光传送网技术的原理与应用/网络基础与关键技术研究丛书

本书系统地阐述了OTN技术的基本原理，包括光网络发展现状、OTN技术发展的背景、OTN的架构和设备类型、OTN接口结构、OTN业务映射方式、OTN交叉连接技术、OTN承载同步技术和软件定义光传送网（SOTN）技术。
本书适用于设备厂商技术开发人员、设备维护人员以及相关院校学生。

1997年西北工业大学无线电专业毕业，1997年9月zhi2000年4月在原邮电部邮电科学研究院(信息产业部电信科学技术研究院研究生部)读取通信与电子系统硕士学位，2000年4月起在原信息产业部电信传输研究所工作。2006年加入中国移动通信有限公司研究院工作，目前从事光网络技术的研究，涉及领域包括OTN、PTN、时间同步等。

1．在OTN国际标准尘埃落地之际，****反映OTN技术进展。
2．由浅入深地介绍了OTN的应用背景、功能和特点，结合应用场景分析，使初学者能够了解OTN的基本原理。
3．注重理论与实践的结合，强调OTN技术的理论基础，结合国内OTN网络建设需求，帮助读者掌握OTN建设和运维的理念。
4． 内容全面详实，可以作为各层技术人员的案例参考书。

目录

第 1章　概论 001
1．1　网络解决的问题 002
1．1．1　接入网 002
1．1．2　交换网 003
1．1．3　光传送网 004
1．2　光传送网现状 005
1．2．1　高速传输技术 005
1．2．2　传输节点技术 006
1．3　业务发展对光传送网的需求 007
1．3．1　宽带化需求 008
1．3．2　快速开通业务需求 009
1．3．3　扁平化需求 011
1．3．4　低时延需求 012
1．4　OTN技术简介 012
1．5　OTN标准的进展 015
1．6　OTN应用场景分析 029
1．6．1　骨干网络 029
1．6．2　城域网络 033
参考文献 039
第 2章　OTN架构和设备类型、特性 041
2．1　OTN的分层 042
2．1．1　OTN的层次模型 042
2．1．2　光通路层网络 043
2．1．3　光复用段层网络 048
2．1．4　光传输段层网络 049
2．2　OTN的分割 050
2．2．1　OTN的分域 050
2．2．2　不同管理域的互联互通 050
2．2．3　OTN域内分割 051
2．3　OTN拓扑 052
2．4　OTN层次结构、域、拓扑和连接 052
2．4．1　网络概述 052
2．4．2　层网络 053
2．4．3　OTN OAM功能 056
2．5　操作、管理、维护及配置 057
2．5．1　OAM应用 057
2．5．2　TMN接入 067
2．5．3　同步功能 068
2．6　光传输网络设备的接口 069
2．6．1　I-NNI 069
2．6．2　E-NNI 071
2．6．3　UNI 071
2．7　OTN设备基本类型 073
2．7．1　3R再生组合功能 073
2．7．2　OTN终端单元（NTU） 074
2．7．3　波长分插复用器（WADM） 074
2．7．4　波长交叉连接（WXC） 075
2．7．5　子波长交叉连接（SWXC） 076
2．7．6　光放大器 078
2．7．7　子波长分插复用器（SWADM） 079
2．8　OTN和分组传送网络（PTN）混合设备 079
2．9　SNC保护实施的举例 080
2．10　OTN 链路和连接举例 084
参考文献 093
第3章　OTN接口结构 095
3．1　光传送网接口结构 096
3．1．1　基本信号结构 097
3．1．2　OTN接口信息结构 099
3．2　复用/映射原则和比特速率 103
3．2．1　映射 103
3．2．2　波分复用 103
3．2．3　比特率和容量 103
3．2．4　ODUk时分复用 109
3．3　OTN接口 117
3．3．1　单个OTU（SOTU）接口 117
3．3．2　多个OTU（MOTU）接口 118
3．3．3　具有管理功能的单个OTU（SOTUm）接口 118
3．3．4　具有管理功能的多个OTU（MOTUm）接口 118
3．4　OCh和OTSiA 118
3．4．1　OCh 118
3．4．2　光支路信号组件（OTSiA） 119
3．5　光传送单元（OTU） 119
3．5．1　OTUk帧结构 119
3．5．2　扰码 121
3．5．3　OTUCn帧结构 121
3．6　光数据单元（ODU） 123
3．6．1　ODU帧结构 123
3．6．2　ODU比特速率和比特速率容差 124
3．7　光净荷单元（OPU） 127
3．8　OSC和OCC承载的开销信息 128
3．9　开销描述 129
3．9．1　开销类型 132
3．9．2　路径踪迹标识符和访问点标识符定义 134
3．9．3　OTS-O描述 136
3．9．4　OMS-O描述 136
3．9．5　OCh-O和OTSiG-O描述 137
3．9．6　OTU/ODU帧定位开销描述 139
3．9．7　OTU OH描述 140
3．9．8　ODU OH描述 146
3．9．9　OPU OH描述 160
3．10　维护信号 163
3．10．1　OTS维护信号 163
3．10．2　OMS维护信号 163
3．10．3　OCh和OTiSA维护信号 164
3．10．4　OTU维护信号 164
3．10．5　ODU维护信号 165
3．10．6　客户维护信号 167
参考文献 167
第4章　OTN业务映射方式 169
4．1　客户信号映射 170
4．1．1　OPU客户信号故障（CSF） 171
4．1．2　CBR2G5、CBR10G和CBR40G信号（STM-16/64/256）到
OPUk的映射 171
4．1．3　GFP帧到OPUk的映射（k=0，1，2，3，4，flex） 175
4．1．4　测试信号到OPU的映射 177
4．1．5　非特定客户比特流到OPUk的映射 178
4．1．6　含码速调整的其他固定比特速率的信号到OPUk的映射 179
4．1．7　采用同步透明编码转换后将1000BASE-X和FC-1200信号
映射到OPUk 189
4．1．8　使用BMP将高于2．488 Gbit/s的CBR信号映射zhiOPUflex 192
4．1．9　分组客户信号映射zhiOPUk 195
4．1．10　使用IMP将 FlexE 客户信号映射zhiOPUflex 195
4．1．11　FlexE 识别信号映射zhiOPUflex 197
4．2　ODUk到ODTU信号以及ODTU到OPUk 支路时隙的映射 201
4．2．1　OPUk支路时隙定义 202
4．2．2　ODTU定义 208
4．2．3　ODTU信号到OPUk的复用 210
4．2．4　OPUk复用开销和ODTU调整开销 217
4．2．5　ODUj到ODTUjk的映射 228
4．2．6　ODUj到ODTUk．ts的映射 236
4．2．7　ODUk信号映射zhiODTUCn信号及ODTUCn映射zhiOPUCn
支路时隙 242
参考文献 254
第5章　OTN交叉连接技术 257
5．1　OTN交叉连接设备 258
5．2　OTN电交叉连接技术 259
5．2．1　电交叉连接技术基本原理 260
5．2．2　OTN交换单元的保护 270
5．3　OTN光交叉连接技术 271
5．3．1　光交叉连接技术的应用背景 272
5．3．2　光开关技术 273
5．3．3　光交叉连接设备原理 278
5．3．4　CDC功能要求及实现 284
5．4　OTN光电合一交叉连接技术 289
5．4．1　OTN光电合一交叉连接设备应用场景 289
5．4．2　OTN光电合一交叉连接设备实现 292
5．5　未来光节点的发展 296
参考文献 299
第6章　OTN承载同步技术 301
6．1　OTN支持同步的需求 302
6．2　同步的原理 305
6．2．1　频率同步 305
6．2．2　时间同步 319
6．3　OTN同步技术 324
6．3．1　OTN频率同步 324
6．3．2　OTN时间同步 328
6．3．3　各种接口的实现方案 331
6．3．4　OTN设备的同步实现方案 336
6．3．5　OTN同步网的保护倒换机制 337
6．3．6　OTN设备的应用组网场景 338
6．3．7　1588 v2光纤不对称补偿问题 341
参考文献 343
第7章　软件定义光传送网（SOTN）技术 345
7．1　软件定义光传送网应用场景 346
7．1．1　多域网络的统一控制 346
7．1．2　多层网络统一控制和管理 347
7．1．3　传送网能力开放和提供新型传送业务 348
7．1．4　IP+光协同 348
7．1．5　数据中心光互联 349
7．2　SOTN总体架构 350
7．2．1　总体架构 350
7．2．2　传送平面 353
7．2．3　控制器平面 353
7．2．4　管理平面 356
7．2．5　应用平面 356
7．2．6　数据通信网 357
7．3　SOTN控制器功能要求 357
7．3．1　总体功能要求 357
7．3．2　接口和协议要求 366
7．3．3　控制器性能指标 369
7．3．4　控制器可靠性要求 370
7．3．5　控制器扩展性要求 371
7．3．6　控制器安全性要求 371
7．4　应用平面要求 373
7．5　数据通信网要求 374
7．6　管理平面要求 374
7．6．1　管理平面实现方式 374
7．6．2　管理平面功能要求 376
7．7　SOTN恢复技术 379
7．7．1　基于控制器的集中恢复类型 380
7．7．2　恢复路由计算的约束条件和策略 381
7．7．3　基于控制器的集中恢复倒换触发条件 381
7．7．4　恢复的倒换方式和返回机制 381
7．7．5　多域和多层集中式恢复 381
7．7．6　控制器集中恢复的异常处理要求 382
7．8　SDN控制器技术的发展 382
7．8．1　NOX和POX介绍 382
7．8．2　Floodlight介绍 384
7．8．3　MUL介绍 385
7．8．4　OpenDayLight介绍 386
7．8．5　ONOS介绍 389
参考文献 393
附录A　使用16字节交织RS（255，239）代码的前向误码纠错 395
附录B　通过转码zhi513B码块适配64B/66B编码的客户 399
B．1　传输顺序 399
B．2　客户帧恢复 399
B．3　66B码块转码为513B码块 400
B．3．1　在 512B/513B编码器前检测到的误码 405
B．3．2　512B/513B解码器检测到的误码 405
B．4　链路故障信令 405
附录C　多通道并行接口上适配OTU3和OTU4 407
C．1　OTU3 16字节增量分布 407
C．2　OTU4 16字节增量分布 408
附录D　通用映射规程原则 413
D．1　基本原则 413
D．2　在OTN中应用GMP 417
D．2．1　M字节粒度映射 417
D．2．2　16M字节粒度映射 418
D．3　Cm(t)编码和解码 421
D．4　∑CnD(t)编码和解码 427
D．4．1　用于OPUk的∑CnD(t)编码和解码 427
D．4．2　用于OPUCn的∑CnD(t)编码和解码 428
附录E　适配并行64B/66B编码的客户 429
E．1　简介 429
E．2　客户信号格式 429
E．3　客户帧恢复 430
E．3．1　40GBASE-R客户帧的恢复 431
E．3．2　100GBASE-R客户帧恢复 432
E．4　附录 B 用于并行64B/66B码块客户转码的补充 432
E．4．1　BIP-8 透明 434
E．4．2　映射器检测到的误码 435
E．4．3　解映射器检测到的误码 436
附录F　使用1027B码块将40GBASE-R映射zhiOPU3的改进后鲁棒性 437
F．1　简介 437
F．2　513B码块组帧和标志位保护 437
F．3　66B码块序列检查 438
F．3．1　状态图约定 439
F．3．2　状态变量 439
F．3．3　状态图 441
附录G　将ODU0映射zhi低时延OTU0（OTU0LL） 445
G．1　简介 445
G．2　低延迟光传送单元0（OTU0LL） 445
G．2．1　OTUk帧结构 445
G．2．2　扰码 447
附录H　OTUCn 子速率（OTUCn-M） 449
H．1　简介 449
H．2　OTUCn-M帧格式 449
附录I　将含有± 20×10-6比特率容差的CBR2G5、CBR10G和CBR40G客户异步映射到OPUk，及将 ODUj异步复用到ODUk（k >j）的配比范围 451
I．1　CBR2G5（2488320 kbit/s）信号异步映射zhiODU1 453
I．2　CBR10G（9953280 kbit/s）信号异步映射zhiODU2 453
I．3　CBR40G（39813120 kbit/s）信号异步映射zhiODU3 454
I．4　ODU1zhiODU2多路复用 454
I．5　ODU2zhiODU3多路复用 455
I．6　ODU1zhiODU3多路复用 456
I．7　ODU0zhiODU1多路复用 457
附录J　功能标准化的OTU帧结构的示例 459
附录K　ODUk多路复用的示例 463
附录L　ODUk复用结构标识符（MSI）示例 467
附录M　并行逻辑实现CRC-9、CRC-8、CRC-6 和 CRC-5 471
M．1　CRC-9 471
M．2　CRC-8 472
M．3　CRC-6 473
M．4　CRC-5 474
附录N　CBR客户zhiOPU映射类型的概述 477
附录O　ODUjzhiOPUk映射类型的概述 479
附录P　推荐的ODUflex（GFP）比特率的求解及 ODUflex（GFP）时钟生成的示例 481
P．1　简介 481
P．2　支路时隙大小 481
P．3　ODUflex（GFP）时钟生成的示例方法 483
P．3．1　从OPUk时钟生成 ODUflex（GFP）时钟 483
P．3．2　从系统时钟生成ODUflex（GFP）时钟 485
附录Q　在G．709前4版和第5版之间更改的术语 487
附录R　OTUCn 子速率（OTUCn-M）应用 491
R．1　简介 491
R．2　OTUCn-M帧格式和速率 492
R．3　OTUCn-M故障条件 493
缩略语 495