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第二节 OTN设备的功能结构
一、OTN设备的分层
按照OTN技术的网络分层，可分为光通道层、光复用段层和光传送段层三个层面。另外，为了解决客户信号的数字监视问题，光通道层又分为光通道传送单元(OTUk)和光通道数据单元(ODUk)两个子层，类似于SDH技术的段层和通道层。因此，从技术本质上而言，OTN技术是对已有的SDH和WDM的传统优势进行了更为有效的继承和组合，同时扩展了与业务传送需求相适应的组网功能，而从设备类型上来看，OTN设备相当于SDH和WDM设备融合为一种设备，同时拓展了原有设备类型的优势功能。
其中光通道层OPUk到OCh的映射过程为：
客户层设备 Client 接口 OPUk 映射 OPUk->ODUk 适配 4×ODUj-> OPUk复用 OPUk-> ODUk适配 OCh OTUk ->OCh适配 信号 图5-1 光通道层OPUk到OCh的映射过程
注：OPUk映射：OPUk Payload加OPUkOH； OPUk->ODUk适配：OPUk加ODUk；
光复用段层：OMS层网络通过OMS路径实现光通路在接入点之间的传送，其特征信息包括OCh层适配信息的数据流和复用段路径终端开销的数据流，均为逻辑信号，采用n级光复用单元（OMU-n）表示，其中n为光通路个数。光复用段中的光通路可以承载业务，也可以不承载业务，不承载业务的光通路可以配置或不配置光信号。
OMS层网络的传送功能和实体主要由OMS路径、OMS路径源端（OMS_TT源端）、OMS路径宿端（OMS_TT宿端）、OMS网络连接（OMS_NC）、OMS链路连接（OMS_LC）等组成。OMS层网络的终端包括路径源端、路径宿端、双向路径终端三种方式，主要实现传输质量的评估、传输缺陷的指示和检测等功能。
光传送段层：OTS层网络通过OTS路径实现光复用段在接入点之间的传送。OTS定义了物理接口，包括频率、功率和信噪比等参数，其特征信息可由逻辑信
号描述，即OMS层适配信息和特定的OTS路径终端管理/维护开销，也可由物理信号描述，即n级光复用段和光监控通路，具体表示为n级光传输模块（OTM-n）。
OTS层网络的传送功能和实体主要由OTS路径、OTS路径源端（OTS_TT源端）、OTS路径宿端（OTS_TT宿端）、OTS网络连接（OTS_NC）、OTS链路连接（OTS_LC）、OTS子网（OTS_SN）、OTS子网连接（OTS_SNC）等组成，其中OTS_SN和OTS_SNC仅在实现OTS 1＋1 NC保护时出现。
OTS层网络的终端包括路径源端、路径宿端、双向路径终端三种方式，主要实现OTS连接的完整性验证、传输质量的评估、传输缺陷的指示和检测等功能。 二、OTN常用技术原理 （一）FEC和AFEC技术
FEC技术简单来说是一种纠错编码技术，它采用RS码，在每255字节中最多可以纠错8个任意位置的字节错，具有相当强的纠错能力。FEC技术的采用，可以纠正信号传输过程中产生的误码，提高接收端光信号的信噪比容限，延长中继段距离。
（二）掺铒光纤放大技术
掺铒光纤放大器采用增益锁定技术和瞬态控制技术，使每个通道的信号增益与光纤内总的通道数量无关，并且在增加通道或减少通道时基本上能避免已有通道突发误码。 （三）拉曼放大技术
光纤拉曼放大器是受激拉曼散射的一个重要应用。由于石英光纤具有很宽的受激拉曼散射增益谱，且在13THz频率附近有一较宽的主峰。如果一个弱信号和一个强的泵浦波在光纤中同时传输，并且他们的频率之差处在光纤的拉曼增益谱范围内，弱信号光就可以得到放大，这种基于受激拉曼散射机制的光放大器被称为光纤拉曼放大器。光纤拉曼放大器总是和掺铒光纤放大器联合使用，位于DWDM系统的接收端。
三、OTN设备的电层保护 （一）通用参数
和保护有关的参数有大家比较熟悉的参数如倒换时间、等待恢复时间等，也有特有的一些参数，如拖延计时器等。下面简单介绍一下这些参数。
1、拖延计时器
拖延计时器主要用于对于信号的嵌套保护，通常是希望内层保护在外层保护之前完成。拖延计时器由保护组的SD/SF条件触发运行，并且在运行时不可被重设。拖延计时器的取值在0到10秒之间，可通过网管界面以100毫秒为步长进行调整。
2、等待恢复时间
在返回工作模式下，为防止抖动的缺陷引起频繁的保护倒换动作，在失效的工作通道的故障消失后，正常业务信号再次使用工作通道之前，应经过一个固定周期时间。这个周期，称为等待恢复（WTR）周期，它的范围在0－12分钟，可由用户设置。
SF或SD状态的优先级高于WTR，可以覆盖WTR。
在返回工作模式下，当失效的工作通道不再处于SD或SF的情况下，将激活本地的等待恢复状态，将正常业务信号保持在保护通道上，并且进行计时，当计时器溢出时将业务信号倒换到工作通道。当出现任何较高优先级的请求时，等待恢复计时器应该提前失效。此时按照较高优先级的请求进行倒换。
3、保护的操作类型
操作类型可以是返回（revertive）操作类型，也可以是不返回（non-revertive）操作类型。
对于返回操作类型，当倒换请求终止时候，业务总是返回到（保持在）工作通道上。对于外部命令清除的情况，回复操作将立即执行。对于故障消失的情况，回复操作将等待WTR时间后进行。
对于不返回操作类型，当倒换请求终止的时候，业务不需要返回到工作通道上。
部分保护方案固有地具有返回操作类型，但是也有部分保护方案可以具有返回操作类型，或者不返回操作类型。
不返回操作类型的好处是对于业务的影响较小。但在某些情况下更适合采用返回操作类型：
保护通道资源可能被用于其它更紧急需求的情况，例如，保护通道资源被用于其它业务恢复操作；
保护通道资源可能被频繁重新规划的情况；
保护通道资源的性能与工作通道资源有显著差别的情况。例如，与工作通道资源相比，保护通道资源具有糟糕的误码性能，或者具有较长的时延。
4、倒换类型
倒换类型可以是单向倒换（unidirectional switching）类型，也可以双向倒换（bidirectional switching）类型。
对于单向倒换类型，源端与宿端的选择器操作独立的；对于双向倒换类型，源端与宿端需要进行一定的协调确保两端的桥接、倒换操作是一致的。双向倒换需要使用APS信令通道进行协议报文交互。
5、倒换性能
对于1+1保护类型，一旦检测到启动倒换事件，保护倒换应在50ms内完成。 对于1：N保护类型与环网保护类型，在同时满足如下条件的基础上，一旦
检测到启动倒换事件，保护倒换应在50ms内完成：
单跨段故障，且节点处于空闲状态 光纤长度小于1200公里 没有额外业务
在对上述参数了解的基础上，下面的章节里依次介绍OTN电层的各种保护。OTN的保护借鉴于SDH，分为线性保护和环网保护，其中按照告警的层次还分为OCH层保护和ODUk层保护。 （二）OTN设备的电层保护
和原有的波分设备相比，具备电层的交叉功能和保护功能是OTN设备最明显的特点。
OTN设备的保护按照大类可以分为设备级保护和网络级保护，设备级保护包括电源保护、时钟交叉盘的1+1保护和管理盘的1+1保护；网络级保护可以分为光线路保护、光通道保护、光复用段保护和电层的网络级保护。
以下着重介绍电层的网络级保护。
电层的网络级保护按照保护组网的方式分为线性保护和环网保护；按照告警的层次还可以分为OCh层保护和ODUk层保护。具体有6种保护，分别为：OCh 1+1、OCh m:n、OCh Ring、ODUk 1+1、ODUk m:n、ODUk Ring。
各种保护倒换的执行共有五种触发条件，按照各触发条件的优先级，由高到低依次如下：清除倒换→锁定倒换→强制倒换→自动倒换→人工倒换，其中自动倒换是系统内部根据倒换条件自动触发的，锁定、强制以及人工倒换需要通过下发网管命令作为系统测试和维护的方法，也可以通过网管下发清除倒换命令清除以上三种人为下发的外部倒换命令。
各种保护倒换触发条件说明如下：
自动倒换：当业务工作于工作通道光纤上时，如果工作通道失效而保护通道正常时，业务倒换至保护通道；当工作通道和保护通道都失效时，业务停留在后发生故障的通道。工作方式可设置为返回和不返回两种。
锁定倒换：无论工作、保护通道是正常还是故障，都可以将业务从当前通道强制切换到另一通道。即将业务从工作通道强制倒换到保护通道或者从保护通道强制切换到工作通道。
人工倒换：下发命令人工倒换到工作通道或者保护通道光纤，由于该倒换功能的优先级较自动倒换低，所以人工倒换只在工作、保护通道都正常的情况下有效。
清除倒换：清除以上的三种外部倒换命令及自动倒换的等待恢复时间。下发清除倒换命令后系统根据工作及保护通道的状态、保护组设置的恢复模式重新进行判断，确定业务工作的通道及相应的倒换状态。