光傳送網(OTN)是以波分復用技術為基礎、在光層組織網絡、并能在電層處理多業務的傳送網,是當今和未來相當長時期內都要使用的骨干傳送網技術。本書系統地吸收了迄今為止ITU-T和OIF關于光傳送網方面的最新建議,結合作者近20年來從事光通信技術研究的成果和體會,系統地介紹了光傳送網的產生和演進歷程、分組化趨勢、OTN控制智能化和SDN化趨勢、5G的OTN承載方案(MOTN)以及OTN演進的最終形態(全光網);介紹了光傳送網和靈活光傳送網(Flex OTN)的最新分層結構、接口結構、客戶信號的映射和復用路線、幀結構和開銷;介紹了各種速率、各種格式的客戶信號在OTN中的映射方法和復用方法(包括客戶信號到OTN的映射、客戶信號的GFP封裝、虛級聯技術和鏈路容量調整方案);介紹了OTN的節點設備及組網應用、OTN的網絡結構與保護、光傳送網物理層接口;介紹了超100G OTN技術,包括Flex OTN的接口與幀結構、Flex Ethernet技術及在OTN中的映射、靈活柵格技術;最后介紹了軟件定義光網絡的體系構架、SDON多層多域控制架構、SDON與現有網絡的兼容和演進等內容。本書是一本關于OTN方面比較全面、新穎、專業的書籍,內容詳實、概念清晰、系統性強,可供從事光傳送網研究與光網絡規劃、光傳送網設備開發的科技人員閱讀,可作為從事通信網工作的專業技術人員和管理人員學習OTN技術的參考書,也可供欲了解光通信前沿技術的大專院校信息通信類專業的教師、研究生、高年級本科生參考。
全光通信是人類通信的夢想,隨著光纖通信的發明和應用,人們發現全光通信的夢想通過努力是可以一步步實現的。于是,全光通信和全光網成為人們追求的理想和目標。
全光網為人類勾畫出了通信的美好藍圖,但人們很快發現美好藍圖的實現面臨著巨大的困難。首先,光信號的再生、波長變換等在電域很容易實現的功能在光域實現起來十分困難,有些功能雖然可以實現,但效果并不理想,且成本高昂。再者,全光網的管理和維護信息無法在光域處理。因此,全光網不能組成全球性/全國性的大網以實現全網內的波長調度和傳輸,而僅能組成一個有限區域的子網。光信號在子網內可透明傳輸和處理,子網之間的互連互通只能通過3R電再生實現。
在這一背景下,ITU-T于1998年提出光傳送網(OTN)的概念以取代全光網。光傳送網根據網絡功能與主要特征命名,雖然它的最終目的是構建透明的全光網絡,但它不限定網絡的透明性,可從“半透明”開始,即在網中允許有光電變換。因此,可以說OTN是向全光網發展過程中的過渡形態。
經過20多.年的發展,OTN技術已經取得了很大進步,居于通信網的主導地位。多維度的ROADM和OXC已經比較成熟,可以引入到OTN網絡。近年來,中國電信已經在骨干網(長江中下游區域)和大城域網(上海)的核心傳送節點實現了ROADM的規模部署。同時,OTN技術還吸收了原來SDH和現在PTN的電層處理技術,具有處理多業務、多速率信號的能力。OTN現在是既當“爹”(管大事,處理高速信號)又當“媽”(管中小事,處理中低速信號)。通過對OTN的功能和能力進行組合和裁剪后,OTN不僅可用于省際干線和省內干線,而且可用于城域網的核心層、匯聚層,甚至接人層。
ITU-T從2007年開始探索在數據業務占主導情況下OTN的應變與改進之道。為了適應業務的IP化,先后引入了ODUO、ODU2e、ODU4、ODUflex等容器來裝載GE、10GE、100GE以及任意速率的分組業務和CBR業務;為了適應多業務的接人需求,OTN增加了GPON、CPRI、FC以及各種速率的客戶信號,引入了GMP(通用映射規程)的映射方式,增加了低階/高階ODU結構;為了適應網絡扁平化的趨勢,OTN吸收了PTN的功能,演變出了分組增強型OTN(POTN);為了充分利用現有資源靈活承載和傳送高速信號,ITU-T提出了靈活光傳送網(Flex OTN)、靈活波長柵格的概念和標準,OIF提出了靈活以太網(Flex Ethernet)的概念和標準;為了滿足SG業務對承載網的要求,ITU-T近來提出了移動承載優化光傳送網(Mobile-optimized Optical Transport Network,MOTN)的概念,簡化了OTN的封裝,用以降低OTN設備的時延和成本;未來幾年,OTN還要在控制平面引入SDN(軟件定義網絡),以優化整個通信網。
本書系統地吸收了迄今為止ITU-T和OIF關于光傳送網方面的最新建議,參考了近幾年來國內外大量文獻資料,結合作者近20年從事光通信技術研究的成果和體會,著重討論了和光傳送網密切相關的諸多技術問題。
全書共分9章。第1章以光傳送網的演進為主線,介紹了光傳送網的產生和演進歷程、分組化趨勢、OTN控制智能化和SDN化趨勢、5G的OTN承載方案(MOTN)以及OTN演進的最終形態(全光網);第2章介紹了光傳送網的新分層結構,并從原子功能的角度描述了各層網絡的組成及其功能,還從標準的角度介紹了光傳送網的標準架構以及各標準的主要內容;第3章介紹了光傳送網和靈活光傳送網(Flex OTN)的最新分層結構、接口結構、客戶信號的映射和復用路線、幀結構和開銷;第4章介紹了各種速率、各種格式的客戶信號在OTN中的映射方法和復用方法(包括客戶信號到OTN的映射、虛級聯技術和鏈路容量調整方案);第5章介紹了OTN的節點設備及組網應用;第6章介紹了OTN的網絡結構與保護;第7章介紹了光傳送網物理層接口的有關概念、命名及技術要求;第8章介紹了超100Gbit/s OTN技術,包括Flex OTN的接口與幀結構、Flex Ethernet技術及在OTN中的映射、靈活柵格技術;第9章介紹了軟件定義光網絡的體系構架、SDON多層多域控制架構、SDON與現有網絡的兼容和演進等內容。
本書的前身《光傳送網原理與技術》是“十五”國家重點圖書出版規劃項目,是在國際電信聯盟組織成員、武漢郵電科學研究院原副院長兼總工程師毛謙教授的親自指導下編寫而成的。該書是我國第一本全面介紹OTN的專著,出版后受到廣大讀者的青睞,被廣泛引用。
本書在《光傳送網原理與技術》的基礎上進行了全面更新。作者對引入的最新技術進行了邏輯梳理、難度分解、難點解讀和畫圖說明。因此,本書邏輯性強,深入淺出,通俗易懂,易于理解。
毛謙教授高屋建瓴,對本書從選題到結構和內容的確定,再到全書的審閱和修改,都提出了許多寶貴的意見,傾注了大量的心血!烽火通信股份有限公司的呂建新教授級高級工程師、陳德華教授級高級工程師、郭志霞高級工程師為作者提供了很多幫助。在編寫過程中,作者還得到了武漢郵電科學研究院烽火科技學院的領導和同事的鼎力支持和無私幫助。在本書出版之際,謹向所有給予作者關心、愛護、支持和幫助的領導和朋友們致以衷心的感謝!
由于作者水平有限,書中難免有諸多錯誤和不周之處,敬請廣大讀者批評指正。
劉國輝,男,1965年9月出生,湖北京山人,1985年華中工學院紅外技術專業畢業,2001年獲華中科技大學通信與信息系統工學碩士,教授,碩士研究生導師。現就職于武漢郵電科學研究院烽火科技學院。研究方向為數字通信、光纖通信和光網絡。主要科研成果:1.主持信息產業部“十一五”科學研究項目《信息網IP化后SDH的演進》,研究項目得到了以中國工程院副院長、院士鄔賀銓為主任韋樂平為副主任等國內頂尖專家組成的鑒定委員會的高度評價。2.獨著《光傳送網原理與技術》(“十五”國家重點圖書項目)等著作。3.在核心期刊上發表發表十多篇研究論文。