侧，4*STM-16（TMUX）波长转换器

20套

支路侧，8*GE（TMUX）波长转换器

20套

线路侧，10G波长转换器

20套

收发合一型，STM-64波长转换器

20套

收发合一型，10GEWAN波长转换器

20套

收发合一型，10GELAN波长转换器

20套

收发合一型，10GLAN/WAN合一波长转换器

20套

收发合一型，8*GE（TMUX）波长转换器

20套

OTN网络管理系统

5套

投标方应在投标书中提供购置这种设备的用户证明，其中包括投入实际运行的电信业务经营者的名称、地址、证明人、、号码及电子邮件地址，所供设备的详细类型、验收数据及应用地点等也应同时给出。

招标方保存证实所供设备性能的权力。

7）本文件的解释权属于招标方。

2术语与定义

以下术语和定义适用于本标准。

2.1光通路opticalchannel（OCh[r]）

OCh是用于支持OCh路径的信息结构，根据是否支持非随路开销〔Och_OH〕,定义了两种OCh,即支持非随路开销的全功能光通路〔Och〕和不支持非随路开销的简化功能光通路〔OChr〕。

本标准定义的OCh客户信号也分为两种：

一种OCh客户信号是OTUk信号，另外一种OCh支持其它数字客户信号（例如STMn,GbE）。

OCh应具有区分两个不同的OCh信号（一个信号承载OTU1,另一个信号承载OTU2或GbE）的特征，这个问题待研究。

2.2光通路数据单元opticalchanneldataunit（ODUk）

ODUk是包括信息净荷（OPUk）和与开销相关的ODUk的信息结构。

OTUk的容量由k区分，k＝0，1，2，2e，3，4。

2.3ODUk通道ODUkpath（ODUkP）

光通路数据单元k通道（ODUkP）是用于支持端到端ODUk路径的信息结构。

2.4ODUkTCM（ODUkT）

光通路数据单元kTCM（ODUkT）是用于支持TCM路径的信息结构。

最多可以支持6个TCM子层。

2.5光通路净荷单元opticalchannelpayloadunit（OPUk）

OPUk是适配客户信息在光通路上传送的信息结构。

将客户信息和所需开销结合在一起，对客户信号速率和OPUk净荷速率，以及其他OPUk开销进行适配，以支持客户信号传送。

这些开销是为适配而特定的，OPUk的容量由K划分，K＝0，1，2，2e，3，4。

2.6光监控通路opticalsupervisorychannel（OSC）

传送OTM开销信号的物理光路，不经过光放大器。

2.7光传送模块opticaltransportmodule（OTMn[r].OTM-0.mvn）

OTM是经过ONNI被传送的信息结构。

系数n和m定义了所支持的波长和比特速率,r表示简化功能，v表示支持虚拟多通道。

OTM-0.mvn支持一个多通道光信号，目前定义了2种OTM-0.mvn接口信号，每种承载包含一个OTUk[V]信号分发到四个光通道上的四路光信号：

OTM0.3v4〔承载OTU3〕和OTM0.4v4〔承载OTU4〕。

2.8光通路传送单元opticalchanneltransportunit（OTUk[V]）

OTUk是在一个或多个光通路连接上，传送一个ODUk的信息结构，包括光通路数据单元和OTUk相关开销（FEC和光通路连接管理开销），具有帧结构，比特速率和带宽等特点。

OTUk的容量由k划分，k＝1，2，3，4。

目前定义了两种OTUk，即用于OTM域间〔IrDI〕或域内〔IaDI〕完全标准化的OTUk，以及仅用于OTM域内〔IaDI〕局部功能标准化的OTUk〔OTUkV〕。

3OTN网络结构和应用

3.1OTN网络的分层

3.1.1OTN网络的层次模型

OTN传送网络从垂直方向分为光通路〔OCh〕层网络、光复用段（OMS）层网络和光传输段〔OTS〕层网络三层，其中Och层为OTN的核心，是OTN的主要功能载体。

在OTN传送网络中相邻层之间是客户/效劳者关系，其功能模型如图1　所示,整个OTN网络的高层客户层网络和底层效劳者网络〔物理媒质层网络〕不在本标准的范围之内。

图1　OTN网络分层

3.1.2光通路层〔Och〕网络

Och层网络通过光通路路径实现接入点之间的数字客户信号的传送，其特征信息包括与光通路连接相关联并定义了带宽及信噪比的光信号和实现通路外开销的数据流，均为逻辑信号。

OCh层可以被划分为三个子层网络：

光通路子层网络、光通路传送单元〔OTUk,k=1,2,3，4〕子层网络和光通路数据单元〔ODUk，k=0，1,2,2e，3，4〕子层网络，其中OTUk和ODUk子层采用数字封装技术实现，相应表示的数字比特速率见本文档的第5.2节。

相邻子层之间具有客户/效劳者关系，ODUk子层假设支持复用功能，可继续递归进行子层划分，具体的复用要求见本文档的第5章。

光通路层各子层关联的功能模型如图2　所示。

图2　OCh层网络分层

OCh子层网络通过OCh路径实现客户信号OTUk在OTN网络3R再生点之间的透明传送，其特征信息包括传送OTUk客户信号的Och净荷区和传送相应开销的非随路Och开销区，均为逻辑信号。

OTU子层网络通过OTUk路径实现客户信号ODUk在OTN网络3R再生点之间的传送，其特征信息包括传送ODUk客户信号的OTUk净荷区和传送关联开销的OTUk开销区，均为逻辑信号。

ODU子层网络通过ODUk路径实现数字客户信号〔如SDH、以太网等〕在OTN网络端到端的传送。

其特征信息包括传送数字客户信号的ODUk净荷区和传送关联开销的ODUk开销区，均为逻辑信号。

根据ODUk〔k=0，1，2，2e，3，4〕目前已定义的速率等级，ODU子层网络支持ODU复用时，ODU子层可进一步分层。

3.1.3光复用段层网络

OMS层网络通过OMS路径实现光通路在接入点之间的传送，其特征信息包括OCh层适配信息的数据流和复用段路径终端开销的数据流，均为逻辑信号，采用n级光复用单元〔OMU-n〕表示，其中n为光通路个数。

光复用段中的光通路可以承载业务，也可以不承载业务，不承载业务的光通路可以配置或不配置光信号。

3.1.4光传输段层网络

OTS层网络通过OTS路径实现光复用段在接入点之间的传送。

OTS定义了物理接口，包括频率、功率和信噪比等参数，其特征信息可由逻辑信号描述，即OMS层适配信息和特定的OTS路径终端管理/维护开销，也可由物理信号描述，即n级光复用段和光监控通路，具体表示为n级光传输模块〔OTM-n〕。

3.2OTN网络的分割

3.2.1OTN网络的分域

OTN传送网络从水平方向可分为不同的管理域，其中单个管理域可以由单个设备商OTN设备组成，也可由运营商的某个网络或子网组成，如图3　所示。

不同域之间物理连接称为域间接口（IrDI）,域内的物理连接称为域内接口〔IaDI〕。

图3　OTN网络分域

3.2.2不同管理域的互联互通

IrDI采用无3R的接口尚未标准，IrDI通过3R再生的方式是IrDI实现互通唯一可行的途径，具体包括以下四种方式：

1）非OTN域通过非OTNIrDI和OTN域互联

非OTN域〔如SDH、以太网等〕通过非OTNIrDI接口〔如SDH接口、以太网接口等〕和OTN域实现互联，在非OTNIrDI接口的客户层实现互通。

2）非OTN域通过OTNIrDI和OTN域互联

非OTN域通过OTNIrDI接口和OTN域实现互联，在ODU子层实现互通。

3）OTN域通过非OTNIrDI互联

OTN域通过非OTNIrDI接口〔如SDH接口、以太网接口等〕实现互联，在非OTNIrDI接口的客户层实现互通。

4）OTN域通过OTNIrDI互联

OTN域通过OTNIrDI接口实现互联，在ODU子层实现互通。

3.2.3OTN网络域内分割

由于客户数字信号通过OTN传送时可能需要3R中继，因此，单个的管理域可进一步分割为不同的3R中继段。

通过不同的3R中继段时OCh层网络需要终结，具体3R的中继功能由客户数字信号到OCh适配的源端和宿端来实现，而客户数字信号的是否需要终结取决于客户信号的类型。

如果OCh客户信号为OTUk信号，在进行3R时需要终结OTUk子层网络，如图4　所示。

此时OCh和OTUk层网络相互重合，即OTUk数字段构成一个3R中继段。

而对于其它OCh的数字客户信号〔如SDH〕，那么在进行3R时不需要终结客户层网络，如图5　所示。

图4　客户信号为数字OTN时的3R中继段

图5　客户信号为非数字OTN时的3R中继段

对于单个3R中继段，实际应用有需要时可进一步分割，例如当OCh层提供灵活路由功能时就需要对于3R中继段进一步分割，具体分割方法待研究。

3.3OTN网络结构

OTN技术可支持基于单向点到点、双向点到点、单向点到多点的光层连接类型。

采用OTN终端复用设备可以组成线型拓扑，引入OTN交叉连接设备后可以组成线型、环型和格型等多种拓扑结构的网络。

OTN技术在长途网和本地/城域网中都可以应用，网络示意图如图6所示：

图6　OTN网络示意图

3.3.1长途网

长途网中的WDM系统应逐步引入OTN交叉功能，优化WDM系统的组网方式，降低网络建设本钱。

WDM系统之间的互联接口以OTNIrDI接口为主，与客户层设备〔SDH设备，路由器等〕的互联接口可采用SDH、以太网和OTN等接口。

3.3.2本地网/城域网

在本地网/城域网中OTN终端复用设备与城域波分设备结合应用。

OTN交叉连接设备应覆盖核心层和会聚层，实现ODU0，ODU1,ODU2等多种交叉颗粒的调度。

由于本地业务种类丰富，OTN设备需要提供多种业务接口，包括SDH，OTN和以太网等客户接口。

3.4OTN应用定位

1）在WDM系统中引入OTN接口，推进WDM系统的OTN化，实现对波长通道端到端的性能和故障监测。

同时，WDM系统的OTN化是路由器采用10GE/40GE/100GE接口和引入OTN交叉连接设备的前提条件。

2）引入OTN交叉设备实现WDM系统业务接口和线路接口的别离，满足业务网络和传送网独立演进和开展的需求，降低网络建设本钱。

3）通过引入OTN交叉连接设备，实现大颗粒波长通道业务的快速开通，提高业务响应速度。

通过引入基于OTN的保护和恢复机制，可以提高骨干传送网的可靠性，降低网络维护本钱。

4）OTN网络主要用于提供高质量的GE及以上速率的电路，包括出租专线业务和具有质量要求的数据业务〔如IPTV、CN2等〕的承载电路。

同时，通过采用OTN网络承载上层网络的GE及以上速率的子波长级中继电路可到达节省网络资源〔光纤或波道〕的目的。

4接口要求

4.1OTN接口根本信息结构

光传送模块n（OTMn）是支持OTN接口的信息结构，接口结构参见图7　。

图7　OTN接口结构

OTM接口被定义了两种结构：

1）全功能的OTM接口（OTMn.m）包括以下各层：

✓光传送段（OTSn）

✓光复用段（OMSn）

✓全功能光通路（OCh）

✓完全或功能标准化光通路传送单元（OTUk/OTUkV）

✓光通路数据单元（ODUk）

OTM－n.m的根本信息包含关系参见图8　。

2）简化功能的OTM接口（OTM0.m,OTMnr.m）包括以下各层：

✓光物理段（OPSn）

✓简化功能光通路（OChr）

✓完全或功能标准化光通路传送单元（OTUk/OTUkV）

✓光通路数据单元（ODUk）

简化功能OTM接口在每个接口终端应具有3R处理功能，以支持OTNIrDI接口。

OTM0.m,OTMnr.m的根本信息包含关系参见图9　和图10　。

图8　OTM-n.m根本信息包含关系

图9　OTM-0.m根本信息包含关系

图10　OTM-nr.m根本信息包含关系

光通路层结构需要进一步分层，以支持网络管理和监控功能。

1）全功能（OCh）或简化功能（OChr）的光通路，在OTN的3R再生点之间应提供透明网络连接。

2）完全或功能标准化光通路传送单元（OTUk/OTUkV），在OTN的3R再生点之间应为信号提供监控功能，使信号适应在3R再生点之间进行传送。

3）光通路数据单元（ODUk）应当提供：

a）串联连接监测（ODUkT）

b）端到端通道监控（ODUkP）

c）经由光通路净荷单元（OPUk）适配用户信号

4.2光通路帧结构

4.2.1OTUk帧结构

OTUk采用固定长度的帧结构，且不随客户信号速率而变化，也不随OTU1、OTU2、OTU3，OTU4等级而变化。

当客户信号速率较高时，相对缩短帧周期，加快帧频率，而每帧承载的数据信号没有增加。

对于承载一帧10Gb/sSDH信号，需要大约11个OTU2光通道帧，承载一帧2.5Gb/sSDH信号那么需要大约3个OTU1光通道帧。

OTUk帧结构如图11　如示为4行4080列结构，主要由3局部组成：

OTUk开销、OTUk净负荷、OTUk前向纠错。

图中第1行的第1列到第14列为OTUk开销，其中第1列到第8列被用作FAS帧定位，第2-4行中的第1列到第14列为ODUk开销，第1到第4行的15到3824列为OTUk净负荷，第1到第4行中的3825到4080列为OTUk前向纠错码。

OTUk〔k=1，2，3，4〕的帧结构与ODUk帧结构紧密相关，OTUk帧结构基于ODUk，另外还附加了FEC字段。

它是以8比特字节为根本单元的块状帧结构，由4行4080列字节数据组成。

OTUk与ODUk相比，增加了256列FEC字节。

OTUk信号包括RS〔255，239〕编码，如果FEC不使用，填充全“0”码。

当支持FEC功能与不支持FEC功能的设备互通时〔在FEC区域全部填充“0”〕，FEC功能的设备应具备关掉此功能的能力，即对FEC区域的字节不作处理。

OTU4必须支持FEC，具体编码方式待研究。

图11　OTUk帧结构

4.2.2ODUk帧结构

ODUk〔k＝0,1,2,2e,3,4〕帧结构如图12　如示，为4行3824列结构，主要由两局部组成：

ODUk开销和OPUk。

第1-14列为ODUk的开销局部，但第1行的1-14列用来传送帧定位信号和OTUk开销。

第2、3、4行的〔1-14〕列用来传送ODUk开销。

15-3824列用来承载OPUk。

图12　ODUk帧结构

4.2.3OPUk帧结构

OPUk〔k＝0,1,2,2e,3,4〕帧结构如图13　如示，为4行3810列结构，主要由两局部组成：

OPUk开销和OPUk净负荷。

OPUk的15-16列用来承载OPUk的开销，17-3824列用来承载OPUk净负荷。

OPUk的列编号来自于其在ODUk帧中的位置。

图13　

OPUk帧结构

4.3光通路开销分类和描述

4.3.1OTUk,ODUk和OPUk的开销分类

OTUk,ODUk和OPUk的开销如图14　、图15　所示。

图14　OTUk帧结构，帧定位和OTUk开销

图15　ODUk帧结构，ODUk和OPUk开销

OPUkOH信息添加到OPUk信息净荷来创立OPUk，其包括支持客户信号适配的信息。

当OPUk信号组合和拆分时，OPUkOH会终结。

ODUkOH信息添加到ODUk信息净荷以创立ODUk，其包括支持光通路的维护和操作功能。

ODUkOH由负责端到端的ODUk通道的开销和6个级别的串联连接监控开销组成。

在ODUk信号组合和拆分时，ODUk通道OH终结。

TCMOH在相应的串行连接的源和宿处分别添加和终结。

OTUkOH信息是OTUk信号结构的一局部，包括用于操作功能的信息，支持在一个或多个光通路连接上进行传送。

OTUkOH在OTUk信号信号组合和拆分时终结。

4.3.2OTS、OMS和Och的开销（可选）

OTS、OMS和OCh的开销如图16所示。

图16　OTSn，OMSn和OCh开销作为OOS中的逻辑单元

OChOH信息添加到OTUk以创立OCh。

其包括支持故障管理的维护功能信息。

当OCh信号组合和拆分时，OChOH被终结。

OMSOH信息添加到OCG以创立OMU，其包含支持光复用段的维护和操作功能的信息。

OMSOH在OMU信号组合和拆分时终结。

把OTSOH信息添加到信息净荷以创立OTM。

其包含支持光传输段的维护和操作功能的信息。

OTM组合和拆分时OTSOH被终结。

把COMMSOH信息添加到信息净荷以创立OTM。

其提供网元之间的综合管理通信。

4.3.3开销描述

4.3.3.1OTUk开销功能

1．帧定位字节〔FAS〕

FAS有6个字节组成，包括3个OA1和3个OA2，其中OA1为“11110110〞〔F6〕，OA2“00101000〞〔28〕，它的作用与SDH中的A1和A2字节相同。

2．复帧定位字节〔MFAS〕

信号由多帧表示时，其定界需根据复帧定位信号来确认信息的开始，每个OTUk/ODUk开销信号可以采用复帧信号指示锁定于基准帧、2帧、4帧、16帧、32帧等复帧信号。

复帧最多可以包含256个子帧，复帧中的每一个OTUk/ODUk按照0～255编号，每一个帧比上一个帧编号增加1。

3．段监测字节〔SM〕

1）TTI路径踪迹识别包含16个字节的源接入点识别符和16字节的目的接入点识别符。

该字节相当于SDH中的J字节。

2）BIP－88bit间插奇偶校验码用来监控OPUk局部的误码情况。

3）BEI/BIAE指示后向误码指示/后向输入定位误码。

BEI向上游传送OTUk段终结宿功能监测到的BIP－8错误数，相当于SDH中的REI；BIAE向上游传送OTUk段终结宿功能监测到输入定位错误IAE信息。

4）BDI反向故障指示，用来向上游传送OTUk段终结宿功能监测到的信号失效状态。

5）IAE输入帧定界误码，由段连接监视终结点S－CMEP进口向对等的S－CMEP出口发出的监测到的帧定界信号错误。

4．通用通信通路〔GCC0〕

由2个字节组成，作为OTUk终结点之间的通用通信通路GCC，可以传送任何信号格式的透明通路。

5．保存开销〔RES〕

4.3.3.2ODUk开销功能

1．ODUk通路监测开销〔PM〕

包括TTI、BIP－8、BEI、BDI和STAT，其中TTI、BIP－8、BEI、BDI的解释与OTUkSM相同。

STAT作为维护信号指示，提供ODU－AIS〔111〕，ODU－OCI〔110〕，ODU－LCK〔101〕和正常〔001〕几种状态。

2．TCM串联连接监视开销

ITU定义了6阶TCM串联连接监视开销，TCMi〔1～6〕。

每个TCM中都包含了TTI、BIP－8、BEI、BDI和STAT等开销，完成一个TCM段的监测。

利用TCM开销可以对多运营商/多设备商/多子网环境现分级和分段管理。

TCM监测段的设置可以采用级联方式和嵌套方式，以下图中B1－B2，B3B4是级联方式，A1－A2，B1－B2，C1－C2是嵌套方式。

图17　TCM级联和嵌套

3．自动保护倒换与保护控制通路〔APS/PCC〕

4.3.3.3OPUk开销功能

1．OPUk净负荷结构指示〔PSI〕

PSI[0]表示了OPUk信号的类型，相当于SDH中的C2字节。

2．OPUk复用结构指示〔MSI〕

位于PSI[2]～PSI[17]，用于指示传送的ODU类型和ODU支路端口。

3．调整控制字节〔JC〕和负调整时机开销〔NJO〕

4.4维护信号

告警指示信号（AIS）在上游检测到故障的情况下向下游发送指示信号。

AIS信号由适配宿功能产生。

当踪迹终止宿功能检测到AIS信号以后，会抑制此故障，并推断出在上游点出现了信号传输的中断。

前向缺陷指示（FDI）向下游发送，指示上游检测到的故障。

FDI信号由适配宿功能产生。

当踪迹终止宿功能检测到FDI信号以后，会推断出在上游点出现了信号传输的中断。

开放连接指示（OCI）向下游发送，指示上游信号没有连接到踪迹终端源。

OCI信号由连接功能产生，在每一个输出连接点由此连接功能输出，此连接输出点并没有连接到它的输入连接点。

OCI信号由踪迹终止宿功能检测。

锁定（LCK）信号发送到下游，指示上游的连接“锁定〞，没有信号通过。

净荷丧失指示（PMI）向下游发送，指示在上游信号的源点，支路时隙没有光信号输入，或者输入光信号没有净荷。

这说明支路信号的传输中断。

PMI信号由适配源功能产生，在踪迹终止宿功能检测，在此条件下会抑制LOS检测。

4.4.1OTUk维护信号

OTUk-AIS是一个通用AIS信号。

OTUk容量（130560比特）不是PN-11序列长度（2047比特）的整数倍，PN-11序列可能穿越OTUk帧边界。

OTUk-AIS是为了支持将来的效劳层应用。

OTN设备应能检测到此信号的存在，但它不需要产生此信号。

图18　OTUk-AIS

4.4.2ODUk维护信号

ODUk维护信号包括：

ODUk-AIS，ODUk-OCI，ODUk-LCK。