OTN光传送网（Optical Transport Network）&什么是OTN

目录

OTN 光传送网（Optical Transport Network）总论

OTN技术背景：

一、OTN 概述：

1.1、OTN设备的要点：

1.2、OTN的特点：

1.3、OTN做了以下几件事：

1.3.1、电交叉——灵活调度

1.3.2、光交叉——高速、光调度

1.4、OTN的保护

1.5、OTN的技术特征

1.6、客户信号的处理过程：电信号处理

1.7、OTN相对于SDH的主要改进

二、OTU帧结构与速率：

2.1、OTN帧三部分组成

2.1.1、OTN帧中各个区域的列数：

2.1.2、帧结构：

2.2、OTN速率

2.2.1、OTUk速率等级：

2.2.2、ODUk速率等级：

2.2.3、OPUk速率等级：

2.2.4、速率公式总结：

2.3 OTN的电域分层

2.3.1、光净荷单元OPU

2.3.2、光数据单元ODU

2.3.3、光传送单元OTU

2.4 OTN的光域分层

2.4.1、OCH（光通道层）与OCC

2.4.2、光复用段层（OMS）

2.4.3、光传送段（OTS）

2.5、OTN分层结构总结

三、OTN的开销：

3.1、关联（带内）开销——电层开销

3.1.1、OTN帧开销总览：

3.1.2、OTN帧细节展开

3.1.3、OTN开销总结

3.2、光层开销

3.2.1、光传送段开销 OTSN

3.2.2、光复用段开销 OMSN

3.2.3、光通道段开销 OCHN

四、OTN的复用结构：

4.1、光传送模块

4.2、OTU的复用结构

4.3、光数据支路单元ODTU

OTN的适配映射与OTN的保护部分····待续

相关参考链接：

一些网络技术名词_林间大雪的博客-CSDN博客_网络技术名词杂七杂八的网络技术协议名次https://blog.csdn.net/qq_33162707/article/details/125079532?spm=1001.2014.3001.5502FlexE（ Flex Ethernet灵活以太网）_林间大雪的博客-CSDN博客_flexe技术是在Ethernet技术基础上，为满足高速传送、灵活带宽设置等需求，通过时隙交叉技术和端口捆绑技术实现的低成本、可动态配置的电信级接口技术。基于高速以太网接口，通过以太网MAC速率和PHY速率的解耦，实现灵活控制接口速率，以适应不同的网络传输结构。FlexE技术通过将多个FlexE物理接口捆绑形成一个FlexE组，并根据业务流量需求将组内总带宽按需灵活分配给各FlexE业务接口，达到为不同业务分配不同带宽，以及为不同专线用户分配不同带宽的目的。FlexE技术将FlexE物理接口的物理层划分多个相同的时隙，https://blog.csdn.net/qq_33162707/article/details/125255980?spm=1001.2014.3001.5502OTN技术原理及相关标准-最完善版本-网络基础文档类资源-CSDN下载OTN技术原理及相关原理更多下载资源、学习资料请访问CSDN下载频道.https://download.csdn.net/download/qq_33162707/85657790?spm=1001.2014.3001.5503GFP通用成帧规程协议介绍PPT-网络基础文档类资源-CSDN下载GFP，GenericFramingProcedure，通用成帧规程属于ITU-TG.704更多下载资源、学习资料请访问CSDN下载频道.https://download.csdn.net/download/qq_33162707/85657849?spm=1001.2014.3001.5503

OTN网络技术—(OTUk、ODUk、OPUk)OTN速率解析_林间大雪的博客-CSDN博客以ODU标称速率系数为例ODU的字节=3824*4，整个OTU字节=4080*4，所以ODU作为净荷数据占整个OTU的字节比例为3824*4/4080*4=239*16/255*16=239/255即ODU净荷占比为。OTU帧中使用的前向纠错码是里德-所罗门(RS码)，RS码最多可以劫争8个字节的误码，或最多检测出16个字节的误码，RS码与OTU帧的字节间插相结合，最多可以纠正每个OTU帧行128个连续字节的错误。......https://blog.csdn.net/qq_33162707/article/details/125994508

OTN 光传送网（Optical Transport Network）总论

OTN是以波分复用技术为基础，在光层组织网络的传送网，是DWDM下一代的骨干传送网，可以解决传统WDM网络对于波长/子波长业务调度能力差，组网保护能力弱等问题。

OTN设备主要完成的功能就是将客户信号封装在OTN的相应帧格式中，透明、高效的进行传输，同时，通过相应的OTN开销对信号的好坏进行检测。

DWDM（密波）大容量+SDH（同步数字体系）的组网灵活，保护完善，管理功能强大=OTN 光传送网

根据波长之间的疏密，WDM波分复用分为 粗波CWDM 和 密波复用DWDM

OTU 光转发单元

ODU 光数据单元

基于G.709标准接口

基于ROADM（可重构的光分插复用器）

ODUk交叉 （OTH） （K=0 1 2 3 4 flex）

OTN技术背景：

1998年，ITU-T提出OTN的框架标注G.872，2002年，ITU-T发布了OTN接口标准G.709 G.872，定义了OTN分层结构为：光信道层（OCH）、光复用段层（OMS）、光传输层（OTS）、其中OCH又分三个电层：光信道净荷单元（OPUK）、光信道数据单元（ODUk）、光信道传送单元（OTUK）。G.709定义了光传送体系（OTH），支持多波长传输的功能开销，帧结构，比特速率，映射方式等。

一、OTN 概述：

1.1、OTN设备的要点：

• 光纤线路上采用WDM技术
• 采用G.709标准封装和管理用户信号，提高管理和互通能力
• 能对波长/子波长进行交叉连接，提高可组网、保护和调度能力

ITU-T发布G.709主要定义的内容：

• 光传送体系
• 光层和电层的开销
• 帧结构
• 比特流
• 各种映射方式

1.2、OTN的特点：

• 网络包含了光层和电层
• 超大容量及大容量的调度能力（ODU0/ODU1/ODU2/ODU3/ODU4颗粒）
• 强大的运行、维护、管理能力
• 完善的保护机制
• 全面的支持各种业务类型的承载
• 多级嵌套串联监控（TCM）能力（TCM1-6）
• 有信号带外的前向纠错能力FEC（抗干扰能力提高）

OTN速率等级

开销与净荷概念：

• 现代通信中，用户数据传输时都要封装成帧（网络中常称为数据包），一帧中除了用户数据以外还有很多用于控制维护和管理的信息，用来保证通信信号的准确传输，这些维护/管理信息被称为开销。
• 净荷就是纯用户数据。

OTN的网络层次

光传送网OTN的一个主要特征就是网络的层次化。将光传送网划分为多个网络层次，每个层次之间彼此互为服务层与客户层。客户信号在不同层次之间进行传输，每一层次都有着自己的开销，用于检测本层次信号的好坏。

OTN分为客户信号层、光通道净荷单元（OPU）、光通道数据单元（ODU）、光通道传送单元（OTU）、光通道层（OCH）、光复用段层（OMS）、光传输段层（OTS）。以上各层之间，前者是后者的客户层，后者是前者的服务层。下面是对各层的简单说明：

1.     客户信号层：该层主要指OTN网络所要承载的局方信号，主要包括：SDH、以太网、IP业务等。

2.     光通道净荷单元OPU：该层主要是用来适配客户信号以便使其适合在光通道上传输，即：承载客户信号的“容器”。该层的开销主要用来指示客户信号映射到OTN信号的过程。

3.     光通道数据单元ODU：该层是由OPU层和ODU层相关开销构成的，该层的开销可以支持对传输信号质量端到端的检测。

4.     光通道传送单元OTU：该层是在光路上传输信息的基本单元结构，有ODU层和OTU层相关开销构成。

5.     光通道层OCH：该层是具有特定波长和特殊帧格式的光信号，其中特殊帧格式即定义的OTU层。

6.     光复用段层OMS：该层为经过合波处理的多波长光信号。

7.     光传输段层OTS：该层是经过OA放大等处理后的光信号。

1.3、OTN做了以下几件事：

• OTN定义了OTUK、ODUK、OPUK一系列速率等级和帧结构
• 实现了电交叉
• 实现了光交叉
• 增强了监控开销

1.3.1、电交叉——灵活调度

OTN在电层规定了一系列的速率等级和容器：OTUK、ODUK、OPUK，OTN最小交叉颗粒是ODU0=1.25G ，OPUK是用来封装业务信息，相当于SDH中的虚拟容器VC，是OTN电交叉的基本单元，OTUK和STM-N一样，OTUK转换成光信号就是OTN的一个波道

可以简单理解为，OTN系统的ODUk(k=0,1,2,3,4,5)相当于SDH系统的VC i（i=1,2,3,4),OTN是颗粒更大，通道更多的SDH系统。

为了适应不同速率的业务颗粒，OTN还支持ODU flex，ODU flex是灵活可变的容器，可以支持2.5G以上的任何速率（1.25G一下映射到ODU0，1.25G-2.5G映射到ODU1），系统会根据业务速率自动指配相应的ODUK组合，速率间隔是1.25G，因为最小颗粒是ODU0=1.25G

OTN规定了那么多的颗粒容器目的是让GE 2.5G 10G 40G 100G都可以在OTN这个平台上能够找到自己的位置

电交叉：

• 业务信号都装进大车的ODUk箱子后形成一个波长信号，而每个波长在每一个站点有可以进入点交叉变成ODUk信号。
• 不同方向来的ODUK信号就像若干个箱子，电交叉单元可以将大箱子打开解成小箱子，可以将线路侧的箱子取出防盗支路测，将支路测的箱子放入线路侧。

1.3.2、光交叉——高速、光调度

OTN电层工作完成后，业务会被层层打包成OTUk，接下来OTUk经过电光转换就成为了光通道层的单个波道信号——OCH（光通道），OCH是OTN光层的基本单元，也就是一个波长。

OTN的光层分为，光通道层、光复用段层、光传送层

光分插复用（ROADM Reconfigurable optical add-drop multiplexer）可以动态在网管上配置波长，远程支配每个波长的透传或者阻断，将一个方向来的任意一个波长，通过网管配置到任意一个光方向中的任意波长中去，业务配置的灵活性又得到了更大的提高。

光分插复用：是波分系统中的一种具备在波长层面远程控制光信号分插复用状态能力的设备形态，采用可配置的光器件，实现OTN节点任意波长的上下和直通配置，二维的ROADM可以通过WB（波长组断器）和PLC（平面光波导）技术来实现，而多维的ROADM可以通过WSS（波长选择开关）来实现。

WSS（波长选择开关）：是一个多端口的模块，包括一个公共端口和N个与之对应的光口，在公共端口的任意波长可以远程配置支配到N个光端口中的任意一个。

1.4、OTN的保护

1. 光线路保护 （OLP）
2. 光通道保护 （OCP）
3. 客户侧1+1保护
4. ODUk保护 （OTN特有保护方式）

1.5、OTN的技术特征

OTN概念涵盖了光层和电层两层网络，其技术继承了SDH和WDM的双重优势，关键技术特征体现为:

1. 多种客户信号封装和透明传输（支持多业务，多协议综合传送）

基于ITU-TG.709的OTN帧结构可以支持多种客户信号的映射和透明传输，如SDH、ATM、以太网等。目前对于SDH和ATM可实现标准封装和透明传送，但对于不同速率以太网的支持有所差异。

• 传输的用户数据前加个帧头，尾部加个前向纠错FEC编码

2. 大颗粒的带宽复用、交叉和配置

OTN目前定义标准的电层带宽颗粒为光通路数据单元(ODUk，k=0,1,2,3,4)，即ODUO(GE)，ODU1(2.5G)、ODU2(10G)、 ODU3(40G)，ODU4(100G)光层的带宽颗粒为波长，相对于SDH的VC-12/VC-4的调度颗粒，OTN复用、交叉和配置的颗粒明显要大很多，能够显著提升高带宽数据客户业务的适配能力和传送效率。

3. 强大的开销和维护管理能力

OTN提供了和SDH类似的开销管理能力，OTN光通路(OCh)层的OTN帧结构大大增强了该层的数字监视能力。另外OTN还提供6层嵌套串联连接监视(TCM)功能，这样使得OTN组网时，采取端到端和多个分段同时进行性能监视的方式成为可能。为跨运营商传输提供了合适的管理手段。

4. 增强了组网和保护能力

通过OTN帧结构、ODUk交叉和多维度可重构光分插复用器(ROADM)的引入，大大增强了光传送网的组网能力，改变了基于SDHVC- 12/VC-4调度带宽和WDM点到点提供大容量传送带宽的现状。前向纠错(FEC)技术的采用，显著增加了光层传输的距离。另外，OTN将提供更为灵活的基于电层和光层的业务保护功能，如基于ODUk层的光子网连接保护(SNCP)和共享环网保护、基于光层的光通道或复用段保护等，但目前共享环网技术尚未标准化。

1.6、客户信号的处理过程：电信号处理

1. 客户信号前面添加开销变成了光净荷单元，
2. 光净荷单元在加上开销变成了光数据单元
3. 光数据单元在加上开销和前向纠错FEC编码变成了光传送单元
4. 每个光传送单元使用一个波长，不同的波长复用在一根光纤中传输。

1.7、OTN相对于SDH的主要改进

• 标准化了大容量的光通道ODUk等级（类似于SDH的VC通道），传输能力增加，业务调度更方便
• 引入了光层开销，可以对多波长传输的光信道进行有效的管理
• 引入了标准的前向纠错FEC编码，改善了光信道的光信噪比
• 引入了串联连接监控TCM功能，一定程度上解决了光通道跨多运营商监控的互操作问题

OTN与SDH技术的区别：

• OTN是面向传送层的技术，内嵌标准的FEC，在光层和电层具备完整的维护管理开销功能，适用于大颗粒业务的承载与调度
• SDH主要是面向接入层和汇聚层，无FEC，电层的维护管理开销较为丰富，对于大小颗粒业务都适用
• OTN设计的初衷是希望将SDH作为净负荷完全封装到OTN中

二、OTU帧结构与速率：

OTN分层/分域结构：

OTN层次关系：

2.1、OTN帧三部分组成

ITU-T G.709标准的OTN帧有3部分，其中两个类似于SDH/SONET帧：

1. 用于运行、维护、管理的开销区
2. 用于承载用户数据的净荷区
3. G.709帧里包含的前向纠错FEC区（G.709新增的）

OTN帧结构情况

开销区

开销区中：放的是用于运行维护和管理的字节，沿用了SDH的不中断业务的性能监测，保护等许多管理功能

OTN的前向纠错区放的是里德-所罗门码，简称RS码的效验信息

净荷区：

OTU帧最中间的是OPUk

FEC前向纠错

前向纠错是指信号在被传输之前预先进行一定的编码处理，在接收端则按规定的算法解码以达到找出错码并纠正错码的目的。

OTU帧中使用的前向纠错码是里德-所罗门(RS码)，RS码最多可以劫争8个字节的误码，或最多检测出16个字节的误码，RS码与OTU帧的字节间插相结合，最多可以纠正每个OTU帧行128个连续字节的错误。

2.1.1、OTN帧中各个区域的列数：

OTN帧中的列数与行数决定着传输报文的大小，但是G.709规定，OTUk信号不管k等于几（也就是从OTU1、OTU2直到OTU4）帧尺寸都是4×4080个字节（每个帧尺寸不变，帧结构统一，便于管理，但是尺寸不变，帧的速率就必须要变化），但不同等级速率也就是K不同，信号帧的周期是不通的，k值越大，帧周期越短，帧速率越高。

总结一句：信号速率=每帧字节×帧数/s

后面我们所述基本围绕上图来进行说明：

首先，最明显的是OTUk帧分为4行， 4080列（255*16） 单位是字节byte，数据在传输是，是从上到下，从左到右进行填充传输

OPU 光净荷是3808（238*16）列 帧字节 = 3804*4 = 4*238*16

ODU 光数据是3824（239*16）列 帧字节 = 3824*4 = 4*239*16

FEC 是256 （16*16）列 帧字节 = 256*4 = 4*16*16

OTU 光传递是4080（255*16）列 帧字节 = 4080*4 = 4*255*16

在此要引入一个概念：标称速率系数，以ODU标称速率系数为例： ODU的字节=3824*4 ，整个OTU字节=4080*4，所以ODU作为净荷数据占整个OTU的字节比例为 3824*4 /4080*4 =239*16 /255*16=239/255 即ODU净荷占比为239/255，该值就是ODU标称速率系数。

2.1.2、帧结构：

2.2、OTN速率

首先在重复一下三个概念：光净荷单元（OPU）、光数据单元（ODU）、光传送单元(OTU)

然后描述一下SDH速率等级，因为OTUk的速率填充是使用了不通等级的SDH刚性管道

2.2.1、OTUk速率等级：

OTUk的速率（K=0 1 2 3 4 ）

红色部分例如 255/238，即为OTUk标称速率系数

OTU标准信号速率=每帧字节 * 帧速度/s

每帧字节即：255/239 帧速度/s：1.233160Gbp/s

OTU速率如果把公式放开来写就会很好理解，后面是对各个速率的详细分解：

（一个问题：为什麽随着OTUk k值大标称系数会变化，答：因为填充字节的缘故影响了净荷的比重）

①、OTU1：STM-16作为净荷装进OPU1时，没有填充字节，故标准的OPU净荷就是238，则OTU1的速率就是255/238*2.48832Gbp/s≈ 2.7Gbp/s；帧速/s就是对应的STM-16的速率，而红色部分的OTU1标称系数得来是一下计算方式：4080*4 /3808*4=255*16 /238*16=255/238（即净荷信息站整个OTU的比）。

②、OTU2：STM-64作为净荷装进OPU2时，有16列填充字节，因此要减去16，则OTU2标称系数得来是一下计算方式：4080*4 /（3808-16）*4=255*16 /237*16=255/237（即净荷信息站整个OTU的比）。

③、OTU3：STM-256作为净荷装进OPU3时，有32列填充字节，因此要减去32，则OTU3标称系数得来是一下计算方式：4080*4 /（3808-32）*4=255*16 /236*16=255/236（即净荷信息站整个OTU的比）。

④、OTU0LL：也叫低时延OTU0，ODU0的速率定义为STM-16的二分之一，即=1.24416Gbp/s

4080*4/ （3808+16）*4=256*16 /239*16=255/239

这个加16是因为什么呢，之前都是减去的：ODU0比ODU1少了16列开销，所以把空间补给了OPU，所以反而+16，像OTU2都是增加了开销要减去，刚好相反。

⑤、OTU4：OTU4的速率是OTU2的10倍，考虑到按OPU2方式映射，本身有16列填充字节，净荷里的10个ODU2每列都有16列填充字节，故：

4080*4 /[（3808-16）-（16*10）]*4=255*16 /（237-10）*16=255*16 /227*16=255/227

2.2.2、ODUk速率等级：

ODU1一个包中的标准长度为 4*3824=4*239*16

ODUk速率 （K= 0 1 2 3 4）

红色部分为ODUk表称系数，表示ODUk净荷区字节数与ODUk净荷（不含填充信息的比）

2.2.3、OPUk速率等级：

OPU1一个包中的标准长度为 4*3808=4*238*16

OPDk速率 （K= 0 1 2 3 4）

红色部分为OPUk表称系数，表示OPUk净荷区字节数与OPUk净荷（不含填充信息的比）

OPU2e的10312500kbit/s是10G以太网的线路码速率。

2.2.4、速率公式总结：

OPUk：STM-N*238/(239-k) k=0，1，2，3

ODUk：STM-N*239/(239-k) k=0，1，2，3

OTUk：STM-N*255/(239-k) k=0，1，2，3

2.3 OTN的电域分层

 电层的帧结构

将各种客户信号统一封装成OTUk帧，然后在网络间传递OTUk帧，利用波分复用技术实现大容量业务传送

依靠电层开销和光层开销实现强大的网络维护管理功能，依靠统一的标准实现不同厂家OTN设备互联互通，减少了网络层次，从而降低运营商的成本

狭义来说，OTN就是OTUk帧，OTUk帧就是OTN信号在电层的帧格式

OTM可以理解为n个OTUk同时传送

OTUk帧的长度是定长的，以字节为单位，共4行 4080列

ODUK帧

2.3.1、光净荷单元OPU

OPU负责接纳客户信号（STM-N、ATM、IP、MPLS等）首先对客户信号进行码速调整，使客户信号的速率与规定的OPU速度一致，不一致时候加入冗余比特，这个过程就是所谓的映射，之后加入客户信号的识别等信息。

2.3.2、光数据单元ODU

ODU是对OPU中的信息进行保护，他为OPU在加入端到端通道的和跨运营商的传输性能监测和故障定位字节，从而能够验证ODU的链接完整，评估传输质量，指示和检测传输缺陷，还要加入控制字节，使OTN系统在故障发生时能够进行自动切换。

ODU是时分复用的单位，在OTN网中传输时总能保持完整性，也就是ODU作为一个独立的整体可以在通道中任意一点取出或者插入，这样在进行同步时分复用和交叉连接时十分方便，他就相当于SDH里的虚容器VC。

2.3.3、光传送单元OTU

OTU用于成帧，在ODU之前（帧头）加上帧定位字节，便于接收端进行帧同步，在ODU之后（帧尾）加上前向纠错字节，保证整个OTU数据的正确性，还要加上一些管理字节。

2.4 OTN的光域分层

• 把光传送单元OTU放到OTN网络传输，还要进行光域的处理，光域分为光通道层（OCH）、光复用段层（OMS）、光传送段（OTS）三层，分别进行电光变换、光信号的复用、放大及光监控通道（OOS/OSC）的加入。
• 光域信号处理基于波分复用（WDM）

2.4.1、OCH（光通道层）与OCC

OCH是光通道的意思，即不同的光波长就是不同的OCH通道，在OTN中，OCH可以理解为要传递OTU信息的某个光波长信号。

一个光波长对应一个光频率，借用电通信中的习惯，也可以成光频率为光通道载波（OCC），在OTN中 OCC指被OTU电信号调制后的有确定光波长的光信号，用于进行波分复用。

电层的光传送单元OTU信号进入光层，必须进行电光变换，也就是所谓的光调制，这得给他分配一个光波长，这样的一个光波长就是一个光通道 OCH。光通道层出了OTU电光变换后形成的光通道净荷，还有光通道开销。

光通道层OCH的作用：

光通道层提供OTN网络中两个节点之间的端到端的光信道，实现OTN在3R（重定时，重整形，重放大）再生节点之间的透明传送，支持不同格式的用户净荷，有如下功能：

• 重组光通道连接（路由选择、波长分配）
• 处理光通道开销
• 监控光通道（利用OCH OH）
• 提供波长级别的网络保护能力（备份与恢复）

2.4.2、光复用段层（OMS）

OMS层包含由复用的OCH组成的OMS净荷以及OMS开销（OMS-OH）

OMS支持光复用段层的连接和连接监控。

光复用段层的作用（OMS）：

• 将各个不同波长的光通道复用在一起，保证相邻两个波分复用设备多波长光信号的完整传输。
• 实现光复用段开销处理，提供光复用段的维护和管理
• 光复用器（MUX）和光解复用器（DeMUX）之间就是光复用段OMS
• 光复用器就是波分复用（WDM）器

2.4.3、光传送段（OTS）

OTS层包含OTS净荷和OTS开销，OTS-OH为刚传送段提供维护和运营功能

光传送段的作用（OTS）：

• 完成不同传输介质上传送光信号
• 进行光传送段的开销处理和维护
• 对光放大器和中继器进行检测和控制
• OTS就是一条光链路上两个光放大器间的那一段

OTM-0.m信号：

• OTN-0.m没有波长，没有光层开销，不支持光监控通道，但是具有特定帧格式OTUk
• m=速率等级，1=1.25G ，2=10G，3=40G
• 用于和其他厂家的波分设备互联（OTUk互联）

OTM-n.m信号：

OTM-nr.m信号：

2.5、OTN分层结构总结

分层的作用：

• 可以将实现同样功能的元件归于同一层网络
• 可以独立设计和运行各层网络要比对整个网络进行设计和运行简单的多
• 方便简化和确定电信管理网内的管理目标
• 各个层的定义与规范都相互独立，减少了因为维护某一层而对其他层的影响，同时技术更新时可以分别独立进行，不会互相牵制。

三、OTN的开销：

3.1、关联（带内）开销——电层开销

为了增强检测、管理和控制功能，ITU-T在OTN电层帧结构中，引入了比SDH更丰富的开销，新增大约占7%的比特率，OTN开销区由四部分组成：帧定位、OTU开销、ODU开销、OPU开销

3.1.1、OTN帧开销总览：

OTN帧开销可以分为以下四个部分，每部分都可以进一步细分（颜色与下图对应）

1. OTN的帧定位（FAS和 MFAS）
2. OTU开销（SM GCC0 OSMC RES）
3. ODU开销、
4. OPU

3.1.2、OTN帧细节展开

3.1.2.1、OTU帧定位信号

在串行传输的0 1序列中，只有找到了帧头才能分清开销和净荷，也才能做其他的进一步处理，在串行信号接收处理的过程中，第一步是提取时钟，第二部就是帧定位。

OTN的帧定位信号有两种：FAS和MFAS

• FAS:Frame Alignment Signal 帧定位信号 （6字节）

帧定位字节（FAS）作用于SDH一样，编码也一样，也是用F6 F6 F6 ( OA1为：1111 0110) 28 28 28 （OA2为：0010 1000 ）这六个字节为整个信号提供帧定位的。

• MFAS:MultiFrame Alignment Signal 复帧定位信号 （1字节）

复帧定位信号 为 1Byte，256帧构成一个复帧序列（256Byte），MFAS的值随着OTUk帧而增加，并提供256帧的复帧指示。

复帧结构的OTUk和ODUk开销信号需要多个OTUk帧传输，比如路径踪迹标识符（TTI）和净荷结构指示符（PSI）信号，处理时就要用到复帧定位信号。

3.1.2.2、OTU开销 (绿色部分)

OTU开销由SM、GCC0（通用通信通道）、OSMC和RES保留字节组成

1. 段监测（SM）字节 用于：①路径踪迹标识 ②奇偶效验 ③后向错误指示和输入帧定位错误指示
2. 通用通信信道0 （GCC0） 是一个用于在OTU终端之间传输管理控制信息的信道
3. OSMCOTN同步信息信道
4. 保留（RES）字节

3.1.2.2.1、OTU开销之段监测SM：

SM段检测用于：OTU的错误检测、校正和OTU段层连接监控功能

段检测（SM）字节包含：

• 路径踪迹标识（TTI） 注意：TTI是复帧结构
• 比特间插奇偶效验（BIP-8）
• 后向错误指示(BDI)
• 后向错误知识和后向输入定位校准误码（BEI/BIAE）
• 输入帧定位错误(IAE)
• 保留bit (RES)

OTU SM中的路径踪迹标识符（TTI）： TTI是复帧结构 TTI类似于SDH中的追踪字节J0

为了实现段监视，1字节的路径踪迹标识（TTI）开销被定义用来传送64字节的TTI信号。

64字节的TTI信号要与OTUk复帧组合在一起传送，且每一复帧传送4次TTI，在 64字节的复帧结构中：

• 0~15字节是源接入点标识符
• 16~31字节是目的接入点标识符
• 32~63字节是为网络操作者专用字节

OTU SM中的BIP-8

1、了解一下SDH中的B1（即BIP-8）效验（每种颜色代表一个字节）

将每个字节摆成竖着的一列，这样就形成了一个信息比特矩阵，然后对每一行进行效验就形成了一个B字节，B字节的奇偶效验保证每一行的1 都是偶数个。

在发射端按照以上算法得出一个B字节，在接收端同样的再算一遍，同样的数据算两遍得出的B字节应该是一样的，如果不一样就是说明有误码产生。

2、OTU中的BIP-8计算与SDH的计算很相似

BIP-8：Bit Interleaced Parity- level 8，比特间插奇偶效验 是错误监测码

是对第 1帧的OTUk的OPUk区域进行BIP-8计算得到，然后插入到1+2帧的位置。

OTU中的SM BIP与SDH中的B1 BIP有2个主要区别：

• OTU中的SM BIP-8仅对OPU区（15~3824列）做BIP-8计算，SDH中的B1 BIP是对整个帧做计算，包括开销。
• OTU计算后的BIP-8结果插入后2帧的SM BIP中，而SDH中的B1 BIP结果是插入下一帧中。

OTU SM中的后向缺陷指示(BDI)

BDI：Backward Defect Indication，后向缺陷指示

用于回送OTUk接收到的信号缺陷（SD）状态；BDI占用1个bit，为1时标识缺陷状态，否则为0

OTU SM中的后向误码指示和后向输入定位误码（BEI/BIAE）

BEI：Backward Error Indication，后向错误指示 向上游方向传送在对应的OTUk段监控中用BIP-8检测到的误码块的数量

BIAE：Backward Incoming Alignment Error，后向帧定位错误，用来指示在IAE开销中检测到的输入帧定位错误的情况。

BEI/BIAE占用4个比特分别表示这两种情况

有误码时，BEI/BIAE域插入的是0-8个误码计数；

在IAE条件满足期间，编码“1011”插入BEI/BIAE域，忽略误码计数（1011表示帧定位错误，忽略误码计数）

OTU SM中的输入定位误码开销(IAE)

IAE：Incoming Alignment Error，输入帧定位错误

用于指示OTUk接收到的帧定位错状态；IAE占用1个bit，为1时标识帧定位错误，否则为0

3.1.2.2.2、OTU开销之GCC&OSMC&RES：

GCC0：General Communications Channel0，通用通信信道0

• 占用2个字节，用于支持OTUk终结点之间的综合通信通路。
• 类似于SDH中的数据通信信道DCC，用于传输控制或管理消息，格式没有规定。

OSMC：OTN synchronization message Channel，OTN同步消息信道

• 该字节在ITU-TG.709（2012）中发布，用于在SOTU和MOTU接口内传输通信状态消息（SSM）和精确时钟同步协议消息（PTP），用以实现高精度的时钟同步。

RES：保留字节，目前全为0

3.1.2.3、ODU开销 (红色部分)

• RES：保留字段未定义，提供将来应用
• PM&TCM：用于通道延时测量
• EXP：2字节的实验字段可以用于网络操作员应用程序
• TCMi：（TCM1-6）六个串联连接监测字段，一个字段包含几种含义，按bit用的
• PM：通道监测，是监测通道错误用的（位于第三行10-12列）
• GCC1/GCC2：通用通信信道字段，与GCC0字段相似，用于传输管理和控制信息
• APS/PCC：自动保护切换的控制信息通道

3.1.2.3.1、ODU通道监视（PM）开销（复帧结构）

PM：Path Monitoring 通道监控

通道监控端与前述SM字段相似，但是PM是一个复帧结构，第一个PM#1与其他PM字段（#2—#n）不同

PM#1:

1. 路径踪迹标识TTI
2. 比特间插奇偶效验BIP-8
3. 后向错误指示BEI
4. 后向缺陷指示BDI
5. 维护信号存在的指示比特STAT

PM#2——#n:

1. 比特间插奇偶效验BIP-8
2. 后向错误指示BEI
3. 预留RES

有误码时，BEI域插入的是0-8个误码计数

0001 表示错了1个码，0002表示错了2个码，0003表示错了3个码·····

ODU开销PM中的STAT编码

STAT：用于指示ODUk通道状态

3.1.2.3.2、ODU开销之PM&TCM

• PM&TCM字节的8个比特，1个DMp用于通道延时测量，6个DMi用于串联连接延时测量，1个保留。

3.1.2.3.3、ODU串联连接监测TCM开销

TCM：Tandem Connection Monitoring 串联连接监测

串联连接监测字段ODU中一共6个，这6个字段分别命名为 TCM1、TCM2·····TCM6，可以支持跨不通运营商网络的通道监视功能，OTN提供了6级串联连接监视功能，连接监视可以是嵌套，重叠式和/或级联是式。

ODUk TCM字段中的TT1、BIP-8计算和BEI /BIAE及BDI与段监控SM中含义相同，TCM中STAT的含义与通道PM中略有区别。

TCM中的STAT编码：指示ODUk串联连接状态，用来表示是否存在维护信号和维护信号的种类

设ODUk含有一个ODU TCM1-TCM6开销的实例，那么ODUCn含有n个ODU TCM1-TCM6开销的实例，从#1——n进行编号。

各TCM i和TCM #1字段含有以下子字段：

1. 路径踪迹标识（TTI）
2. 比特间插奇偶校验8 （BIP-8）
3. 后向缺陷指示（BDI）
4. 后向误码指示和后向输入定位误码（BEI/BIAE）
5. 输入定位误码以及维护信号的状态比特（STAT）

各TCM i #2——#n字段含有以下子字段：

1. 比特间插奇偶校验8 （BIP-8）
2. 后向误码指示和后向输入定位误码（BEI/BIAE）
3. 预留（RES）

TCM支持以下一种或者多种网络应用的ODUk连接的监视：

1. 从光UNI到UNI，监测ODUk通过公共传送网的连接;
2. 从光NNI到NNI，监视ODUk通过运营商网络的连接;
3. 在子层监测线形和环形光信道子网连接的保护倒换，监测SF（信号失效），SD（信号劣化）;
4. 在子层监测单个或级联的ODN的连接链路，提供自动发现消息信道;
5. 监测光信道串联连接以及在倒换的光通道连接中的SF（信号失效），SD（信号劣化），在网络故障失效期间发起连接的自动恢复;
6. 监测光信道的串联连接，用以故障定位，或验证传输的QOS;

沿着ODUk路径监视的连接数目可以在0——6之间变化，监视的连接可以是嵌套，重叠或者二者兼之，嵌套和重叠的模式是默认的配置。

多级TCM嵌套（嵌套和重叠模式的配置）

3.1.2.3.4、ODU开销之APS/PCC

APS/PCC是ODUk自动保护倒换和保护通信信道 开销，占4字节

类似于SDH中的K1和K2字节，通过MFAS复帧可以定义多达8种级别的保护嵌套APS/PCC信号

APS协议格式

APS信道由ODUk开销的APS/PCC字段的前三个字节承载，第四个字节保留

3.1.2.3.5、ODU开销之其他字节

GCC：General Communications Channel 通用通信信道（GCC1、GCC2位于）

• 定义了2字节的两个字段来支持任何两个网元之间的综合通信通路来访问ODUk帧

EXP：2字节的实验字段用于实验目的

• 第2行1-3列和第4行9-14列2个区域的保留字段（RES）预留给将来使用，正常时设为全0

TCM ACT：ODUk串联连接监视激活/去激活协议字段。

3.1.2.4、OPU开销（黄色部分）

OPU开销占2列4行（15-16列）

OPU开销中的映射、级联和调整字段的取值取决于客户信号进入OPU的映射方式

PSI：Payload Structure Identifier，净荷的结构标识

• OPU中定义了1字节用于传送256字节的净荷节后标识符PSI

PSI是复帧结构，通过256复帧传送256字节的PSI信号，例如第一个PSI信号为0000 0000，第二个0000 0001

PSI第一个字节定义为净荷类型（PT），剩余255字节部分保留（RES）。

3.1.3、OTN开销总结

• 第1行的1——14列为OTUk开销；
• 第2行到第4行的前14列为ODUk的开销；
• 第15——3824列是OPUk净负荷区；
• 第3825——4080列为FEC区域；

帧开销中包含6个级别TCM开销，其中有踪迹字节（TTI）、比特奇偶效验（BIP-8）、远端误码指示（BEI）、反向缺陷指示（BDI），还有状态STAT，STAT用来标识当前信号是否是维护信号（ODUk-LCK，ODUk-OCI，ODUk-AIS）等

OTUk SM（段监测 Section monitoring），用来监测段层的总结字节（TTI）、误码（BIP-8）远端误码指示（BEI）及反向缺陷指示（BDI）等。

ODUk PM（通道监测 Path monitoring），用于端到端的通道监视，开销与TCM基本相同。

有了TCM、SM、PM开销，整个OTN网络中的故障定位及业务质量的确认就很容易了，他们是OTU帧开销里最重要的开销

SM字节：

PM字节：

TCM字节：

3.2、光层开销

OTM overhead Signal（OOS），非关联开销或称带外开销

BDI：背向缺陷指示

FDI-O：Overhead 前向缺陷指示-开销

FDI-P：Payload 前向缺陷指示-净荷

TTI：路径踪迹标识

PMI：净荷丢失指示

OCI：开放连接指示

OSMC：OTN OSMC同步消息信道

三种光层开销：

3.2.1、光传送段开销 OTSN

OSMC：OTN同步消息信道

这些信号有时也称作OTS维护信号。

3.2.2、光复用段开销 OMSN

这些信号有时也称作OMS维护信号。

3.2.3、光通道段开销 OCHN

四、OTN的复用结构：

4.1、光传送模块

光传送模块OTM实际上是OTN网络中得光接口

OTN网络节点接口：

UNI

NNI

• 域间接口
• 域内接口

G.709定义了两种光传送模块：

1. 完全功能光传送模块（OTM-n.m），定义了OTN透明域内接口LaDI，也就是某运营商内部的OTN设备光接口
2. 简化功能光传送模块（OTM-0.m，OTM-nr.m），定义了OTN透明域间接口LrDI，也就是运营商之间的OTN设备光接口。

客户信号使用 OPUk进行封装，然后封装ODUK，再封装 OTUK

然后防盗OCH上进行传输，在复用到OMS 使用OTS进行传输

4.2、OTU的复用结构

光数据单元ODU传输时会作为一个整体进行同步时分复用和交叉连接，也就是说ODU是时分复用的单位，有时也叫“传输容器”，作用就如同货运中的标准集装箱，客户信号要进入适当的速率等级的ODU才能进行传输。

ODU0速率——1.244G

ODU1速率——2.488G

ODU2速率——9.995G

• ODU 1e——用于传送局域网10GE信号（ODU2的扩展速率）
• ODU 2e——用于传送局域网10GE信号（ODU2的扩展速率）

ODU3速率——40.149G

• ODU 3e1——用于传送ODU2e信号
• ODU 3e2——用于传送ODU2e信号

ODU4速率——104.134G

时分复用的光数据单元ODU flex

有时ODU速率不能支持某些新客户信号的传输，有没必要为新客户定义一个新的固定速率ODU级别，因此在G.709(v3)标准中定义了速率灵活可变的ODU，称为ODU flex，用于传送任意速率的业务。

4.3、光数据支路单元ODTU

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