OTN学习笔记

OTN原理学习笔记，整理了OTN网络层次结构、OTN带宽颗粒、OTN帧结构、OTN映射结构、基本速率知识，一起来看。

OTN

• OTN网络层次结构
  • 光通道层（Optical Channel (OCh) layer network）
    • 光通路（OCh）：3R再生点之间提供透明网络连接 光通路传送单元(OTUk)： 3R再生点之间提供信号监测 光通路数据单元（ODUk，包括光通路净荷单元（OPUk））：串联连接监视（ODUkT）、端到端通路监测（ODUkP）、OPUk的适配
  • 光复用段层（Optical Multiplex Section (OMSn) layer network）
  • 光传送段层（Optical Transmission Section (OTSn) layer network）
  • • OCh Payload Unit (OPUk)光通路净负荷单元
    • OCh Data Unit (ODUk)光通路数据单元
    • OCh Transport Unit (OTUk)光通路传送单元
    • Optical Channel Carrier (OCC)光通路载波
    • OTM Overhead SignalOTM开销信号
    • Optical Supervisory Channel光监控信道
    • Optical Physical Section光物理段
• OTN带宽颗粒
  • 网络循迹
• OTN帧结构
  • • OTN帧开销
      • • ACT: Activation/deactivation control channel 激活/去活控制通道 APS: Automatic Protection Swiching coordination channel 自动保护开关协调通道 EXP: Experimental 实验性的 FAS: Frame Alignment Signal 帧定位（对齐）信号 FTFL: Fault Type & Fault Location reporting channel 故障类型和故障位置报告通道 GCC: General Communication Channel 通用通信通道
        • MFAS: MultiFrame Alignment Signal 多帧定位（对齐）信号 PCC: Protection Communication Control channel 保护通信控制通道 PM: Path Monitoring 路径监视 PSI: Payload Structure Identifier 载荷结构识别码 RES: Reserved for future international standardisation 保留用于未来国际标准化 SM: Section Monitoring 段监视 TCM: Tandem Connection Monitoring 串联连接监视
      • • BDI：后向缺陷指示 FDI-O：正向缺陷指示-开销 FDI-P：前向缺陷指示-有效载荷 OCI：断开连接指示 PMI：有效载荷缺失指示 TTI：踪迹标识符
      • • SM：OTUk电再生时
        • PM：非OTUk信号转换到OTUk时产生OTUk转换为非OTUk时终结
        • TCM：在整个PM范围内的一部分起点和终点由用户决定发送口可设置运行或透传接收口可设置运行、监测或透传
      • 帧定位
        • 帧定位区为开销部分的第一行的1－7列，包含一个6字节的帧定位信号（FAS）和1字节的复帧定位信号（MFAS）。 帧定位信息（FAS）的结构如图所示，6个字节为3个OA1和3个OA2字节。和SDH相仿，OA1为0XF6，OA2为0X28，即FAS的序列为：F6F6F6282828；并且是不经绕码进行传输的。 OOF，LOF告警都通过对FAS字节的检测得到。 某些OTUk和ODUk开销字段可能会跨越多个OTU帧。因此定义了MFAS字节。MFAS字节的值随每帧进行增加，因而能够提供一个256帧的复帧，MFAS字节的值需要加绕码。
      • OTUk开销
        • 包含3部分：SM, GCC0, RES
          • • OTUk开销 — SM
              • 踪迹字 TTI 比特间插校验位 BIP-8 背向缺陷指示 BDI 背向误码指示和后向输入对齐错误BEI/BIAE 接收同步字错误 IAE 预留字 RES
                • 1. TTI是段监控字，它是一个复帧传输字节，为64字节的内容。每一个OTUk复帧（256帧）传输4次。64字节TTI的0字节出现在OTUk的复帧位置为：0000 0000 (0X00), 0100 0000 (0X40), 1000 0000 (0X80), 1100 0000 (0XC0)。 2. SM误码检测 (BIP-8)，一个字节，用于比特间插校验。SM的BIP-8校验的范围是OPUk（15列至3824列），第i帧地校验结果写在第i+2帧内（和SDH不同）。 3. BDI：段监控字，单比特：用于向上游传送信号丢失状态。 4. BEI/BIAE：段监控字，4比特：用于向上游传送BIP-8校验出的误码总数，0000－1000有效，表示误码的数量；1011为BIAE，表示接收检测到IAE；其余无效，表示误码数为0。 5. IAE：单比特：表示接收到的数据是否同步丢失，1表示同步丢失，0表示正常。同时如果为1禁止计算BIP-8错误。 6. SM-RES ：SM中的保留字段，2比特 7. GCC0：两个字节，不同的OTUk终端之间的通用通信通道（General Communications Channel）,传输的内容不在G.709规范之内；功能类似SDH中的E1字节。 8. RES：两个字节的保留字节，全0。
              • SM-BIP8
              • OTUk告警指示信号（OTUk-AIS）
                • OUTk-AIS是一个通用AIS 信号PN-11序列。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。
                • 注：OTUk-AIS是为了支持将来的服务层应用。OTN设备应能检测此信号的存在，但它不需要产生此信号
      • ODUk开销
        • ODUk告警指示信号（ODUk-AIS）
          • ODUk-AIS 在整个ODUk 信号中全为1，不包括帧定位开销（FA OH），OTUk 开销（OTUk OH）和ODUk FTFL
        • ODUk开放连接指示（ODUk-OCI）
          • ODUk-OCI 采用重复的"0110 0110"模式，在整个ODUk 信号中，不包括帧定位开销（FA OH）和OTUk开销（OTUk OH）
          • 注：重复的“0110 0110”模式是默认模式，也允许其他模式的设置，只要在PM 和TCMi 开销区域中的STAT 比特设置成"110"
        • ODUk锁定（ODUk-LCK）
          • 在整个 ODUk 信号中，ODUk-LCK 采用重复的“0101 0101”模式，不包括帧定位开销（FA OH）和OTUk 开销（OTUk OH）
          • 注：重复的“0101 0101”模式是默认模式，也允许其他模式的设置，只要在PM 和TCMi 开销区域中的STAT 比特设置成"110"
        • 其它ODUk开销
          • • TCM ACT： Activation/deactivation control channel 激活/去活控制通道 FTFL：Fault Type & Fault Location reporting channel 故障类型和故障位置报告通道 EXP：Experimental 实验性的 GCC1，GCC2：General Communication Channel 通用通信通道 APS：Automatic Protection Swiching coordination channel 自动保护开关协调通道 PCC：Protection Communication Control channel 保护通信控制通道 RES： Reserved for future international standardisation 保留用于未来国际标准化
        • OPUk开销
          • • PSI-PT：1个字节的净荷编码类型，以说明OPUk 信号的组成 PSI-MSI：用于映射和级联特定的开销
      • 通道监控开销PM和汇接连接监控TCMi的结构
        • • • ODUk通道监视（PM）开销 - 路径踪迹标识（TTI） - 比特间插奇偶校验(BIP-8) - 后向缺陷指示（BDI） - 后向错误指示（BEI） - 维护信号存在的指示比特（STAT）
          • • ODUk 串联连接监视（TCM）开销 - 路径踪迹标识（TTI） - 比特间插奇偶校验8（BIP-8） - 后向缺陷指示（BDI） - 后向错误指示和后向输入对齐错误（BEI/BIAE） - 输入对齐错误以及维护信号的状态比特（STAT）
      • 传输过程中的开销描述
        • • 沿ODUk 路径监视连接的数目可在0~6 之间变化。监视的连接可以是嵌套的， 重叠的和/ 或层叠的。图中所示，监控的连接A1-A2/B1-B2/C1-C2 和A1-A2/B3-B4 是嵌套的，而B1-B2/B3-B4 是层叠的
        • • 图中，B1-B2和C1-C2是重叠监视的，也是支持的
• OTN映射结构
  • • STM-N到OTN的映射
      • G.709为STM-N信号提供了两个映射
        • 位同步的
        • 异步的
      • G.709定义了两个映射之间的互通
        • 通用解映射器
        • 位同步映射具有固定的对齐控制（JC）
    • 映射ATM信元流到OPUk
      • G.709为基于小区的客户端信号提供映射将ATM映射到ODUk类似于映射到SDH
    • 映射GFP帧到OPUk
      • 1）GFP 帧可能穿越OPUk帧的边界 2）在 GFP 封装阶段插入了空闲帧，GFP 帧做为连续的比特流到达，其带宽同OPUk 净荷区域一致。 3）GFP 帧在封装过程中进行扰码
    • 映射测试信号到OPUk
      • 用于测试的目的两种净荷类型：全0和PRBS
    • 4xODU1到ODU2的映射
      • 1）异步映射 2）通过JC进行速率调整 3）字节间插 4）ODU1帧会跨越ODU2帧边界
    • ODU3支路单元分配
    • 扩展OTN帧
      • OTU2e/ODU2e/OPU2e
        • 用来承载10GE LAN OPU2e的速率为238/237×10.3125Gbps（包含16列固定填充） ODU2e速率为239/237×10.3125Gbps OTU2e速率为255/237×10.3125Gbps
      • 10GE业务到OTN的几种映射方式
        • 1）10GE WAN to OPU2 需要流量控制，非满带宽 2）10GE LAN to OPU2e 非标准OTU2，使用广泛 3）10GE LAN有效净荷 -> GFP-F -> OPU2 前景较好 4）10GE LAN有效载荷加前导码 -> GFP-F -> OPU2 前景好，写入新版G.709标准
      • OTU2f/ODU2f/OPU2f
        • 用来承载10GFC OPU2f的速率为238/237×10.51875Gbps，包含16列固定填充 ODU2f速率为239/237×10.51875Gbps OTU2f速率为255/237×10.51875Gbps
• 基本速率
  • tolerance 容限 bit-rate 比特率 period 周期
  • ppm（parts per million）频率误差
    • 频率误差( ppm:每百万单位) ,在表示频率偏差时,它表示在一个特定中心频率下的允许偏差值，其中频率以Hz为单位
    • • ppm是最大变化值( +/-) ，f是中心频率(Hz) ,是允许的最大频率变化范围。例如: 100MHz的频率允许100ppm的频率误差,那么系统的最大频率为100. 01MHz,最小频率为99. 99MHz