OTN 协议解读脚本 内部公开
NG WDM G.709协议解读
P0. 大家好，欢迎参加华为公司《OTN协议解读》课程的培训。
P1. 本课程主要对OTN协议进行总体介绍，包括OTN体系、接口结构、开销、OTN维护
信号处理和各层次功能以及OTN告警和性能，在对OTN协议进行总体介绍的基础上，本课程以一些比较典型的应用场景为例，说明当发生故障后，OTN各种告警的表现，用于指导NG WDM产品OTN电层功能故障的分析定位。
P2. 本课程对OTN协议的解读主要基于ITU-T G.709、G.805、G.806和G.798几个协议。 P3. 在学习本课程之前，我们要求大家已经了解NG WDM产品的设备知识。
P4. 希望大家在完成本课程学习后，能够了解OTN的分层、帧结构、维护信号和各个层次
功能，熟悉OTN电层功能的告警和性能监视的处理，能够对NG WDM产品中OTN电层功能的故障进行分析定位。
P5. 根据课程目标，本课程相应地分为两个章节：
第一章，OTN总体介绍。 第二章，典型场景故障分析。
P6. 其中第一章又分为6个部分对OTN协议进行解读，包括OTN体系、接口结构、复用
和映射结构、开销、维护信号和各层次功能以及常见告警性能的介绍。 首先让我们来看看第一部分，OTN体系简介。
P7. OTN是Optical Transport Network光传送网络的英文缩写，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、监控以及保护。OTN的一个明显特征是对于任何数字客户信号的传送设置与客户特定特性无关，即客户无关性。
P8. OTN是ITU-T在“先标准，后实现”的理想标准思路下构建起来的，因此OTN有效的避
免了不同厂家在具体实现差异方面引发的争议，在理论架构上更加合理、清晰。 相对于SDH/SONET，具有以下优势：
? 容量的可扩展性强，交叉容量可扩展到几十T bit/s ? 客户信号透明包括净荷和时钟信息等·
? 异步映射消除了全网同步的限制，更强的FEC纠错能力，简化系统设计，降低组网
成本
? 多达6级的TCM监视管理能力 相对于传统WDM:
? 有效的监视能力－－OAM&P和网络生存性能力
? 灵活的光/电层调度能力和电信级的、可管理可运营的组网能力
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P9. OTN标准体系包括一系列协议，涉及设备管理、抖动和性能、网络保护、结构与映射、
物理层特征和架构。各系列包含的建议请参见本图，其中主要协议作用如下： ? 【G.874－光传送网元的管理特性】描述了OTN网络中一个或多个网络层的OTN
网元及其传送功能的管理特性。光层网络的管理与其客户层网络的管理分离，这样就可以使用与客户无关的相同的管理方法。G.874详细规定了用于故障管理、配置管理、计费管理和性能监视的管理功能，主要描述用于网元管理层操作系统（EMS）和光网络网元的设备管理功能之间通信的管理网络结构模型。
? 【G.798－光传送网设备功能块特征】规定了网元设备内光传送网络的功能性要求。 ? 【G.709－光传送网接口】定义了光传送网络 n 阶光传送模块（OTM-n）信号的需
求，包括：光网络传送体系（OTH）、支持多波长光网络的开销的功能、帧结构、比特速率、用于映射客户信号的格式。
? 【G.872－光传送网络的架构】给出了光传送网分层结构、特征信息、客户/服务层
之间的关系，网络拓扑和层网络方面的功能描述。 本胶片内容主要涉及G.709和G.798这两个建议。
P10. 总体上了解了OTN的协议框架后，接着我们来看看第2部分：OTN接口结构。 P11. 用于支持OTN接口的信息结构被称为OTM-n，即光传送模块-n，OTM-n又分为两种结
构：完整功能OTM接口OTM-n.m、简化功能OTM接口OTM-0.m和OTM-nr.m。 下面让我们看看OTM-n的信号接口结构。
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（第1次点击鼠标）首先客户信号（如IP/MPLS、ATM、以太网、SDH信号）作为OPU
净荷加上OPU开销后映射到OPUk，此处k可以为1、2、3，k = 1表示比特率约为2.5 Gbit/s，k = 2表示比特率约为10 Gbit/s，k = 3表示比特率约为40 Gbit/s；（第2次点击鼠标）
（第3次点击鼠标）OPUk又作为ODU净荷加入，ODUkP、ODUkT、帧对齐开销以及
全0的OTU开销后就组成了ODUk；（第4次点击鼠标）
（第5次点击鼠标）ODUk合入OTU开销和FEC区域后映射到完全标准化的光通道传
送单元k―― OTUk或功能标准化的光通道传送单元k――OTUkV；（第6次点击鼠标）
（第7次点击鼠标）OTUk合入OCh开销后又被映射到完整功能的光通道OCh（第8次点击鼠标）或（第9次点击鼠标）简化功能的光通道OChr；（第10次点击鼠标） （第11次点击鼠标）OCh被调制到光通道载波OCC（Optical Channel Carrier）上以后，
n个OCC进行波分复用，合入OMS开销后，构成OMSn接口；（第12次点击鼠标）
（第13次点击鼠标）OMSn合入OTS开销后，构成OTSn单元；（第14次点击鼠标） （第15次点击鼠标）而OChr则被调制到OCCr，n个OCCr进行波分复用，构成光物
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理段OPSn,，OPSn结合了没有监控信息的OMS和OTS层网络的传送功能。（第16次OTN 协议解读脚本 内部公开
点击鼠标）
（第17次点击鼠标）从图中可以看出：完整功能的OTM-n.m (这里n ≥ 1)由光传输段
OTSn、光复用段OMSn、完整功能的光通道OCh、完全或功能标准化的光通道传送单元OTUk/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），而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。
简化功能的OTM-nr.m和OTM-0.m由光物理段OPSn、简化功能的光通道OChr、完全或功能标准化的光通道传送单元OTUk/OTUkV、光通道数据单元ODUk组成。 另外请注意，OTUk、ODUk、OPUk均为电信号，而Och及更高的层次则为光信号了。 P12. 接下来我们依次看看OTM-n.m、OTM-nr.m、OTM-0.m所包含的基本信息，这几种接口
的速率和帧格式均符合ITU-T G.709建议。
右图形象的描述了完整功能OTM接口OTM-n.m信号的组成，OTM-n.m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。其中m可为1、2、3、12、23、123。M单独数字1或2或3表示承载的信号分别为OTU1/OTU1V或OTU2/OTU2V或OTU3/OTU3V，m=12表示承载的信号部分为OTU1/OTU1V，部分为OTU2/OTU2V，m=23 表示承载的信号部分为OTU 2/OTU2V，部分为OTU3/OTU3V；m=123 表示承载的信号部分为OTU 1/OTU1V，部分为OTU2/OTU2V，部分为OTU3/OTU3V。OTM-n.m信号的物理光特征规格由厂商决定，建议不做规定。
对于前面一页中已经介绍过的各层次信号映射或复用的过程，此处就不再重复了。 需要注意的是光层信号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。 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全称为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。 而电层单元OPUk、ODUk、OTUk的开销为随路开销，和净荷一同传送。
P13. 再来看看简化功能OTM接口OTM-nr.m信号的组成，OTM-nr.m由最多n个光通道复
用组成，不支持非随路开销。目前支持的规格有OTM-16r.m，m可为1、2、3、12、23、123，其中OTM-16r.1和OTM-16r.2信号的物理光特征规格在ITU-T建议G.959.1中有定义，而另外4种信号的物理光特性规格则有待进一步研究。
OTM-nr.m和OTM-n.m的电层信号结构相同，光层信号方面则不支持非随路开销OOS，
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没有光监控信道，因此被称为简化功能OTM接口。
P14. 最后来看看另一种简化功能OTM接口OTM-0.m，OTM-0.m仅由单个光信道组成，不
支持随路开销OOS，没有特定的波长配置。由于只包含单个光通道，因此m只能为1、2或3，OTM-0.1，OTM-0.2和OTM-0.3信号的物理光特征规格在ITU-T建议G.959.1和G.693中有定义。
以上就是对3种OTM接口包含的基本信息的介绍，可以看出，几种接口的电层信号结构都是相同的，均通过随路开销完成对电层信号的监控，区别在于完整功能OTM接口OTM-n.m的光层信号支持通过一路OSC传送非随路开销，而简化功能OTM接口OTM-nr.m和OTM-0.m不支持光层开销。
P15. 接着让我们来了解一下OTN的网络接口，图中，用户A和网络运营商B之间的接口为
用户网络接口UNI，而不同OTN网络间的接口则为网络节点接口NNI，在ITU-T 建议G.872中定义了两种OTN网络接口类型，即域间接口IrDI和域内接口IaDI。不同运营商间的网络接口即为域间接口，如图中运营商B和C之间的接口。同一运营商内部的网络接口为域内接口，域内接口又根据设备厂家的不同分为不同厂家设备间接口IrVI（如图中运营商B域内的厂家设备X和厂家设备Y之间的接口），以及相同厂家设备子网内接口IaVI（如图中厂家设备X子网内部、厂家设备Y子网内部的接口）。 前面我们介绍过完全标准化的光通道传送单元OTUk和功能标准化的光通道传送单元OTUkV，它们为光传送网络中3R再生点之间提供了透明的网络连接。其中完全标准化的OTUk可用于OTM域间接口IrDI和域内接口IaDI，而功能标准化的OTUkV则仅用于OTM域内接口IaDI。
P16. 在上一部分我们学习了OTM接口OTM-n.m、OTM-nr.m、OTM-0.m所包含的基本信息，
接下来在第3节我们将对不同容量的客户信号复用和映射到这几种OTM接口的过程进行更具体的学习。
P17. 如图所示就是几种OTM的复用和映射结构。
首先我们来看看映射的过程，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；再接着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。
复用则包括低级别的ODU单元到高级别的ODU单元的时分复用和最多n个OCC或OCCr到一个OCG-n.m或OCG-r.m的波分复用，这里（n ≥ 1）。
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大颗粒客户侧信号。
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对于波分复用，OCG-n.m或OCG-r.m中的OCC或OCCr单元可以采用各种不同的速率。通过OTM-n.m或OTM-r.m传送OCG-n.m或OCG-r.m，另外，完整功能的OTM-n.m接口还需通过波分复用将OSC复用进OTM-n.m中。
P18. 那么复用和映射结构图中提到的各种级别的OPU/ODU/OTU单元的帧速率又分别是多
少呢？ OTUk帧的大小是固定的，即无论是OTU1，OTU2，还是OTU3，都是4行4080列。对于OTU1帧，第1到16列为OTU1、ODU1、OPU1开销，第17到3824共3808列为客户信号，第3825到4080共256列为FEC区域，假设其装载的客户信号是STM-16的SDH信号，其速率为2 488 320kbit/s，那么将这些数值代入以下公式： 客户信号大小/OTU帧大小 ＝ 客户信号速率/标称OTU帧速率 得到：3808/4080 ＝ 2 488 320 / 标称OTU1帧速率 即：标称OTU1帧速率 ＝ 255/238 × 2 488 320 kbit/s
而对于OTU2帧，4个ODU1时分复用进ODTUG2，4个ODU1作为OPU2净荷，占3808列，OPU2净荷中又有16列为OTU1、ODU1、OPU1开销，因此客户信号为3792列，代入公式：
得到：3792/4080 = 2 488 320×4 / 标称OTU2帧速率 即：标称OTU2帧速率 ＝ 255/237 × 9 953 280 kbit/s
类似的，可以得到标称OTU3帧速率 ＝ 255/236 × 39 813 120 kbit/s 对OTU1/2/3帧速率进行归纳，可以得出以下结论： OTUk 速率＝ 255/(239-k) × STM-N帧速率
其中k＝1、2、3时，对应的是STM-16、64、256的帧速率。 OTU比特速率容差为±20 ppm。
P19. ODUk帧与OTUk帧相比，少了FEC区域的256列，采用与OTUk帧速率相同的推算
方法，可以得到ODUk的帧速率。（多停留几秒）
P20. 同样可以推算出OPUk的净荷速率（多停留几秒）。其中OPUk-Xv为OPUk的虚级联，
X可为1到256，其速率相当于对应的OPUk帧的X倍。
P21. 在本部分第一页我们已经通过学习OTN复用和映射结构对时分复用有所了解，接下来
我们继续介绍时分复用的过程，低速率ODU可以是高速率ODU的客户，目前定义了下面两种客户/服务关系： ? 1个ODU2传送4个ODU1；
? 1个ODU3传送16个ODU1，或4个ODU2，或此范围内的其他组合，其中1个
ODU2等于4个ODU1。
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