j i 光通信 OTN承载以太网业务方式的探讨 霍晓莉 (中国电信股份有限公司北京研究院 北京100035) 1 引言 随着宽带数据业务的大规模发展，以太网技术成为了 国家“863”计划基金资助项目(No2007AA01Z244) 各种数据设备之间成本最低的链路传输技术。从目前的应用 看，以太网已从单纯的局域网应用向城域网甚至广域网的应用 发展。为了适应这样的发展趋势，以太网的带宽已从10 Mbits， 100Mbits发展到了10GE而且更高速率ff40 GE和100 GE 标准也已处在研究讨论阶段。目前IEEE 802_3 HSSG已确定 品尚待进一步发展。 42 ASON技术应用 ASON技术自出现以来受到了业界的广泛关注，也在网 络的各个层面得到了应用，国外运营商在干线应用ASON 较为广泛主要用来降低网络OPEX，解决网络多点故障问 题、网络生存性问题、网络资源有效利用和网络资源的灵活 调度能力在部分城域网的核心层也有应用，应用时间较 长，规模较大，网络的节点数达到一百多个，但目前主要应 用的还是基于SDH的ASON产品。国内运营商在省际干 线、省内干线和本地网对于基于SDH的ASON有较多应 用，省际干线的应用主要用于解决大客户专线业务，提供多 种等级的业务，而省内和本地网主要看重的还是ASON能 够提供多种保护恢复方式，为客户提供多种等级的业务同 时大大加强了网络的生存性。 5结束语 ASON技术经过近十年的发展无论从技术标准、产品 和应用来看都逐步走向成熟，随着传送平面技术的不断发 展。出现了多种类型的ASON产品。并在传送网的发展和建 设过程中得到了较为广泛的应用但是ASON也面临着多 层多域组网、多域互通、PTN传送平面逐步成熟等多方面的 挑战，相信随着技术的进一步发展，业务需求更加明确， ASON技术将得到更为广泛的应用。 (收稿日期：2008-09-18) 光 馈蒜壤论坛 1 7 8 14 15 l6 17 3 824 3 825 4 080 J OTUk l OH 0 客户信号映射到 oDUkOH 己 OPUk的净荷中 OTU足FEC 0 图1 OTUk的帧结构 图2 OTMn复用和映射结构 了在100 nl的多模光纤、10 in的铜缆、1 nl的交换背板上实 现40 Gbits以太网，在10 km、40 km的单模光纤，100 in的 多模光纤，10 nl的铜缆上实现100Gbits以太网40GE100GE 的最终标准预计将于2010年可以出台。 OTN技术将代替SDH成为未来统一的光传送网技术， 因此承载以太网是必须的，而对于各种速率以太网业务的 承载方式还处于探讨中。本文将对已经实现或即将实现的 各种承载方式进行介绍和比较，以期为关注此方面的各方 人员提供参考 2 OTN技术 OTN技术体制将光网络分为3层：光通路层(OCh)、光 复用段层(OMSn)和光传送段层(OTSn)。OCh为整个OTN 的核心，是OTN的主要功能载体，它由3个数字结构单元 组成：OCh传送单元(OTUk)、OCh数据单元(ODUk)和OCh 净负荷单元(OPUk)。G709定义了OTUk的基本帧结构(如 图1所示)，它采用固定长度的帧结构，不随客户信号速率 而变化，也不随OTU1(25 Gbits速率)、OTU2(IO Gbits速 率)、OTU3(40 Gbiris速率)等级而变化。 OTN技术体制中规定的复用过程为：客户信号或光通 路数据单元支路群映射人OPUk，OPUk映射入ODUk， ODUk映射人OTUk，OTUk映射人OCh，OCh被调制成 OCC，多个OCC复用成OCG OCGn经OTMn传送，ln个 客户 信号 OCC通过OTMn IrDI接口传送。OTMn IrDI复用和映射结 构如图2所示。 G709明确定义了映射过程的客户信号包括CBR2G5 CBR10GCBR40G、ATM信元、GFP帧，另外对用于维护目的 的NULL(全0)信号和PRBS信号也做了定义。 3 GE10 GE以太网业务承载方式的探讨 GE和10GE以太网标准已经完成并在设备上实现。而 且在实际网络中应用，因此OTN对它们的承载是最先需要 考虑的。但是对于GE10 GE以太网业务的承载方式还没 有统一的标准，各个设备厂家采用的映射方式不尽相同。 3_1 GE以太网业务的映射 目前各厂家采用的映射方式大致可以分为3大类。 第1类：通过GFP将GE业务映射到STMN中之后 再映射到OPU中即GEGFPF VC48C STM641 OPU2_ODU2_OTU2。 第2类：通过GFP将GE业务映射到OPU1OPU2时 隙，即GE GFPF厂I 0PU1时隙 0PU1 ODU1一 OPU2ODU2-+OTU2。每个OPU1被等分为l6个时隙 一个GE占用7个时隙，OPU1中可封装2个GE业务。 第3类：直接采用GFP扩展头支持的多通道复用功 能，可以实现将多个GE信号复用到一个OPU中。 第1类方案属于比较常规的方法，易于实现厂家之间的 电借 FAS oTUkOH 0 OPUk净荷 OTUkFEC 0 芎 opuk销 0 图3 CBR10G映射格式 1 7 8 14 15 16 17 3 824 3 825 4 08 FAS oTU OH 0 电 OPUk净荷 OTUkFEC 凸_ 0 图4 CBR2G5映射格式 互通但是从GE到OPU需要经过SDH这个中间环节， 因此必须配置SDH成帧器，造成成本增加且效率降低。 第2类方案直接将GE映射到OPU时隙中。减少了 SDH成帧环节。降低成本，提高了效率，但是ITU标准并没 有确定标准的OPU时隙划分方案，采用这种方式不易实现 厂家之间的互通。 第3类方案直接采用标准的GFP扩展头支持的多通 道复用功能，同样减少了SDH环节，提高效率，支持多通道 复用功能的GFP已成为标准。将更易于互通的实现，但是 实现厂家还非常少，能否互通尚未验证。 针对这样的情况，ITU正准备为承载GE业务增加 新的数据单元ODU0subODU1，对其的定义和客户信号 映射标准正在讨论中。如果ODU0subODU1的标准能够 顺利制定并通过，它将成为GE映射到OTN中的互通 标准。 32 10 GE以太网业务的映射 ITUT SupA3中对l0 GE LAN业务规定了两类映射方式。 (1)标准映射 l0 GE业务被映射到标准的OPU2容器中，有两种 方式。 以STM64格式传送10 GE WAN。10 GE WAN接口 支持的最大分组包数据流量比10 GE LAN接口的 最大值低3。 直接应用GFP将10 GE LAN的有效载荷部分封装 到OPU2中不透明传送前同步码、SFD和IPG。 (2)非标准映射 采用G709中将CBR 10 G信号映射为OPU2格式 的方式(如图3所示)将具有固定填充字节的客户 信号10 GE LAN PHY重组为类似OPU的信号进 而变为类似ODU的信号，然后进一步转变为类似OTU 的信号。这些信号分别称为OPU2e、ODU2e和OTU2e。 OTU2e的速率为11095 Gbits。 采用G709中将CBR2G5信号映射为OPU1格式的 方式(如图4所示)，将客户信号10 GE LAN PHY重 组为类似OPU的信号，进而变为类似ODU的信号， 然后进一步转变为类似OTU的信号。这些信号分别称 为OPUle、ODUle和OTUle。由于没有固定填充字节， OTUle的速率为110491 Gbits。 由于1O GE LAN不是同步信号可以利用OPU的保留 开销和指针调整开销承载数据，提高OPU2容器的容 量，实现10GE信号的较完整映射(IPG不透传)。 几种10 GE映射方式关键指标的比较见表l。由表1 的比较可得到以下结论。 标准映射方式使用标准的OTU接口，10 GE LAN业务 可以与10 Gbits SDH混用线路侧接口和交叉矩阵，在 OTN层无特殊处理要求，易于实现标准接口的互通。但是， 标准映射不能对10 GE LAN的有效载荷或开销(前同步 码、SFD和IPG)实现全透明传送。如果既要求达到10 G baseR全分组速率。又要求满足MAC帧透明性时不能使 用标准映射方式。 非标准映射中的OTU2e和OTUle方式可以做到对 1O GE LAN的全透明传送，但由于采用了特殊速率的容器，不 光邋馈熬联论坛 表1 10 GE LAN映射方式bE较 注l：IEEE 8023规定10GbaseW接El的定时容差为20ppm。ITUTG707Y1322指出，满足更严格定时容差46ppm的10GbaseW信号可 以以STM64方式在SDH网络内传送，但任何CBR IOG信号，包括STM一64和具有2O ppm定时容差的10 G baseW都能映射为ODU2信号。 注2：支持前同步码的专用，不支持IPG专用。 能适用于已规定的复用方式和抖动漂移指标因此需要专 用的线路侧接口和交叉矩阵，且对光接口性能的测试造 成一定的困难。目前采用该方式的厂家最多，且可以实现 互通。 非标准映射中占用开销提高0PU2容量的方式也使用 标准的OTU接口无需OTN层进行特殊处理，易于实现互 通，但是无法实现IPG的透传且目前还没有厂家支持该种 方式。 对于10 GE LAN采用何种映射方式作为统一的互通 标准在业界还处于讨论中。 4 40 GE100 GE高速以太网业务承载方 式的探讨 40 GE100 GE的标准还没有最终出台，从目前的讨论 结果看，100 GE的速率可能定为103125 Gbits40 GE的 速率可能定为4125 Gbiffs。为了保证以太网标准出台后 OTN网络可以尽快地承载，对于40 GE和100 GE的OTN 承载方式已经开始了讨论，并已有初步的方案。 对于40 GE LAN的封装，可以明确的是它将被直接映 射到OPU3中完成传送。ITUT和IEEE 802_3正在讨论的 映射方式有5种。 类似10GE的非标准映射方式为40GE定义OTU3e 0DU3 PU3e，该方式需要ITUT定义新的信号层次。 限制MAC速率到389 Gbits或者更低。 对LAN接口应用64B66B编码，在映射到OTN时 进行转换 定义互操作的WAN接口。 采用比64B66B更有效的编码方式。对于100 GE LAN，ITUT已提出定义新的OPUODUOTU4帧结 构以及采用0PU21 lv和OPU33v两种虚级联方式 来实现100 Gbits以太网传送的建议。 5结束语 为了适应各种速率的以太网业务，OTN技术体制正在 被不断地更新和完善，可以看到OTN中的以太网业务映射 到OTUkODUkOPUk的过程正在逐渐趋向完整，形成图5 所示的映射路线。 当然我们可以看到各种速率以太网业务向OTN的 图5以太网业务到OTN的映射路线 映射路线并不是惟一的这就需要进一步讨论各种路 线的优劣势，确定用于互通的惟一映射路线，以保证不 同厂家的设备接口可以实现互通使OTN技术成为在 实际网络中可以切实应用的承载以太网业务的光传送 技术。 参考文献 1 ITUT Recommendation G709Y133 1Interface of the optical transport networks(OTN)，2003 2 ITUT Recommendation GSu043Transpoa of IEEE 10 G base-R in optical transport networks(OTN)，2006 Transport of Ethernet Service in Optical Transport Network