【摘要】文章介绍了OTN主要技术特点、PJD和MS-OTN技术发展，并且对OTN技术的应用进行了探讨，尤其对OTN作为IP城域网和PON宽带接入网的统一承载平台进行了详细分析。
【关键词】OTN PID MS-OTN IP城域网 PON宽带接入网
1 前言
全业务、三网融合和互联网的大力发展，宽带化、IP化趋势下对带宽需求的不断增加，GE／25G／10G速率大颗粒业务增多；为提高传送效率，去掉SDH层面后的WDM层面要承担起传送网的管理维护、灵活组网、保护和调度功能；同时专线业务运营要求传送网成为调度型网络。近年来，OTN(Optical T ransport Network，光传送网)在各大运营商的一干、二干和城域(本地)传输网中日益得到应用。
2 OTN的技术特点和发展
OTN是指为客户信号提供在波长／子波长上进行传送、复用、交换、监控和保护恢复的技术；在点对点WDM线路系统基础上，增强节点汇聚和交叉能力、组网保护和OAM管理能力，其吸收了SDH和WDM的优点，具备完善的保护和管理能力，逐步成为大颗粒宽带业务传送的主流技术。
2.1OTN交叉功能
OTN的主要技术特点为其交叉能力，分为电交叉和光交叉两种。
(1)电交叉OTN主要指具备波长级电交叉能力的OTN设备，支持子波长和波长级别的交叉和调度。交叉的业务颗粒为ODUk，目前设备主要支持的颗粒有GE、ODU1、0DU2、0DU3。电交叉OTN采用电交叉波长转换器消除波长阻塞、支持任意节点任意业务处理、支持子波长调度和支持毫秒级倒换时间，从而在网络中应用比较广泛。缺点主要在于OTN是基于电层的管理和调度，不可避免地会采用OEO转换。
(2)光交叉主要指基于波长级的交叉，目前一般指采用WSS结构的ROADM设备。采用ROADM设备可以组成大规模的光交叉连接(OXC)设备，从而完成OTN中的光层波长交叉功能，具有交叉能力大的特点，同时交叉过程全部在光层上进行，没有OEO转换，所以设备成本较低。根据组网能力的不同，ROADM主要分为二维(支持2个主光线路方向)和多维(支持3个以上的主光线路方向)模式，目前最大支持9维。多数运营商需要多维ROADM，目的是优化城域网结构，由环向多环互连和Mesh方向演进，提供自动化程度，降低OPEX，同时通过光层直通减少背靠背的连接，降低组网成本降低CAPEX；但由于波长阻塞导致低带宽、OAM能力较弱、无子波长调度和光层传送限制网络规划困难等问题导致应用受限，在欧洲国家应用相对较多，在国内应用较少。
ROADM和OTN的优势刚好互补，若配合使用，可以相互弥补对方的不足，形成一个经济、可靠、灵活的WDM网络。
2.2 PID技术的发展
PlD(Photonic Integ rated Device，光子集成)技术是将多个光收发器及合分波器集成起来的单片WDM系统(System On Chip)，PID技术和OTN平台有机结合在一起，一方面极大地提升了OTN的集成度，另一方面大大简化了OTN系统的光层规划和调测，真正实现了“数字化OTN”。采用PlD技术部署带宽池，实现业务侧和网络侧分离，业务接入不用考虑网络速率、距离、色散等，在源宿两端加入客户侧单板即可，OTN网络完成其余工作，实现类SDH组网，即插即用，从而降低功耗和成本。如图1所示：
和固定带宽池相比，采用光子集成技术的带宽池具有以下优势：
(1)由于没有分离的OTU，降低设备的体积和功耗，同时消除了设备内和设备间大量的尾纤连接，降低了网络的故障率，节省了运维成本。
(2)基于光子集成技术的带宽池，业务和线路速率相互分离，从1G-100G，任意速率的客户电路都可以映射到带宽池中，利用虚级联的技术将基于ODU0／ODU1／ODU2颗粒的带宽捆绑在一起进行传送。虚级联技术使得网络不仅适用现在的业务速率，而且适应未来。
(3)支持实现类似于SDH的ASON，OTN的网络中也可以实现ASON，简化人工的操作，增强网络健壮性。
(4)和光层交叉的ROADM网络相比，消除了复杂的光链路设计、波长阻塞、子波长交叉等问题。
目前部分厂家单片PID即完成12波10G信号的发送／接收／复用／解复用，适用于城域网的汇聚层，灵活组网，扩容方便，业务即开即通，运维高效。
2.3MS-OTN技术的发展
随着带宽需求呈现爆炸式增长，传统的OTN系统已难以满足高带宽发展需求，尤其是分组业务的迅速增长与新型业务接口技术的涌现，使传统OTN对以数据为主的多样化业务的支持出现困境。为应对未来高带宽的业务，MS-OTN应运而生，在融合P-OTN分组业务传送能力后，MS-OTN将进一步简化运营商网络架构，使网络部署更加灵活和经济。
MS-OTN主要具有四方面优势：一是满足未来高带宽多业务承载；二是适应IP化承载需求；三是可从当前部署的QTN平滑升级；四是运维管理是统一简单的模式。支持SDH／FC／ETH／CPRI等多业务处理功能、支持MPLS-TPNC／ODUk调度是MS-OTN的关键特征，见图2。
OTN多业务承载节点具备以下多层次调度的功能：
(1)基于DWDM大带宽传输层模块，包括：光复用段处理模块、光传输段处理模块；
(2)多业务OTN统一承载层，包括：ODUk接口适配处理模块、OTUk线路接口处理模块；
(3)多层次、大颗粒OTN大容量交叉调度，包括：0DUk电交叉调度模块、OCh光交叉调度模块；
(4)业务精细颗粒的交叉调度单元，包括：分组(PKT)调度模块、VC交叉调度模块等。
随着标准和产业链的不断成熟，MS-OTN技术将在2012年实现商用。
3 OTN应用场景
OTN作为大颗粒业务的主要承载技术得到广泛应用，主要应用于如下场景：
(1)提高网络的OAM
为了提高大颗粒业务的承载效率，采用IPoverDWDM的方式承载业务，WDM层面承担起传送网的管理维护、灵活组网、保护和调度功能；OTN作为升级版的WDM可有效解决业务的可维护性及业务的端到端性能检测。
(2)业务调度和保护
利用OTN的光、电交叉功能灵活实现波长级别和子波长级别调度。光层调度指采用ROADM技术，实现环相交、环相切等网络中跨环业务的调度；电层调度指对2.5G、GE颗粒业务复用采用子波长级别的调度节省波道和板卡资源。
(3)大客户业务调度和开通
互联网、物联网、云计算等新技术的不断发展，集团客户带宽的迅速增长，从2M／10M／100M向GE12.5G/10G颗粒发展，同时快速开通和调度的需求也日趋强烈；利用OTN可实现跨地区点到点大客户业务、本地跨环 点到点业务和大颗粒的政企上网业务的接入和承载。如图3所示。
其中，集团客户GE以上专线跨区域链路承载在OTN骨干、汇聚环上，有利于大颗粒业务的端到端灵活调度。对于重要集团客户专线业务OTN网络提供子波长／波长级保护。
(4)承载PON宽带接入网
随着家庭宽带和IPTV业务的迅猛发展，PON业务的增加对于OLT上行链路的需求也迅速增加，需要更多的光缆资源以满足带宽需求；PON需要更安全、更长距离的上行链路，裸纤不能满足安全要求；采用OTN网络承载OLT上行SR／BRAS的大颗粒电路，将有效地节省光纤资源的同时为OLT上行提供保护。
(5)承载IP城域网
IP城域网的核心层采用光纤直连方式，安全性差；对于中长距离传输端口成本高；汇聚层采用大量光纤直连，管理和维护困难，发生故障不易定位；光纤直连方案可扩展性差，升级扩容困难。利用OTN承载汇聚交换机到SR／BRAS、SR／BRAS到CR等JP城域网电路，可大大减少对光纤的适用，提高网络安全性。
4 OTN与PON、IP网络的
组网应用
综上所述，OTN可为PON宽带接入网和IP城域网提供统一的传送平台，实现接入网、传输网、数据网的协调发展，满足未来IP化、宽带化需求。建设OTN的核心层和汇聚层，根据实际业务需求，OTN甚至可以下沉到接入层(汇聚接入层)，为城域网打造一个高带宽的承载平台，组网架构如图4所示。
其中：
(1)IP城域网的BRAS／SR上联CR链路、OLT上联BRAS／SR链路均可通过OTN系统承载；
(2)BRAS／SR下沉到业务量较大的汇聚层节点，其上联链路可以承载在OTN汇聚层面，有利于IP城域网的扁平化；
(3)对于重要业务的OLT、BRAS／SR采用双上联，承载在OTN不同方向的波道上：
(4)对于OLT、BRAS／SR单上行链路，OTN网络可提供子波长／波长级保护；
(5)利用OTN支线分离设备，对OLT上联、BRAS／SR上联的GE链路进行交叉整合成10G波道，提高波道利用率。
5 总结
OTN技术的出现与日益成熟，解决了大颗粒业务传送需求和现有传送网组网模式之间的矛盾，其突出的优势决定其在今后城域(本地)核心层和汇聚层应用的主导地位。应积极加强传输网和IP组网、PON网络的协调发展，充分发挥OTN设备的组网优势，满足高宽带、高速率、IP化的承载需求。