版权信息
省级大型综合性科技类期刊
主管部门:自治区科技厅
主办单位:自治区科学技术信息研究院 
协办单位:自治区科学技术情报学会
编辑出版:科技期刊编译室
刊社地址:呼和浩特新城西街149号本刊杂志社
邮政编码:100010
电      话:0471-2536371

E-mail  :

nmgkjzz@vip.163.com 

网站地址:www.nmgkjzz.com


往期杂志
当前位置: 首页>往期杂志>详细介绍

光传送网OTN 实训系统设计与研究

时间:2016-03-03来源: 作者: 点击: 354次

 

万少云

(柳州铁道职业技术学院 实训中心,广西 柳州 545616)

摘要:通过介绍光传送网(OTN)特点以及光传送网(OTN)总体情况,阐述了光传送网(OTN)实训系统设计方案, 分析了光传送网OTN实际运用效果。

关键词:OTN;波分;实训;光传送网

中图分类号:                 文献标识码:             文章编号:

 

Design and research on training system of optical transport network OTN


Wan Shaoyun


(Liuzhou railway vocational and technical college training center,Guangxi,Liuzhou 545616,China)


AbstractBy introducing the optical transmission network (OTN) characteristics and optical transmission network (OTN) overall situation. Describes optical transport network (OTN) training system design. Analysis of optical transport network OTN practical effects.

Key words: OTN;Wavelength DivisionPractical trainingOptical transport network

1 引言

    随着信息技术和应用需求的发展,现代通信正在逐渐向以IP技术为核心的高速宽带以太网分组业务转变。为满足该网络发展需求,光通信技术被逐渐应用到现代通信系统中承载数据传输。目前,SDHWDM联合组网方式在现代通信系统中得到了广泛的部署,但是这种组网方式在传送带宽颗粒度、数据传输效率、组网能力等方面存在一定的不足。为提供更高质量的数据传输服务、提升业务的响应速度以及调度灵活度,就必须在SDH+WDM的基础上向光传输网,即OTN网演进。

    当前国内的骨干网已均采用OTN技术组建,OTN技术迅猛发展的同时也给通信行业增加了大量的就业岗位,未来几年内,OTN相关岗位的人才将十分抢手。企业对相关岗位也提出了明确技能要求:

(1) 掌握光通信原理和基本理论知识,熟悉SDHWDH原理和组网;

(2) 精通OTN原理、信号流、网络结构、熟悉掌握OTN网络协议;

(3) 理解OTN产品及行业动态,熟悉国内主流波分产品的命令配置;

(4) 了解行业客户和应用场景、技术解决方案;

(5) 熟悉当代主流OTN设备硬件结构和安装规范、网络故障的基本诊断方法;

针对目前奇缺的光传送网OTN类行业人员需求进行有人才培养,学院将通过建立光传送网OTN真实的网络环境,按照“以岗导学”思路,根据行业人才需求,分不同岗位、不同层次、不同领域进行培训,使学生掌握设备的结构、功能、操作方法、操作流程、优化理念。所以,光传送网OTN实训系统建设是十分必要的。

 

2 OTN实训系统设计方案

2.1 ALL IP时代的波分网络发展分析

波分复用(WDM)是将两种或多种不同波长的光载波信号(携带各种信息)在发送端经复用器(亦称合波器,Multiplexer)汇合在一起,并耦合到光线路的同一根光纤中进行传输的技术;在接收端,经解复用器(亦称分波器或称去复用器,Demultiplexer)将各种波长的光载波分离,然后由光接收机作进一步处理以恢复原信号,这种在同一根光纤中同时传输两个或众多不同波长光信号的技术,称为波分复用。

WDM本质上是光域上的频分复用技术。每个波长通路通过频域的分割实现,每个波长通路占用一段光纤的带宽。WDM系统采用的波长都是不同的,也就是特定标准波长,为了区别于SDH系统普通波长,有时又称为彩色光接口,而称普通光系统的光接口为“白色光口”或“白光口”。

通信系统的设计不同,每个波长之间的间隔宽度也有不同,按照通道间隔的不同,WDM可以细分为CWDM(稀疏波分复用)DWDM(密集波分复用)CWDM的信道间隔为20nm,而DWDM的信道间隔从0.2nm1.2nm,所以相对于DWDMCWDM称为稀疏波分复用技术。

(1) 顺应ALL IP城域网:传统WDMOTN发展

传统WDM的缺陷:

w   业务调度不灵活;

w   组网能力差;

w   保护机制不完善;

w   简单的OSCOptical Core Switching,光核心交换),无法对通道进行精确的管理。

传统的WDM设备无法满足要求,问题主要在调度、保护、管理等方面。

(2) OTN及其发展趋势简介

光传送网OTNOptical Transport Network)是由ITU-T G.709 G.870G.872G.798等建议定义的一种全新的光传送技术体制。OTN很好的结合了传统SDH/SONETWDM的优势,对于各层网络都有相应的管理监控机制和网络生存性机制。在光域,OTN可以实现大颗粒的处理,提供对更大颗粒的2.5G10G40G业务的透明传送能力,具有WDM系统高速大容量传输的优势;在电层,OTN使用异步的映射和复用,把SDH/SONET的可运营可管理能力应用到WDM系统中,形成了一个以大颗粒宽带业务传送为特征的大容量传送网络。

(3) WDM的演进步骤:点到点WDMàROADMàOTNà全光网络

WDM、ROADMOTN是涵盖的关系。OTN在标准上遵循的是OTH的制式,但在设备形态上,华为提出的OTN设备是基于OTH+ROADM+ASON的集合体,

作为传送网领域的领导者,华为向运营商提供超高速、无阻塞、高可靠、全智能的统一传送解决方案,支持端到端1588v2时钟传送,融合WDM/OTNMSTP/Hybrid MSTP、微波系统,实现海量带宽,瞬间可达。

2.2  OTN实训系统设计方案

OTN(光传送网OpticalTransportNetwork),是以波分复用技术为基础、在光层组织网络的传送网,是下一代的骨干传送网,新一代“数字传送体系”和“光传送体系”,将解决传统WDM网络无波长/子波长业务调度能力差、组网能力弱、保护能力弱等问题。

OTN跨越了传统的电域(数字传送)和光域(模拟传送),是管理电域和光域的统一标准。OTN处理的基本对象是波长级业务,它将传送网推进到真正的多波长光网络阶段,由于结合了光域和电域处理的优势,OTN可以提供巨大的传送容量、完全透明的端到端波长/子波长连接以及电信级的保护,是传送宽带大颗粒业务的最优技术。

波分系统支持大带宽业务的长距离透明传送,大大扩展了光纤网络的传送能力,是现代高速通信的网络基础,而基于OTN的波分传送平台,使传统波分具备像SDH一样灵活组网和易维护,是未来传送网的主流发展方向。

本次方案中采用华为2OptiX OSN 18001OptiX OSN 6800组成链形网。OptiX OSN 6800上下业务,可以实现SDH业务、以太网业务等多业务的接入,它是根据以IP为核心的城域网发展趋势而推出的面向未来的产品,采用全新的架构设计,可实现动态的光层调度和灵活的电层调度,并具有高集成度、高可靠性和多业务等特点。光层调度的方案包括:静态光分插复用FOADM和动态光分插复用ROADMROADM实现的光层调度可分为环间调度和环内调度,也可以分为二维调度和多维调度;维度指的是传输方向,二维调度是指两个传输方向的波长调度,多维调度是指多个传输方向的波长调度;L1电层支持GE业务、Any业务、ODU1信号、ODU2信号和OTU1信号的调度;L2电层支持基于VLANStack VLANEPLEVPL业务、EPLANEVPLAN业务的交换。OptiX OSN 1800系列主要由监控与通信类(SCC单板),光分插复用类(OADM单板),色散补偿模块和光放大类单板组成。支持PDH/SDH/SAN存储/PON/OTN/CPRI/以太网等多业务接入,并支持ANYGE业务汇聚,PON业务拉远等功能。OptiX OSN 1800光层调度方案为FOADML1电层支持2.5Gbit/s以下速率Any业务的调度;L2电层支持基于端口的EPLEPLAN业务,以及基于VLANStack VLAN EVPLEVPLAN业务的交换,并支持GE10GEL2层汇聚功能。

2.3  组网拓扑图


2.4  方案特点

(1) 链型组网,方便上下本地业务:本方案采用光分插复用设备组成的链形组网,可以使部分波长在本地上下业务,而其它波长则可继续传输,链形组网应用的业务类型与点到点组网类似,且更加灵活,可用于点到点业务,也可运用于简单组网形式下的汇聚式业务和广播业务。

(2) 设备主流,技术面涵盖广泛,切合高校人才培养需求:OptiX OSN 1800和OptiX OSN 6800是由国际ICT领导厂商华为技术有限公司研发,目前广泛应用在国家骨干网中。设备集成了 WDM 传送、ROADM100M40G 全颗粒调度、智能、40G、具有丰富的管理和保护等功能,是新一代智能OTN产品。

(3) 技术前沿,领先国内高校同类实训教学水平:OTN技术是当前全球传输骨干网最主流的技术,而国内高校在实训教学方面,普遍缺乏这方面的实训平台。通过该平台的搭建,不仅能使高校课程与行业同步,更能在国内同类院校中起到引领、示范的作用,这将对高校办学水平、师资力量、学生就业质量、就业率起到显著提高效果。

 

2.5 实训项目举例

实训1 波分设备内部连纤

通过本实验,让学生了解波分设备内部连纤方法,并能根据波分设备配置灵活的内部连纤。根据实验室的配置情况,确定按照点对点的链形方式来组网。根据实验室设备配置单板确定设备的内部连纤。

实训2 波分设备光功率调测

通过本实验了解波分设备对于光功率的要求,并通过实验演示调测过程,让同学了解波分设备光功率调测的方法。按照信号的流向顺序调测各个站点、各个单板的光功率值。根据单板的光功率、增益、插损等要求,排除线路和单板的异常衰耗。

实训3 ODU0非汇聚模式场景配置实验

通过本实验让学生掌握OTN的ODU0非汇聚工作模式、业务类型等,配置端口工作模式、配置端口类型、配置时隙配置模式、配置业务类型、配置客户侧LP口交叉、配置LP口波分侧ODU0级别交叉等

实训4 ODU1非汇聚模式场景配置实验

通过本实验让学生掌握OTN的ODU1非汇聚工作模式、业务类型等,在该模式下配置端口工作模式、配置端口类型、配置时隙配置模式、配置业务类型、配置客户侧LP口交叉、配置LP口波分侧ODU0级别交叉等

实训5 ODU1_ODU0模式场景配置实验

通过本实验让学生掌握OTN的 ODU1_ODU0工作模式、业务类型等,配置端口工作模式、配置端口类型、配置时隙配置模式、配置业务类型、配置客户侧LP口交叉、配置LP口波分侧ODU0级别交叉等

实训6 ODUflex非汇聚模式场景配置实验

通过本实验让学生掌握OTNODUflex非汇聚工作模式、业务类型等,配置端口工作模式、配置端口类型、配置时隙配置模式、配置业务类型、配置客户侧LP口交叉、配置LP口波分侧ODU0级别交叉等

实训7 网管配置网元和网络

在网管上上载实验室中的几个网元,上载成功后,即可对设备进行管理和配置。让学生熟悉网管的功能,掌握网管基本操作。

实训8 链形组网电交叉业务配置

通过本实验让学生掌握电交叉业务的配置,通过配置电交叉来测试一楼两个STM光口所带以太网专线业务的连通。

 

2.6 支撑的课程体系

(1)《光传送网(OTN)技术的原理与测试》

《光传送网(OTN)技术的原理与测试》系统地阐述了OTN技术的基本原理和应用,包括光网络发展现状、OTN技术发展的背景、OTN网络架构和开销、OTN业务映射方式、OTN交叉连接技术、POTN技术和应用研究、OTN管理和OAM机制的应用等,最后介绍了OTN测试技术。

(2)《光传输网络技术:SDHDWDM

第一部分SDH技术,主要介绍了SDH的基础理论知识、SDH网元设备逻辑组成及其信号告警流程、SDH网络及其自愈能力、SDH支撑网络和MSTP技术;第二部分DWDM技术,主要介绍了DWDM技术概要和实现DWDM通信的关键技术;第三部分传输网络新技术,主要对PTN技术、OTN技术和全光网络技术作了简单介绍;第四部分光网络传输性能和典型传输设备,主要介绍了光网络传输性能参数、光接口和电接口的测试、中兴及华为的传输设备;第五部分传输网络维护,主要介绍了传输网络维护整体要求、日常维护项目与注意事项、故障定位原则和方法、常见故障的处理和传输故障案例分析。

(3)新一代城域光传送技术》

基于SDH的多业务传送平台、城域DWDMOADMCWDM、弹性分组环RPR和城域光以太网等。这些具有不同的发展背景、不同的组网和业务承载能力,以及不同的网络应用环境的新一代城域光传送技术,正在逐步适应各种类型的城域网应用需求和运营商网络建设、维护、管理的需要,并已经在实际的网络应用中初步显露出各自的竞争优势。本书对上述新一代城域光传送技术的原理与特点、最新技术发展和网络应用进行了系统、深入的介绍。

(4)WDM超长距离光传输技术》

大容量WDM超长传输系统具有结构简单、功能强大、成本低等优点,是当前光通信领域研究和应用的热点,已引起运营商的关注。本书在作者承担并已完成的国家863关于WDM超长传输项目的基础上,结合作者的认识和积累,拟总结WDM超长传输的系统结构和关键技术而成。主要内容包括WDM超长距离光传输系统结构、超长传输系统中的光放大器技术、群速度色散和偏振模色散对系统的影响及其补偿技术、光纤的非线性光学效应对超长传输的影响以及减弱其影响的一些方法,各种新型调制格式在系统中的应用以及接收、均衡和纠错编码等技术。


3  实际运行的效果

1)提高了学生的实际动手能力

良好的光传送网(OTN)实训平台是实践教学的实施的基础,周密的实验管理和组织是实验质量的保证。通过校企联合共建光传送网(OTN)实训平台,结合当今通信发展的需要,模拟真实的环境,明显提高实践性教学效果,有效地培养了学生的创新意识和创新能力。

2)培养不同类型的通信人才

光传送网(OTN)实训平台的实训内容充分考虑到学生的专业以及今后的发展方向,为学生定制几个方向的实训内容,光传送网(OTN)实训平台根据不同的角色进行相应的实训内容,培养了不同类型的通信技术人才。

3) 成为有特色的培训基地

光传送网(OTN)实训平台即可以为学生提供实际动手能力的环境,也有能力为社会提供培训环境,通过这种特色教学和丰富的有针对性的实训内容,实现培养人才的目的。

(4) 丰富老师的专业知识,提高教学质量

由于光传送网(OTN)实训平台涵盖目前主要通信设备和技术,可以让老师系统地研究当前通信最前沿的技术动态和发展方向,并通过该实训基地将理论与实践有机地结合起来,编写出一套新颖的实训指导书,在深化教学改革方面取得较为明显的成效。

4  结束语

综上所述,通过建立光传送网(OTN)真实的网络环境,整合现有实验设备资源,优化组合和充分共享,实施实验室时间上的真正开放和实验内容(项目)的真正开放,全面增加学生的实践机会,尝试实验教学改革,提高实验教学质量,不仅迫在眉睫,而且十分必要。

基于学校人才培养定位,建设一套光传送网(OTN)真实的网络环境十分必要,通过对光传送网(OTN)系统的学习,可以掌握光传送网(OTN)的原理、业务流程、设备的安装调试及维护等,有利于学生就业。



参考文献R eferences)

[1]  李允博. 光传送网(OTN)技术的原理与测试[M.北京:人民邮电出版社. 2013.

[2]  刘国辉. 光传送网原理与技术[M.北京:北京邮电大学出版社.2014.

[3]  任海兰. 光传送网设备[M.北京:北京邮电大学出版社. 2014.

[4]  马铮. OTN组网技术及应用分析[J]. 中国新通信. 2014(12)

[5]  左庆. 光传输网络系统优化探讨[J]. 中国新通信. 2013(24)

[6]  马庆华. 浅析PTN系统组网[J]. 科技视界. 2013(22)

[7]  王尧OTN(光传送网)在铁路方面应用及发展综述[J]. 科技与企业. 2013(09)

[8]   刘成OTN在城域网中的应用探讨[J]. 移动通信. 2012(18)

[9]  OTN技术在全路骨干传输网应用的研究[J]. 铁道通信信号. 2012(05)

[10]   谢敏PTN城域网组网建设探讨[J]. 硅谷. 2011(16)

[11]   赖群.浅析OTN技术与电力通信[J]. 通信技术. 2011(10)

 

 

作者简介:万少云(1963-),男,广西柳州 ,大学本科,高级实验师, 实训中心主任,研究方向为通信技术、实训室建设与管理。

 

单位:广西柳州铁道职业技术学院

通信地址:广西柳州市鱼峰区文苑路2号柳州铁道职业技术学院

邮政编码:545616

电话:13207722769

Email地址:wanshaoyun2@sina.com


 

本刊创刊于1982年,是由自治区科技厅主管、自治区科技信息研究院主办,由自治区科技情报学会协办、国内外公开发行的省级综合性科技刊物,是反映内蒙古自治区科技与经济发展的窗口。杂志入选《中国期刊全文数据(CJFD)》全文收录期刊和《中国学术期刊综合评价数据(CAJCED)统计刊源期刊,《中国核心期刊(遴选)数据库》收录。本刊是公开发行的综合性科技期刊,为月刊,大16开本。本刊坚持以科技创新为目标,融科技、经济、信息、产业、市场为一体,是促进科技成果转化、推动科技进步、加强技术创新,促进经济发展的专业性期刊。