第3章 OTN（光传送网）维护实战
OTN是近几年出现的概念，很多人在问OTN是什么？前面讲了40 G系统和10 G系统有很大差别，那么OTN的出现给我们的维护又带来什么不同呢？事实上，虽然OTN和DWDM的技术原理不同，但是两者对我们的日常维护和传统的技术差别很小。
3.1 OTN基本知识
OTN即光传送网，是由一组通过光纤链路连接在一起的光网元组成的网络，能够提供基于光通道的客户信号的传送、复用、路由、管理、监控和保护。
1. OTN接口结构
用于支持OTN接口的信息结构被称为OTM-n，如图3.1所示，OTM-n又分为两种结构：完整功能OTM接口（OTM-n.m）和简化功能OTM接口（OTM-0.m和OTM-nr.m）。
图3.1 OTN接口的信息结构
完整功能的OTM-n.m（n≥1）由光传输段OTSn、光复用段OMSn、完整功能的光通道OCh、完全标准化的光通道传送单元OTUk或功能标准化的光通道传送单元OTUkV、光通道数据单元ODUk组成。其中，n表示在波长支持的最低比特率情况下，接口所能支持的最大波长数目，n为0表示1个波长；m表示接口支持的比特率或比特率集合；r表示简化功能（reduced），OTM-0.m则不需要标记r，因为1个波长的情况只能是简化功能。
OTUk、ODUk、OPUk均为电信号，OCh及更高的层次为光信号。
2. OTM-n的基本信息包含关系
OTM-n.m、OTM-nr.m、OTM-0.m这几种接口的速率和帧格式均符合ITU-T G.709建议。完整功能的OTM接口OTM-n.m信号由最多n个复用的波长和支持非随路开销的OTM开销信号组成。
如图3.2所示，光层信号OCh由OCh净荷和OCh开销构成；OCh被调制入OCC后，多个OCC时分复用，构成OCG-n.m单元；而OMSn净荷则和OMSn开销共同构成OMU-n.m单元，与此类似，OTSn净荷和OTSn开销共同构成OTM-n.m单元。
图3.2 OTM-n.m的基本信息包含关系
这几部分的光层单元的开销和通用管理信息一起构成了OTM开销信号OOS，称为OTM Overhead Signal，以非随路开销的形式由1路独立的光监控信道OSC负责传送。
电层单元OPUk、ODUk、OTUk的开销为随路开销，和净荷一同传送。
（1）OTU功能模块
波分设备中的发送OUT单板完成了信号从Client到OCC的转化；波分设备中的接收OUT单板完成了信号从OCC到Client的转化。
客户侧信号进入Client，Client对外的接口就是DWDM设备中的OUT单板的客户侧，完成了从客户侧光信号到电信号的转换。Client加上OPUk的开销就变成了OPUk；OPUk加上ODUk的开销就变成了ODUk；ODUk加上OTUk的开销和FEC编码就变成了OTUk；OCC完成了OTUk电信号到发送OUT的波分侧发送光口送出光信号的转换过程。
（2）光复用段功能模块
波分设备中的合波模块（合波器、OADM的上波部分）完成了将多个独立的特定波长信号转换为主信道信号的过程，即OMSn（光复用段）的复用功能；波分设备中的分波模块（分波器、OADM的下波部分）完成了将主信道信号转换为多个独立的特定波长信号的过程，即OMSn的解复用功能；从发送站点的合波模块输入光口到接收站点的分波模块输出光口之间的光路属于复用段光路，即OMSn段管理的范围。
（3）光传送功能模块
从合波模块的输出到监控板接入OSC（监控）信号之间是OTSn（光传送段）；从OSC（监控）信号输出光口到分波模块输入光口之间是OTSn（光传送段）；从发送站点的合波模块的输出到接收站点的分波模块之间是OTSn管理的范围。
3. OTM的线路信号
如果OTSn的输出信号是一种没有OSC功能的信号，则为OTM-nr.m信号，n表示OTM最高容量时承载的最大波数，m表示OTM传送的单个波长的最大速率，r表示该OTM是去掉了部分功能，这里表示去掉了OSC功能。
OTSn的输出信号加上OSC信号就变成了完整功能的OTM-n.m信号。
以OptiX BWS1600 G为例进行说明：
LWF的功能模块有Client、OPUk、ODUk、OTUk和OCC，共同完成从客户侧信号到特定波长信号以及特定波长信号到客户侧信号的转换。
M40/D40/MR2完成了OMS功能，即信号的复用解复用功能。
放大器OAU/OBU/OPU等完成了OTS功能，即信号的传送准备工作——放大功能。
SC1/SC2/TC1/TC2完成了OSC功能，即独立的监控信道功能。
放大器的输出信号如果直接进入光缆传送，则该信号叫做OTM-nr.m信号。
放大器信号和OSC信号经过FIU的处理，从光口输出的信号叫做OTM-n.m信号。
4. OTM的复用、映射及帧结构
映射的过程如下：客户信号或光通道数据支路单元组ODTUGk被映射到OPUk中；接着OPUk被映射到ODUk中；ODUk被映射到OTUk或OTUkV；OTUk或OTUkV又被映射到OCh或OChr中；最后OCh或OChr被调制到OCC或OCCr上。
复用则包括低级别ODU单元到高级别ODU单元的时分复用和最多n个（n≥1）OCC或OCCr到一个OCG-n.m或OCG-r.m的波分复用。
时分复用是为了在一个高速率的光通道上传送多个低速率的光通道信号，并对这些低速率的通道进行端到端的路径维护。如图3.3所示，通过时分复用，最多可将4个ODU1信号复用进一个ODTUG2，ODTUG2再映射到OPU2中。也可以将j个ODU2和16-4j个ODU1信号混合复用到一个ODTUG3，这里 j≤4；ODTUG3再映射到OPU3中。当然，OPU2和OPU3本身也可以复用进相对应的高速率客户侧信号。
对于波分复用，OCGn.m或OCGr.m中的OCC或OCCr单元可以采用各种不同的速率。通过OTMn.m或OTMr.m传送OCG-n.m或OCG-r.m，另外，完整功能的OTMn.m接口还需通过波分复用将OSC复用进OTM-n.m中。
OTUk帧的大小是固定的，即无论是OTU1、OTU2，还是OTU3，都是4行4080列，如图3.4所示。OTU1/2/3所对应的客户信号速率分别为2.5/10/40Gbps。各级别的OTUk的帧结构相同，级别越高，帧频率和速率也就越高。
SDH帧结构：9行，270n列，长度可变。帧速率：8000帧/秒，固定不变。
5. OTN开销
（1）OTN光层开销
光层开销信号（OOS）为非随路开销，通过OSC传输。光层开销包括OTS、OMS和OCh开销，以及厂商自定义的通用管理信息开销。
OTS开销：用于支持光传输段的维护和运行功能，在OTM信号组装和分解处被终结。
OMS开销：用于支持光复用段的维护和运行功能，在OMU信号组装和分解处被终结。
OCh开销：用于支持光通道的故障管理的维护功能，在OCh信号组装和分解处被终结。
通用管理通信开销：通用管理通信可以包括信令、语音/语音波段的通信、软件下载、运营商指定的通信。
（2）OTN电层开销
电层开销，包括帧对齐开销、OTUk层开销、ODUk层开销和OPUk层开销，如图3.5所示。
图3.3 OTM的副用/映射结构
图3.4 OTUk帧结构
图3.5 电层开销总览
OTUk开销的帧对齐字节FAS不应被扰码，扰码操作在FEC计算和插入到OTUk信号之后执行。OTUk帧中字节的传送顺序为从左到右、从上到下。
SM开销、PM开销和TCM开销在信号的源结点产生，在信号的宿结点终结，源、宿结点的单板完成信号的监控和性能上报。SM段的开销在所有具有3R再生功能的站点都要进行终结和再生，即所有支持OTN接口的单板都要对SM开销进行处理。PM和TCM段的开销可以根据实际需要选择宿结点进行终结。图3.6为OTN开销源、宿结点的说明。
OCh源、宿结点的功能实现：对OCh层开销进行监视，得到缺陷信息，根据缺陷信息下插或回插信号。
图3.6 OTN开销源、宿结点说明
OTUk SM源、宿结点功能实现：对OTUk层开销进行监视，得到缺陷信息，根据缺陷信息回插或下插信号，对缺陷信息进行告警抑制，完成OTUk SM层误码性能上报。
ODUk PM源、宿结点功能实现：对ODUk PM层开销进行监视，得到缺陷信息，根据缺陷信息回插或下插信号，对缺陷信息进行告警抑制，完成ODUk PM层误码性能上报。
（3）OTN开销涉及的单板
OTN开销主要涉及的单板包括：
● 电层开销：支持OTN接口的单板。
● 光层开销：
OCh开销——支持OTN接口的单板。
OMS开销——合波分波、分插复用单元类单板。
OTS开销——光纤接入单元FIU单板。
（4）OTN开销的应用
下面以图3.7所示的项目为例，介绍PM/TCM/SM开销的应用。说明：OptiX OSN 1800不支持TCM开销。
图3.7 OTN开销的应用场景
SM段开销：OTU1 SM开销在LWC1单板产生后，在OptiX Metro6100的站点D终结，并产生新的SM段开销信息，随信号传输，在OptiX Metro6100和OptiX BWS1600 G网络结点处终结。OTU1信号经ETMX单板后，转换成OTU2信号，产生新的SM段开销信息。OTU2 SM开销在OptiX BWS 1600 G网络REG B站点终结，产生新的SM开销，在OptiX BWS 1600 G和OptiX OSN 6800网络结点处终结。OTU2信号经ETMX单板后转换成OTU1信号，产生新的SM段开销。以此类推，在OptiX OSN 6800的A站点产生新的SM段开销，在OptiX OSN 1800站点终结SM段开销。
PM段开销：PM段开销是否终结，其性能的监视和上报可以由用户进行设置。此应用场景中，STM-16信号从LWC1上波，最后在OptiX OSN 1800的B站点下业务，可以设置仅OptiX OSN 1800的A站点终结ODU1的PM段开销，其他站点全部不处理。也可以设置OptiX OSN 6800的A站点终结并产生新的PM开销，在OptiX OSN 1800站点终结。
TCM段开销：用户使用TCM监视供应商网络的质量，TCM位于最靠近供应商网络的接口，TCM源功能位于连接功能和OTUk层之间，TCM宿功能位于OTUk和连接功能之间。
（5）OTN开销配置流程
OTN开销的配置流程：先配置源结点开销，再配置宿结点开销。同一波长信号的源结点配置顺序：PM开销、TCM开销、SM开销、OCh开销；宿结点的开销配置顺序：OCh开销、SM开销、TCM开销、PM开销。
示例描述
某项目的网络设计如图3.8所示，不同的站点间的信号采用不同OTN不同段的开销进行监控。由A、B、C、D共4个光网元构成的链型组网，其中A、D两个光网元是OTM站点，B站是REG站点，C站是OADM站点。该项目共承载两路OTN业务。各站点均使用OptiX OSN 6800设备。
图3.8 项目网络设计
在该项目中，A站点和D站点之间配置两路OTN信号业务，以单向业务为例进行介绍，其中一路OTN信号业务在C站点下波，另外一路OTN信号业务在D站点下波。各站点的开销处理情况如下所述：
A站点：产生SM、PM、TCM段开销。
B站点：终结SM段开销，产生SM段开销。PM、TCM开销透传。
C站点：终结SM段开销产生SM段开销，终结TCM开销。PM开销透传。
D站点：终结SM段开销，终结PM段开销。
在该项目中，需要配置OTN各段开销的源和宿。产生开销的站点为源结点，终结开销的站点为宿结点。对于TCM开销，A站点为源，C站点为宿。其他开销以此类推。