通信工程师传输与接入考试OTN的帧结构

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2.4.3  OTN的帧结构
1．数字封包
ITU-T G.709中定义了OTN的NNI接口、帧结构、开销字节、复用以及净负荷的映射方式。如前所述，为了在OTN中实现灵活的OMAP，OTN专门引入了一个OCh层，在该层采用数据封包(Digital Wrapper)技术将每个波长包装成一个数字信封,每个数字信封由三部分组成，如图2.17所示。

(1) 开销部分(Overhead)：位于信封头部，装载开销字节。利用开销字节，OTN节点可以通过网络传送和转发管理、控制信息、执行性能监视，以及其他可能的基于每波长的网络管理功能。
(2)  FEC部分：位于信封尾部，装载前向差错校正码FEC(Forward Error Correction)，FEC部分执行差错的检测和校正，与SDH/SONET中采用的BIP-8(Bit Interleaved Parity)错误监视机制不同，FEC有校正错误的能力，这使得运营商可以为支持不同级别的SLA(Service Level Agreement)。通过最大限度地减少差错，FEC在扩展光段的距离、提高传输速率方面扮演了关键的角色。
(3) 净负荷部分：位于Header和Trailer之间，它承载现有的各种网络协议数据包，而无需改变它们，因此OTN是独立于协议的。
2．OTN的帧结构
OTN中的帧被称为光信道传送单元(OTU：Optical Channel Transport Unit)，如前所述，它是通过数字封包技术向客户信号加入开销OH(Overhead)和FEC部分形成的。在G .709中，定义了三种不同速率的OTU-k(k=1，2，3)帧结构，速率依次为2.5 Gb/s、10 Gb/s、40 Gb/s。
如图2.18所示，在OTN中客户层信号的传送经历如下过程：

(1) 客户信号加上OPU-OH形成OPU(Optical Channel Payload Unit)。
(2)  OPU加上ODU-OH后形成ODU(Optical Channel Data Unit)。
(3)  FAS(Frame Alignment Signal)、OTU-OH、FEC加入ODU形成OTU。最后再加上OCh层非随路的开销(通过OSC传送)，完成OTU到OCh层的映射，并将其调制到一个光信道载波上传输。
我们看到一个OTUk由以下三部分实体组成：

(1)  OPUk：由净负荷和开销组成，净负荷部分包含采用特定映射技术的客户信号，而开销部分则包含用于支持特定客户的适配信息，不同类型的客户都有自己特有的开销结构。
(2) ODUk：除OPUk外, ODUk号包含多个开销字段，它们是PM(Path performance Monitoring)、TCM (Tandem Connection Monitoring)和APS/PCC(Automatic Protection Switching/Protection Communication Control channel)等。
(3)  OTUk：除ODUk外，还包括FEC和用于管理及性能监视的开销SM(Section Monitoring)。FEC则基于ITU-T G.975建议的Reed Solomon算法。
3．OTN的时分复用
OTN的时分复用采用异步映射方式，规则如下：四个ODU1复用成一个ODU2，四个ODU2复用成一个ODU3，即16个ODU1复用成一个ODU3。图2.20描述了四个ODU1信号复用成一个ODU2的过程。包含帧定位字段(Alignment)和OTU1-OH字段为全0的ODU1信号以异步映射方式与ODU2时钟相适配，适配后的四路ODU1信号再以字节间插的方式进入OPU2的净负荷区。加上ODU2的开销字节后，将其映射到OTU2中，最后加上OTU2开销、帧定位开销和FEC，完成信号的复用。

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