光传送网 OTN 技术、设备及工程应用

内容概要

本书由江苏省邮电规划设计院多名专家和技术骨干联合编写，内容翔实，既注重OTN技术原理和发展趋势的介绍，又面向工程实际应用，对于从事光通信行业的从业者具有较高的参考价值。

书籍目录

目录

第一章　概述　9

1.1传输网概念及作用　9

1.1.1　传输系统概念　9

1.1.1.1　模拟传输系统　9

1.1.1.2　数字传输系统　9

1.1.1.3　有线传输系统　10

1.1.1.4　无线传输系统　10

1.1.1.5　传输网分层结构　11

1.1.2　传输网在电信网中所处的地位　13

1.1.3　业务网对传输网的需求　14

1.1.3.1　电话交换网，基础数据网，GSM移动通信网对传输网的需求　14

1.1.3.2　第三代移动通信网对传输网的需求　14

1.1.3.3　第四代移动通信网对传输网的需求　16

1.1.3.4　互联网对传输链路的需求　16

1.1.3.5　互联网数据中心对传输网的需求　17

1.1.3.6　大客户专线对传输网的需求　17

1.2　传输网技术演进及展望　18

1.2.1　传输网技术发展历程　18

1.2.2　传输网技术发展趋势展望　24

第二章　光传输网技术现状　30

2.1　光同步数字体系（SDH）　30

2.1.1　SDH概念及特点　30

2.1.2　SDH速率与帧结构　32

2.1.3　SDH复用与映射　36

2.1.3.1　复用结构与单元　36

2.1.3.2　映射　38

2.1.3.3　定位　41

2.1.3.4　复用　43

2.1.4　SDH组网　45

2.1.4.1　SDH设备　45

2.1.4.2　SDH网络拓扑结构　48

2.1.4.3　SDH网络规划原则　50

2.1.4.4　我国SDH网络结构　52

2.1.5　SDH保护与恢复　53

2.1.6　SDH性能分析　61

2.1.6.1　SDH线路性能分析　61

2.1.6.2　SDH网络性能指标　62

2.1.6.3　SDH网络误码性能　63

2.1.6.4　SDH网络抖动性能　66

2.1.7　SDH技术应用与发展　69

2.1.7.1　SDH的关键技术应用　69

2.1.7.2　SDH技术的发展　70

2.2　光波分复用系统（WDM）　70

2.2.1　WDM技术原理　70

2.2.2　WDM系统功能结构及描述　73

2.2.3　WDM主要性能　79

2.2.4　WDM组网技术　82

2.2.5　WDM网络保护　86

第三章　光传送网OTN　89

3.1　OTN的概念及应用　89

3.1.1　OTN的概念　89

3.1.2　OTN技术优势　91

3.1.3　OTN标准进展　92

3.1.3.1　国际OTN标准化现状　93

3.1.3.2　国内OTN标准化现状　99

3.1.3.3　OTN发展趋势分析　100

3.1.4　OTN的应用场景分析　104

3.1.4.1　省际干线传送网OTN组网模型　104

3.1.4.2　省内干线传送网OTN组网模型　105

3.1.4.3　城域传送网OTN组网模型　108

3.2　OTN体系架构　110

3.2.1　OTN网络分层及接口　112

3.2.1.1　OTN网络层次结构　112

3.2.1.2　光通路层网络　115

3.2.1.2.1　功能结构　115

3.2.1.2.2　子层划分　115

3.2.1.2.3　光通路子层网络　117

3.2.1.2.4　光通路传送单元子层网络　117

3.2.1.2.5　光通路数据单元子层网络　117

3.2.1.3　光复用段层网络　118

3.2.1.4　光传输段层网络　119

3.2.1.5　OTN网络接口　119

3.2.2　OTN网络的分割　124

3.2.2.1　OTN网络的分域　124

3.2.2.2　不同管理域的互联互通　125

3.2.2.3　OTN网络域内分割　125

3.2.3　OTN帧结构与开销　126

3.2.3.1　OTN帧结构　126

3.2.3.2　OTN开销　128

3.2.3.2.1　OTUk、ODUk和OPUk开销　128

3.2.3.2.2　OTS、OMS和Och的开销　129

3.2.3.2.3　开销描述　129

3.2.4　OTN复用与映射结构　131

3.2.5　OTN光传送模块　133

3.2.5.1　简化功能的OTM（OTM 0.m，OTM-0.mvn）　133

3.2.5.2　全功能OTM（OTM n.m）　136

3.2.6　OTN设备形态　139

3.2.6.1　OTN终端复用设备　139

3.2.6.2　OTN交叉连接设备　139

3.2.6.2.1　OTN电交叉设备　139

3.2.6.2.2　OTN光交叉设备　140

3.2.6.2.3　OTN光电混合交叉设备　141

3.3　OTN网络保护与应用　141

3.3.1　光线路保护（OLP）　142

3.3.2　线性保护　144

3.3.2.1　OCh保护　144

3.3.2.1.1　OCh 1+1保护　144

3.3.2.1.2　OCh 1:N保护　144

3.3.2.2　ODUk SNC保护　144

3.3.2.2.1　ODUk SNC保护的定义和分类　144

3.3.2.2.2　ODUk 1+1保护　145

3.3.2.2.3　ODUk M:N保护　146

3.3.3　环网保护　147

3.3.3.1　OCh SPRing 保护　147

3.3.3.2　ODUk SPRing保护　148

3.4　OTN网络管理　149

3.4.1　OTN网络管理需求　149

3.4.2　OTN网络管理体系结构　151

3.4.3　控制平面技术　152

3.5　可重构的光分插复用器ROADM　154

3.5.1　ROADM应用驱动力　154

3.5.2　ROADM的技术实现　156

3.5.2.1　基于波长阻断器（WB）的ROADM设备　156

3.5.2.2　基于平面波导电路（PLC）的ROADM设备　157

3.5.2.3　基于波长选择开关（WSS）的ROADM设备　158

3.5.2.4　上下路端口灵活性的实现方式　159

3.5.3　ROADM组网应用　162

第四章　光传送网OTN技术演进　166

4.1　概述　166

4.2　100G OTN技术　170

4.2.1　100G标准化现状　170

4.2.2　100G产业链发展状况　171

4.2.3　100G OTN关键技术　172

4.2.4　100G OTN组网应用　175

4.3　超100G技术　177

4.3.1　超100G标准化进展　178

4.3.2　超100G关键技术　182

4.3.3　超100G产业化进程　186

4.4　分组增强型OTN-POTN　188

4.4.1　POTN概念　188

4.4.2　POTN设备功能模型　191

4.4.3　POTN关键技术　194

4.4.4　POTN应用场景分析　195

第五章　光传送网OTN网络规划设计　197

5.1　OTN网络概述　197

5.2　OTN网络规划基本要素　199

5.2.1　光纤衰减　200

5.2.2　光信噪比　201

5.2.3　色散　203

5.2.4　非线性效应　207

5.3　OTN网络设计　209

5.3.1　系统制式　209

5.3.2　传送平面网络规划　213

5.3.3　传输系统设计　213

5.3.4　网络保护　216

5.3.5　辅助系统设计　217

5.3.6　控制平面设计　217

5.3.7　光传输距离计算　218

5.4　光纤光缆测试　221

5.4.1　光纤测试需求　221

5.4.2　光纤测试内容　222

5.4.3　光纤测试方法　222

5.5　Nx100Gbit/s WDM/OTN干线传输系统规划与设计　224

5.5.1　OTN干线传输网的规划　224

5.5.2　Nx100Gbit/s WDM/OTN干线传输系统工程设计　226

5.5.2.1系统设计方法　226

5.5.2.2中国电信100G试验网设计方案及特点　227

第六章　OTN网络传输性能　230

6.1　OTN假设参考光通道　230

6.2　误码性能　230

6.2.1　误码性能评估参数　230

6.2.2　端到端误码性能目标　231

6.2.3　端到端性能目标分配　232

6.2.4　误码维护性能可用性目标　232

6.3　以太网性能　233

6.4　光信噪比要求　233

6.5　抖动性能　235

6.5.1　抖动对于数字通信的影响　235

6.5.2　OTN网络接口输出抖动和漂移　236

6.5.3　OTN网络接口抖动和漂移容限　237

6.6　ODUk时钟要求　239

6.6.1　ODUk时钟分类　239

6.6.2　ODUk时钟固有抖动产生　240

6.6.3　ODUk时钟抖动容限　241

6.6.4　ODUk时钟抖动转移特性　241

第七章　OTN设备安装与测试技术　243

7.1　OTN设备安装　243

7.1.1　机房环境　243

7.1.2　铁架安装　243

7.1.3　电源及告警功能检查　245

7.2　OTN单机设备测试　246

7.2.1　OTN设备基本形态　246

7.2.2　开销及维护信号测试　248

7.2.2.1　帧定位开销　249

7.2.2.2　OTUk开销及维护信号测试　250

7.2.2.3　ODUk开销及维护信号测试　252

7.2.2.4　OPUk开销测试　257

7.2.2.5　恒定比特速率客户维护信号　258

7.2.2.6　光层开销和维护信号测试　258

7.2.3　光接口测试　259

7.2.3.1　S/R点光接口测试　259

7.2.3.2　Sn/Rn点光接口测试　264

7.2.4　抖动测试　271

7.2.4.1　输入抖动容限　271

7.2.4.2　抖动产生　272

7.2.4.3　抖动传递函数　273

7.2.5　OTN设备功能测试　274

7.2.5.1　客户信号映射　274

7.2.5.2　ODUk复用功能　280

7.2.6　交叉连接功能测试　281

7.2.6.1　ODUk交叉连接功能测试　281

7.2.6.2　OCh交叉连接功能测试　285

7.3　OTN组网性能测试　287

7.3.1　网络性能测试　287

7.3.1.1　误码率/分组丢失率　287

7.3.1.2　以太网性能　287

7.3.1.3　系统抖动　288

7.3.2　保护倒换测试　289

7.3.2.1　线性保护　289

7.3.2.2　环网保护　299

7.4　OTN网络智能功能测试　302

7.4.1　控制平面连接管理功能　302

7.4.2　路由功能　304

7.4.2.1　路由计算能力　304

7.4.2.2　路由信息自动更新　305

7.4.3　自动发现和链路管理功能验证　306

7.4.3.1　控制平面的自动发现功能　306

7.4.3.2　控制平面的手工配置功能　307

7.4.4　基于控制平面的保护恢复测试　308

7.4.4.1　基于光层的保护恢复测试　308

7.4.4.2　基于电层的保护恢复测试　310

7.4.4.3　基于光电混合的保护恢复测试　311

附录一　华为公司OTN设备（OSN8800）介绍　314

第一节　简介　314

1.1　产品亮点和规格　314

1.1.1　产品亮点　314

1.1.2　产品规格　315

1.2　典型组网　316

1.2.1　典型OTN组网　317

1.2.2　典型MS-OTN组网　317

1.3　产品特性　318

1.3.1　线路速率　318

1.3.2　OTN特性　318

1.3.3　ROADM特性　319

1.3.4　OTN+ROADM特性　319

1.3.5　PID特性　320

1.3.6　备份和保护　321

1.3.6.1　网络级保护（OTN）　321

1.3.6.2　设备级保护　322

1.3.6.3　自动光功率管理　323

1.3.7　同步　324

1.3.8　ASON特性　324

1.4　业务类型　325

第二节　产品架构　330

2.1　硬件架构　330

2.1.1　机柜介绍　330

2.1.2　OptiX OSN 8800 T64子架　330

2.1.2.1　结构　331

2.1.2.2　槽位说明　332

2.1.3　OptiX OSN 8800 T32子架　333

2.1.3.1　结构　333

2.1.3.2　槽位说明　335

2.1.4　OptiX OSN 8800 T16子架　336

2.1.4.1　结构　336

2.1.4.2　槽位说明　337

第三节　操作与维护　338

第四节　网络管理　340

第五节　节能与环境保护　341

5.1　节能　341

5.1.1　静态节能　341

5.1.2　动态节能　341

5.1.3　节能控制和监视　342

5.2　环境保护　342

参考文献　343

作者简介

本书首先介绍了传输网的概念及传输网的技术发展历程和演进趋势，然后简单介绍了SDH和WDM的技术原理，在此基础上引入了OTN技术。全书在简要介绍了OTN基本原理的基础上，从工程应用的角度详细讨论了OTN系统及设备。主要内容包括：OTN的概念与应用、OTN的体系架构、OTN的网络保护与应用、OTN的网络管理、ROADM的原理及应用、OTN的技术演进、OTN网络规划与设计、OTN网络传输性能、OTN设备安装与测试技术，并在书末尾介绍了华为公司主流的OTN设备――OSN8800，以使读者更加直观地了解OTN光传输设备的结构、配置和组网方法，进一步加强理论与实际的结合。本书内容全面、系统，在介绍理论知识的同时，注重和实际工程和应用紧密结合，具有很强的实用性。本书适合于从事WDM/OTN系统和设备的研究开发、规划设计、建设施工和维护管理的工程技术人员和管理人员阅读，也可供通信院校相关专业的师生学习参考。

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