什么是 OTN？

OTN英文全称是optical transport network。中文意思为光传输网络。OTN是一种电信行业标准协议，在各种国际电联建议书（如G.709和G.798）中定义，它提供了一种有效的方式，通过光网络将不同的业务传输、交换和复用到高容量波长上。如今，网络提供商依靠其光网络中支持 OTN 的技术来获得优势，包括提高弹性、简化操作、增强的服务级别协议 （SLA）、通过前向纠错 （FEC） 扩展覆盖范围，以及有效最大化波长填充的能力以及有保证的端到端服务交付。

OTN 通常称为“数字包装器”，因为它将每个客户端/服务透明地包装到一个容器中，以便跨光纤网络传输，从而保留客户端的本机结构、计时信息和管理信息。OTN 增强的多路复用功能允许通过 OTN 成帧结构承载不同的流量类型，包括 IP、以太网、存储、数字视频和 SONET/SDH，这是采用 OTN 的关键原因。

自 2001 年成立以来，OTN 一直在不断发展，超越了简单的 SONET/SDH 包装器。事实上，OTN 已经过优化，以支持以太网（当今最流行的客户端服务），从 1GE 到 400GE。支持 OTN 的技术通常支持下一代光网络，其支持灵活的分组技术，包括新的以太网接口、多协议标签交换 （MPLS）、分段路由和时间敏感网络 （TSN） 等。迄今为止，OTN技术已广泛应用于全球网络中，应用范围不断扩大。已经部署了数十万个OTN端口，并将关键任务流量从边缘传输到城域网和网络核心以及海底应用中。

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OTN 信息结构

OTN 包装器由层次结构中的多个组件组成，如下图所示。 光传输模块 （OTM） 是通过光接口传输的信息结构。它由数字结构和光学结构两部分组成。光通道有效负载单元 （OPU） 包含有效负载帧。OPU 结构的有效载荷区域由最终用户服务组成，例如 IP、以太网或任何其他协议。OPU 开销与客户端数据映射到有效负载区域相关联。光通道数据单元 （ODU） 包含 OPU 开销和有效负载区域，以及 BIP8、GCC1/2、串联连接监控 （TCM） 等附加开销。ODU 表示 OTN 网络中的 OTN 路径服务。 光传输单元 （OTU） 包含 ODU 开销和有效负载，提供分段级开销（如 BIP8），并支持用于网络节点之间开销通信的通用通信通道 （GCC） 字节。
光网络中的 OTN 示意图光网络中的OTN技术如图3所示，OTN技术在光网络中

以多种方式使用。OTN映射或封装用于提供高带宽捷变光子连接。例如，当今的相干调制解调器利用 OTN 映射通过高容量相干波传输客户端服务。目前广泛部署的转发器使用 OTN 将客户端映射到密集波分复用 （DWDM） 信道。

OTN 还广泛部署在利用基于模块或基于中央结构的 OTN 硬件的网络之间。OTN 复用转发器将低速客户端多路复用到硬件模块或紧凑型平台内的 DWDM 通道上，从而实现经济高效的点对点连接。复用转发器聚合和整理低速率服务，目前用于紧凑型DCI平台，以传输多个100GE/400GE服务。需要注意的是，即使是数据包优化技术（如 400ZR 和 OpenZR+）也基于仅针对以太网客户端优化的 OTN 结构。
城域和核心中由许多互连在一起的节点组成的较大网络可以使用 OTN 集中式结构，该结构再次将低速客户端多路复用（或梳理）到 DWDM 通道上。但是，它是通过背板交叉连接或结构来实现的。 这实现了高度灵活、可扩展和按需的网络连接。其结果是能够通过有效利用高容量下一代相干波长来最大化光纤容量。该解决方案还可以与 OTN 控制平面结合使用，利用灵活的保护/恢复选项为增强 SLA 提供更高的可靠性。需要注意的是，一些提供商正在部署混合数据包和 OTN 交换，从而支持灵活部署任何程度的数据包和/或 OTN 交换。

运营商的主要优势

如今，运营商从 OTN 提供的显著优势中获得竞争优势，包括通过前向纠错 （FEC） 提高性能、简化操作、加快服务开通、最大化效率和差异化服务。因此，运营商可以通过可编程光学基础设施利用下一代技术来快速响应当今不可预测的带宽需求。让我们更详细地探讨其中的一些关键优势。
通过 FEC 提高性能。OTN的一个关键优势是它定义了在传输之前应用于信号的带外FEC方案。FEC 显著提高了对高容量传输中存在的网络损伤的容忍度，纠正和检测光链路中的错误。FEC 用于显著增加给定误码率 （BER） 和信号功率的系统裕量，从而允许网络中的跨度更长。这使提供商能够延长光中继器之间的距离，这有助于降低资本和运营支出，同时通过跳过放大器站点的能力简化网络拓扑。
简化操作和增强的 SLA。OTN 提供服务保障和更快的故障排除功能，包括拓扑跟踪、错误检测和故障隔离/关联。
内置实时延迟测量。遵守最大延迟 SLA 是许多应用程序的重要要求。延迟测量是 OTN 的原生指标，可用于确保 SLA 合规性。
端到端服务监控。OTN 包括该协议原生的流量监控解决方案，具有 TCM 等功能，允许跨多个域进行端到端服务监控，如图 4 所示。 TCM 提供增强的子网操作，可定义多达六个级别的性能监控，从而改进操作并跨子网段高效交付差异化 SLA 的能力。
更快的服务开通。 客户端与 DWDM 线路的解耦允许将服务开通与向 DWDM 网络添加容量的分离。这意味着只需在网状网络中的起点和终点节点（A 和 Z）之间选择可用的线路容量，即可快速添加新服务。这与使用更传统的基于应答器的架构方法有很大不同，后者需要在需要带宽的两个点之间专用于新波长。当填充水平达到计划阈值时，可以根据需要添加额外的生产线产能。快速服务开通是一个重要的竞争优势，也是实现更动态的按需网络的关键构建块，使运营商能够快速响应服务请求，以满足不断变化的客户期望和不可预测的流量要求。
最大限度地提高网络效率。OTN 提供将灵活范围的客户端映射到 DWDM 波长的能力，并允许多个客户端共享同一光网络。此功能允许网络提供商在没有孤立带宽的情况下尽可能高效地运行其 DWDM 链路，从而最大限度地提高网络效率。ODUflex流量容器的出现实现了最高程度的网络带宽优化，特别是在传输次级以太网/数据包服务时。借助支持 ODUflex 容器的数据包/OTN 集中式结构，提供商可以以 1.25G 的增量精确调整 OTN 容器的大小，以更有效地匹配正在传输的服务。
差异化服务产品。通过结合OTN交换和L1（OTN）控制平面，运营商可以从增强的可编程性中受益，从而可以根据特定的SLA和策略建立、保护和恢复服务。将基于分组/OTN 网状网络与无处不在的 OTN 交换和控制平面相结合，可以快速恢复服务，因为 OTN 交换机可以快速重新配置，比 ROADM 更快。
面向未来的网络。OTN 帮助网络适应未来的技术变革，使运营商能够支持：

• 新线速：OTN 支持超过 100G （B100G） 的速率，采用称为 OTUCn 和 FlexO 的全新灵活 nx100G 格式。OTN 交换功能可以将客户端服务迁移到新的线路接口。这种灵活性支持通过高容量波长（例如需要OTUC8的800G）传输当前和未来的客户端信号。
• 新技术：OTN 允许在引入和部署新线卡或调制时重复使用客户端卡/端口。这意味着现有线卡可以保留在原位，而无需新的光纤补丁。
• 新客户：OTN 为新的客户端接口（如 400GbE 和 FlexE）提供内置支持，其中 OTN 交换功能可以将新的客户端服务整理到单个或一组线路接口中。

OTN 网络的五大优势

OTN网络结合了光传输和电处理的优势，为长距离传输提供端到端的透明管道连接，提高频谱效率和大容量传输能力。OTN网络的主要优势如下。
标准层次结构 — OTN 标准包括标准多路复用层次结构，准确定义低速率信号如何上升到高速率有效负载。这允许 WDM 平台在 10Gbps、40Gbps 或 100Gbps 波长内转换较低速率的服务，而无需外部波长解复用和手动互连。
传输容量扩展 — OTN 网络为核心局间、城域间和宽带业务接入网络提供底层高容量基础设施。运营商部署 OTN 以最少的基础设施支持最多的服务。
降低成本 — OTN 网络在单个波长上传输多个客户端并保留其特定要求，从而降低了传输的总体成本并确保了高效的带宽利用率。
传输灵活性 — 网络运营商可以采用支持当前传输需求所需的技术，同时还支持未来根据业务需求采用新技术。它可以轻松扩展到环形网络、端到端网络和网状网络。
时间透明度 — 时间透明度对于为第三方提供商提供批发服务非常重要。OTN 的透明度使网络能够承载任何服务，包括以太网、存储、数字视频以及 SONET/SDH，而不会干扰客户端计时。