国之重器出版工程 光传送网（OTN）技术的原理与应用PDF电子书下载

第1章 概论 1

1.1 网络解决的问题 2

1.1.1 接入网 2

1.1.2 交换网 3

1.1.3 光传送网 4

1.2 光传送网现状 5

1.2.1 高速传输技术 5

1.2.2 传输节点技术 6

1.3 业务发展对光传送网的需求 7

1.3.1 宽带化需求 8

1.3.2 快速开通业务需求 9

1.3.3 扁平化需求 11

1.3.4 低时延需求 12

1.4 OTN技术简介 12

1.5 OTN标准的进展 15

1.6 OTN应用场景分析 29

1.6.1 骨干网络 29

1.6.2 城域网络 33

参考文献 39

第2章 OTN架构和设备类型、特性 41

2.1 OTN的分层 42

2.1.1 OTN的层次模型 42

2.1.2 光通路层网络 43

2.1.3 光复用段层网络 48

2.1.4 光传输段层网络 49

2.2 OTN的分割 50

2.2.1 OTN的分域 50

2.2.2 不同管理域的互联互通 50

2.2.3 OTN域内分割 51

2.3 OTN拓扑 52

2.4 OTN层次结构、域、拓扑和连接 52

2.4.1 网络概述 52

2.4.2 层网络 53

2.4.3 OTN OAM功能 56

2.5 操作、管理、维护及配置 57

2.5.1 OAM应用 57

2.5.2 TMN接入 67

2.5.3 同步功能 68

2.6 光传输网络设备的接口 69

2.6.1 I-NNI 69

2.6.2 E-NNI 71

2.6.3 UNI 71

2.7 OTN设备基本类型 73

2.7.1 3R再生组合功能 73

2.7.2 OTN终端单元（NTU） 74

2.7.3 波长分插复用器（WADM） 74

2.7.4 波长交叉连接（WXC） 75

2.7.5 子波长交叉连接（SWXC） 76

2.7.6 光放大器 78

2.7.7 子波长分插复用器（SWADM） 79

2.8 OTN和分组传送网络（PTN）混合设备 79

2.9 SNC保护实施的举例 80

2.10 OTN链路和连接举例 84

参考文献 93

第3章 OTN接口结构 95

3.1 光传送网接口结构 96

3.1.1 基本信号结构 97

3.1.2 OTN接口信息结构 99

3.2 复用／映射原则和比特速率 103

3.2.1 映射 103

3.2.2 波分复用 103

3.2.3 比特率和容量 103

3.2.4 ODUk时分复用 109

3.3 OTN接口 117

3.3.1 单个OTU（SOTU）接口 117

3.3.2 多个OTU（MOTU）接口 118

3.3.3 具有管理功能的单个OTU（SOTUm）接口 118

3.3.4 具有管理功能的多个OTU（MOTUm）接口 118

3.4 OCh和OTSiA 118

3.4.1 OCh 118

3.4.2 光支路信号组件（OTSiA） 119

3.5 光传送单元（OTU） 119

3.5.1 OTUk帧结构 119

3.5.2 扰码 121

3.5.3 OTUCn帧结构 121

3.6 光数据单元（ODU） 123

3.6.1 ODU帧结构 123

3.6.2 ODU比特速率和比特速率容差 124

3.7 光净荷单元（OPU） 127

3.8 OSC和OCC承载的开销信息 128

3.9 开销描述 129

3.9.1 开销类型 132

3.9.2 路径踪迹标识符和访问点标识符定义 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帧定位开销描述 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 维护信号 163

3.10.1 OTS维护信号 163

3.10.2 OMS维护信号 163

3.10.3 OCh和OTiSA维护信号 164

3.10.4 OTU维护信号 164

3.10.5 ODU维护信号 165

3.10.6 客户维护信号 167

参考文献 167

第4章 OTN业务映射方式 169

4.1 客户信号映射 170

4.1.1 OPU客户信号故障（CSF） 171

4.1.2 CBR2G5、CBR10G和CBR40G信号（STM-16/64/256）到OPUk的映射 171

4.1.3 GFP帧到OPUk的映射（k＝0,1,2,3,4,flex） 175

4.1.4 测试信号到OPU的映射 177

4.1.5 非特定客户比特流到OPUk的映射 178

4.1.6 含码速调整的其他固定比特速率的信号到OPUk的映射 179

4.1.7 采用同步透明编码转换后将1000BASE-X和FC-1200信号映射到OPUk 189

4.1.8 使用BMP将高于2.48 8 Gbit/s的CBR信号映射至OPUflex 192

4.1.9 分组客户信号映射至OPUk 195

4.1.10 使用IMP将FlexE客户信号映射至OPUflex 195

4.1.11 FlexE识别信号映射至OPUflex 197

4.2 ODUk到ODTU信号以及ODTU到OPUk支路时隙的映射 201

4.2.1 OPUk支路时隙定义 202

4.2.2 ODTU定义 208

4.2.3 ODTU信号到OPUk的复用 210

4.2.4 OPUk复用开销和ODTU调整开销 217

4.2.5 ODUj到ODTUjk的映射 228

4.2.6 ODUj到ODTUl.ts的映射 236

4.2.7 ODUk信号映射至ODTUCn信号及ODTUCn映射至OPUCn支路时隙 242

参考文献 254

第5章 OTN交叉连接技术 257

5.1 OTN交叉连接设备 258

5.2 OTN电交叉连接技术 259

5.2.1 电交叉连接技术基本原理 260

5.2.2 OTN交换单元的保护 270

5.3 OTN光交叉连接技术 271

5.3.1 光交叉连接技术的应用背景 272

5.3.2 光开关技术 273

5.3.3 光交叉连接设备原理 278

5.3.4 CDC功能要求及实现 284

5.4 OTN光电合一交叉连接技术 289

5.4.1 OTN光电合一交叉连接设备应用场景 289

5.4.2 OTN光电合一交叉连接设备实现 292

5.5 未来光节点的发展 296

参考文献 299

第6章 OTN承载同步技术 301

6.1 OTN支持同步的需求 302

6.2 同步的原理 305

6.2.1 频率同步 305

6.2.2 时间同步 319

6.3 OTN同步技术 324

6.3.1 OTN频率同步 324

6.3.2 OTN时间同步 328

6.3.3 各种接口的实现方案 331

6.3.4 OTN设备的同步实现方案 336

6.3.5 OTN同步网的保护倒换机制 337

6.3.6 OTN设备的应用组网场景 338

6.3.7 1588 v2光纤不对称补偿问题 341

参考文献 343

第7章 软件定义光传送网（SOTN）技术 345

7.1 软件定义光传送网应用场景 346

7.1.1 多域网络的统一控制 346

7.1.2 多层网络统一控制和管理 347

7.1.3 传送网能力开放和提供新型传送业务 348

7.1.4 IP＋光协同 348

7.1.5 数据中心光互联 349

7.2 SOTN总体架构 350

7.2.1 总体架构 350

7.2.2 传送平面 353

7.2.3 控制器平面 353

7.2.4 管理平面 356

7.2.5 应用平面 356

7.2.6 数据通信网 357

7.3 SOTN控制器功能要求 357

7.3.1 总体功能要求 357

7.3.2 接口和协议要求 366

7.3.3 控制器性能指标 369

7.3.4 控制器可靠性要求 370

7.3.5 控制器扩展性要求 371

7.3.6 控制器安全性要求 371

7.4 应用平面要求 373

7.5 数据通信网要求 374

7.6 管理平面要求 374

7.6.1 管理平面实现方式 374

7.6.2 管理平面功能要求 376

7.7 SOTN恢复技术 379

7.7.1 基于控制器的集中恢复类型 380

7.7.2 恢复路由计算的约束条件和策略 381

7.7.3 基于控制器的集中恢复倒换触发条件 381

7.7.4 恢复的倒换方式和返回机制 381

7.7.5 多域和多层集中式恢复 381

7.7.6 控制器集中恢复的异常处理要求 382

7.8 SDN控制器技术的发展 382

7.8.1 NOX和POX介绍 382

7.8.2 Floodlight介绍 384

7.8.3 MUL介绍 385

7.8.4 OpenDayLight介绍 386

7.8.5 ONOS介绍 389

参考文献 393

附录A 使用16字节交织RS（255,239）代码的前向误码纠错 395

附录B 通过转码至513B码块适配64B/66B编码的客户 399

B.1 传输顺序 399

B.2 客户帧恢复 399

B.3 66B码块转码为513B码块 400

B.3.1 在512B/513B编码器前检测到的误码 405

B.3.2 512B/513B解码器检测到的误码 405

B.4 链路故障信令 405

附录C 多通道并行接口上适配OTU3和OTU4 407

C.1 OTU3 16字节增量分布 407

C.2 OTU4 16字节增量分布 408

附录D 通用映射规程原则 413

D.1 基本原则 413

D.2 在OTN中应用GMP 417

D.2.1 M字节粒度映射 417

D.2.2 16M字节粒度映射 418

D.3 Cm（t）编码和解码 421

D.4 ∑CnD（t）编码和解码 427

D.4.1 用于OPUk的∑CnD（t）编码和解码 427

D.4.2 用于OPUCn的∑CnD（t）编码和解码 428

附录E 适配并行64B/66B编码的客户 429

E.1 简介 429

E.2 客户信号格式 429

E.3 客户帧恢复 430

E.3.1 40GBASE-R客户帧的恢复 431

E.3.2 100GBASE-R客户帧恢复 432

E.4 附录B用于并行64B/66B码块客户转码的补充 432

E.4.1 BIP-8透明 434

E.4.2 映射器检测到的误码 435

E.4.3 解映射器检测到的误码 436

附录F 使用1027B码块将40GBASE-R映射至OPU3的改进后鲁棒性 437

F.1 简介 437

F.2 513B码块组帧和标志位保护 437

F.3 66B码块序列检查 438

F.3.1 状态图约定 439

F.3.2 状态变量 439

F.3.3 状态图 441

附录G 将ODU0映射至低时延OTU0（OTU0LL） 445

G.1 简介 445

G.2 低延迟光传送单元0（OTU0LL） 445

G.2.1 OTUk帧结构 445

G.2.2 扰码 447

附录H OTUCn子速率（OTUCn-M） 449

H.1 简介 449

H.2 OTUCn-M帧格式 449

附录I 将含有±20×10-6比特率容差的CBR2G5、CBR10G和CBR40G客户异步映射到OPUk，及将ODUj异步复用到ODUk（k＞j）的配比范围 451

I.1 CBR2G5（2488320 kbit/s）信号异步映射至ODU1 453

I.2 CBR10G（9953280 kbit/s）信号异步映射至ODU2 453

I.3 CBR40G（39813120 kbit/s）信号异步映射至ODU3 454

I.4 ODU1至ODU2多路复用 454

I.5 ODU2至ODU3多路复用 455

I.6 ODU1至ODU3多路复用 456

I.7 ODU0至ODU1多路复用 457

附录J 功能标准化的OTU帧结构的示例 459

附录K ODUk多路复用的示例 463

附录L ODUk复用结构标识符（MSI）示例 467

附录M 并行逻辑实现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

附录N CBR客户至OPU映射类型的概述 477

附录O ODUj至OPUk映射类型的概述 479

附录P 推荐的ODUflex（GFP）比特率的求解及ODUflex（GFP）时钟生成的示例 481

P.1 简介 481

P.2 支路时隙大小 481

P.3 ODUflex（GFP）时钟生成的示例方法 483

P.3.1 从OPUk时钟生成ODUflex（GFP）时钟 483

P.3.2 从系统时钟生成ODUflex（GFP）时钟 485

附录Q 在G.7 09前4版和第5版之间更改的术语 487

附录R OTUCn子速率（OTUCn-M）应用 491

R.1 简介 491

R.2 OTUCn-M帧格式和速率 492

R.3 OTUCn-M故障条件 493

缩略语 495