OTN PTN SDH PON网络架构 otn网络结构

目录

前言：

一、线形ODUk保护

（1）ODUk 1+1保护

（2）ODUk m：n保护 即（M个工作通道，N个保护通道）

二、环形ODUk保护

三、子网连接保护SNCP

1、ODUk SNC/I保护示意图

2、ODUk SNC/ N 保护示意图

3、ODUk SNC/ S 保护示意图

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前言：

OTN电层的保护：

• 电层保护这里指光数据单元ODUk的保护，与SDH保护相比，SDH保护的是虚容器VC，这里保护的是ODUk。
• ODUk保护利用OTN的电交叉能力，实现ODU信号的上路，下路，桥接，切换，直通控制功能。
• 它与光波长通道OCh保护的应用场合相同，主要区别在于:ODUk保护利用不同的ODU时隙构成保护通道，而OCh保护利用不同波长，这两种保护在不同的层次实施，一个在ODUk电交叉单元，一个在Och光交叉单元。ODUk保护通过检测OTU开销来判断业务状态，比光波长通道更准确。

一、线形ODUk保护

（1）ODUk 1+1保护

ODUk 1+1保护是指经支路接口单元和交叉单元后的客户信号，并发至线路接口的1个主用ODUk时隙和1个备用ODUK时隙，即发送至线路接口的1个主用Port口，和一个备用Port口，避免因主用ODUk时隙故障引起业务中断。

下图在电交叉单元分成两路，同时送到接收端，接收端选收（双发选收）

（2）ODUk m：n保护 即（M个工作通道，N个保护通道）

客户信号经过M个OTN线路单元，这些工作通道，共享N个保护通道。

1+1，1：n的保护时，保护通道是唯一的，所以两端的协议处理器可以直接按照协议字节进行倒换判断，

m:n线型保护时，倒换的头端和尾端的协议处理器需要根据约定的规则确定使用的保护通道号，在保护通道上传递协议消息，从而完成桥接和倒换，由于APS字节信息量有限，有些系统采用IP包传递APS信息。

二、环形ODUk保护

ODUk共享环保护SPRing

• 保护原理是一个业务占用两个不同的ODUk通道（业务工作通道和共享的保护通道），利用OTN帧中的 APS字节传递协议信息来控制故障时业务收发路径的倒换，从而实现对站点之间多条分布式业务的保护。
• ODUk SPRIng保护机制下，ODUk保护通道是共享的。当某工作通道出现故障时，就被倒换到发方向传输的保护通道中，共享保护环需要APS协议，正常情况下，共享保护通道既不穿工作通道信息，也不传额外业务，本身也不受保护。
• ODUk SPRing 保护与OCH SPRing相类似，在实现方式上，将预计光层保护的光交叉单元换成了ODU电交叉单元。

转向主要在线路比较长的场景下使用，就不需要绕过那么多的设备，减少时延

OCH保护与ODUk SPRing保护组网的比较

• ODUk SPRing利用OTN不通的ODU时隙进行保护（OCH SPRing利用波长）节约波长资源。
• ODU SPRing同一个业务可以发到3个不同的ODU时隙，收端根据3个时隙的质量选择最好的信号，保护性更强。
• 通过检测OTN开销来判断信号质量，比OCH SPR更准确。

OCH保护与ODUk的器件比较

OCH SPRing使用光交叉或者光开关进行倒换实现保护，通过OSC传递APS协议；

ODUk SPRing利用电层交叉实现保护，没有复杂的光纤连接，通过ODUk APS字节传递APS协议

APS（Actomatic Protection Switching）自动保护切换

ODU APS协议在OTN帧的位置及帧格式 4字节

L/S：长通道/短通道

T/H：头端/尾端

ODUk线性保护APS字节的字段值及含义

• 保护类型：ABDR：是第1字节的后4个比特。
• 被请求信号：指示那个通道请求保护，是需要倒换到保护通道传送的工作信号。
• 桥接信号：指示哪个工作通道被桥接到保护通道里。

ODUk共享环保护APS字节的字段值及含义：

两个相邻网元中的连接成为跨段 SPAN

三、子网连接保护SNCP

• SNCP（SubNetwork Connection Protection）是一种跨子网的保护机理，可以保护不同基本网络结构的组合。比如早期的SDH的SNCP典型应用于环带链网络结构。G.808.1中说明SNCP可用于任何物理结构（如：网状、环、或混合结构），可以应用于分层网络中的任何层。可以保护通道的一部分，也可以保护整个端到端的通道。
• 路径保护中的通道保护知识SNCP的一个特例，只对端到端的业务进行保护，而SNCP则对所有通道保护的场合都能胜任。

SNCP特点：

1. 专用保护，在光网络中需要两个专用通道，在头端工作通道和保护通道并行发送信号，尾端择优接收。
2. 可以用于任何物理结构的网络，（即网状网、环网或混合结构）及分层中的任何通道。
3. 采用通道开销，段开销，串联开销连接开销监测，对网络结构有比较强的适应性。
4. 可以与环网保护方式同时使用，增强可靠性。
5. 倒换条件都是本地的，无需使用APS协议，进而缩短了倒换时间。

SNCP的保护原理及类型

SNCP的保护原理是“双发选收”，在信号的接收端对发送端过来的两个信号源进行选择，接收通信质量好的那个信号。

与通道保护不同的是，通道保护的选收是在用户信号接口部分完成的，而SNCP的选收是在交叉连接部分完成的

SNCP分为如下几种：

1. SNC/I ，子网连接保护/固有监测
2. SNC/N， 子网连接保护/非介入监测
3. SNC/S，子网连接保护/子层监测

SNC/I： 子网连接保护/固有监测（1+1和1：n），I表示固有监测，指利用服务层网络固有可用信息启动客户层的保护倒换

SNC/N 非介入监测子网连接保护

N表示非介入监测，他对原来的客户层特性信息“只听”（不影响业务信号）以监视子网连接是否需要启动保护倒换。

（包含如下两种）

• SNC /Ne，非介入监测 端到端子网连接保护；
• SNC /Ns，非介入监测 子层子网连接保护。

1+1 / 1:1 SNC/S 子网连接保护/子层监测

S表示子层监测，通过检测子层得到信号的质量情况。

ODUk SNCP

ODUk 子网连接保护SNCP，当工作子网连接失效或性能劣于设定门限时，由保护子网代替，它主要进行跨子网业务的保护，保护方式与通道保护相似。

ODUk SNCP工作原理：

• ODUk SNCP利用电层交叉（交叉粒度为ODUk，k=0,1,2,3,4 flex）的双发选收进行保护，采用单端倒换，非恢复当时，倒换时间＜50ms，主要保护线路板一级以后的单元，不需要全网协议。
• 通过OTN SM/ PM/ TCM 开销上报的信号失效SF、信号劣化SD告警，例如LOS（信号丢失）、LOC(连接确认丢失)、OTUk_LOF(帧丢失)、OTUk_DEG（degradation劣化） /OVER（误码越限）等，来触发倒换。
• 基于ODUk的SNCP与网络拓扑关系不大，可应用于线型，环型，网孔型（MESH）。
• ODUk SNCP I/N/S 三种保护方式的区别在于检测OTN不同的开销状态作为保护倒换的条件，使ODU SNCP保护的应用范围更加灵活。

电层监控信号的范围：

触发ODUk SNCP保护倒换的OTN开销为PM、TCM、SM开销

• 端监测（SM）字节包含路径踪迹标识TTI、BIP-8、后向错误指示和输入帧定位错误指示BEI /BIAE。SM用于监测3R再生功能的相邻节点之间的系统状态。
• 通道监测（PM）字节包含路径踪迹标识、BIP-8、后向错误指示和状态字段。PM用于监视非OTUk的客户业务上下节点之间的系统状态。
• 串联连接监测（TCM）字节中的TTI、BIP-8和BEI/BIAE及BDI与段检测SM中含义相同，STAT的韩语与通道监控PM略有区别。TCM可以根据需要灵活的确定监视范围。
• 他们都是检测缺陷，误码，帧定位错误等

1、ODUk SNC/I保护示意图

SNC/I：子网连接保护/固有监测（1+1 和1:n），I表示固有监视，指利用服务层网络固有的可用信息启动客户层的保护倒换。

ODUk SNC/I 的倒换条件

• ODUk SNC/I的保护倒换触发条件是ODU SSF/SSD（服务器信号失效/劣化）
• ODUk SNC/I监测的系统固有可用信息PM 和SM，其中反映了连接状态、误码性能数据，信号丢失LOS、上游告警AIS等，当他们达到规定的门限，触发条件就满足，就自动倒换系统到备用。
• 当不需要配置ODU端到端保护，也不需要配置TCM子网应用时，选择SNC/I

光传送网可以被分解为若干个独立的传送层网络，相邻上下层网络之间具有客户/服务器的关系。

2、ODUk SNC/ N 保护示意图

SNC/N 包含如下两种：

• SNC /Ne，非介入监测 端到端子网连接保护；
• SNC /Ns，非介入监测 子层子网连接保护。

ODUk SNC/N 的倒换条件

• ODUk SNC/N的倒换触发条件都是ODU TSF/TSD（路径信号失效/劣化）
• SNC/Ne 监测PM（SF/SD）、SM（SF）段开销状态，当需要配置ODU的端到端保护时，选择SNC/Ne。
• SNC/Ns 监测TCM（SF/SD）、SM（SF）段开销状态，当需要在某个级别的TCM的应用范围内的一部分配置保护时，可采用SNC/Ns

3、ODUk SNC/ S 保护示意图

S表示子层监测，通过监视TCM得到信号的质量情况

ODUk SNC/S 的倒换条件

• ODUk SNC/s倒换触发条件为ODUkT SSF/SSD等
• SNC/S监测本层的TCM（SF/SD)、SM（SF）段开销
• 当不需要配置ODU端到端保护，但需要配置TCM子网应用时，选择SNC/S

SNC/Ns与SNC/s都使用本层的TCM作为倒换条件，应用上有什么区别？

• 在ODUk路径范围内任意2点间可以应用TCMi配置SNC/S，保护范围与所对应TCM级别的应用范围相同，不同级别的TCM可以重叠和嵌套应用。

• 当需要在某个级别的TCM的应用范围内的一部分配置保护时，可采用SNC/Ns，在产生TCMi的起始节点配置SNC/Ns

ODUk SNCP 子网连接保护与通道保护环的比较

1. 保护出发点不通，SCNP主要保护环间业务，通道保护环主要保护环上业务
2. 设备内部保护倒换点不同，SNCP在交叉板上完成选收动作，因此可以对线路上的业务进行保护，而通道保护是在支路上完成选收动作，因此只能保护下到本地的支路上的业务。
3. SNCP更加灵活，支持环带链、环相切、双节点保护DNI等。
4. SNCP有更大的覆盖面，是通道保护倒换PP的拓展，可以保护各种级别的业务。