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OTN 接口在路由器上应用的技术分析

来源:未知 编辑:admin 时间:2019-06-16

  光通信系统与网络技术OTN 接口在路由器上应用的技术分析 (中讯邮电咨询设计院有限公司,北京100048 摘要:国内多个运营商骨干路由器网络的互联接口普遍采用SDH (同步数字体系)接口,而非以太网接口来简化网络的运维管 理。文章通过对高速率传送技术及光接口格式的分析,提出在骨干路由器网的高速互联接口采用 OTN (光传送网络)接口格 式的技术可行性和在路由器上需要支持的 OTN 开销建议。对路由器的 OTN 接口的各项功能和能力进行了实验室测试,验 证了根据现有标准规范开发的路由器 OTN 接口在功能、能力和互通性等方面可以满足骨干路由器网络的维护管理需求。 关键词:光传送网;接口;路由器 中图分类号: TN915.05 文献标志码: 文章编号:10058788 06002103Technicalanal sisofapp licationsofOTNinterfacesinrouters WangHaijun ChinaInformationTechnologyDesigning&ConsultingInstituteInc. butnotEthernetinterfacesfortheirbackbonerouternetworkinterlinks maintenanceandmanagement.Onthebasisofanalyzinghighratetransporttechnologiesandopticalinterfaceformats thispaperdiscusesthetechnicalfeasibilityofadoptingOTNinterfaceformatinhighrateinterlinksofbackbonerouternetworksandtheneedofsupportingOTNoverheadintherouters.Itconductslaboratory testsonthefunctionsandcapabilitiesoftheOTNinterfacesoftheroutersofseveralvenders verifyingthatroutersdevelopedincomplianceoftheexistingstandardsandspecificationssatisfytherequirementsforthemaintenanceandmanagementofback bonerouternetworksintermsoffunctions capabilitiesandinterworking.Keywords 引言国内外主要电信运营商在骨干路由器网络中常 采用 SDH (同步数字体系)类接口作为路由器中继 链路接口,运营商的维护人员普遍认为 SDH 口有丰富的开销,与以太网类接口相比,能够更快速地实现网络故障的分析和定位。 100Gbit 速率的路由器已经开始在国内运营商骨干网中规模应用。国际标准定义的 100Gbit 速率接口只有100GE (十万兆以太网)接口和 OTN (光传送网)结构的 OTU4 (光传送单元 -4 )接口,在 IEEE (美国电气和电子工程师协会)标准 802.3ba 100GE接口的规范中简单提到了研究采用 OTN 接口,但路由器设备商对采用 OTN 接口还存 在需求和技术可行性方面的疑虑。 本文通过对高速以太网接口和 OTN 接口的 OAM (操作管理维护)能力进行比较分析,提出了在 路由器上采用 OTN 接口的技术可行性和开销支持 建议,并联合思科等公司开发了支持 OTN 接口的 路由器,通过实验室测试验证了根据现有标准规范 开发的路由器 OTN 接口在功能、能力和互通性等 方面可以满足骨干路由器网络的维护管理需求。 各类路由器接口的OAM 特点 路由器设备常用的接口包括以太网接口和 SDH 接口两大类。 1.1 以太网类接口 虽然 IEEE 等标准化组织不断地补充完善以太 OAM机制,但仍存在以下问题:( )以太网没有基于开销的 OAM 机制,多数 OAM 功能主要通 过专门的 OAM 报文来完成,不同厂商、不同类型的 设备对以太网 OAM 功能的支持能力有差异,造成 以太网链路传输层 OAM 功能实现的障碍。( OAM没有对链路层分段或层级的机制,在长 途骨干路由器网络中,一条路由器互联链路会经过 多个 WDM (波分复用)或 OTN 子网,而多个 WDM OTN子网可能还属于不同供应商的产品,这使 得以太网链路的 OAM 功能实现会存在一定的缺 陷,如图 所示。图中,若路由器 R1 R2间的互联链路采用以 太网接口,那么在与 WDM OTN相连时,采用以太 接口,WDM OTN子网网络内部和子网间采用 收稿日期: 20130705 作者简介:王海军( 1970 ),男,河南郑州人,高级工程师,工学硕士,主要研究方向为光通信网络的规划、设计和新技术应用研究。 STUDYONOPTICALCOMMUNICATIONS2013.12 OTN接口。 R1 OTU R2 站点 WDM/TN子网 WDM/TN子网 TU2TU TU4 路由器互联链路采用WDM OTN承载示意图 在这样的组网中,路由器之间希望其链路层 OAM 能够直达,不希望 WDM OTN重置其 OAM 信息。在路由器与 WDM OTN的互联段, WDM OTN只能监测以太网的 OAM 信息,但不应该对其 进行改变,这种方式比较难以实现网络分段维护管 理和故障判断。 1.2 SDH 类接口 路由器的 SDH 类接口在 SDH 开销字节支持 上比标准 SDH 开销简单,相当于简化的 SDH 口,能够提供分层、分段和基于帧开销的OAM 段,可以满足路由器网络快速进行链路层故障定位和处理的需求。 中,若路由器R1 R2间的互联链路采用 SDH 类接口,那么在与 WDM OTN网络相连时, 采用 SDH 接口, WDM OTN子网网络内部和子网 间采用 OTN 接口。 在这样的组网中,路由器与 WDM OTN网络 之间的互联链路可以通过 SDH SOH(段开销)实 现对该段链路的维护管理和故障定位;路由器之间 可以通过 SDH POH(通道开销)实现端到端的维 护管理和故障定位。 SDH接口的发展存在以下问题:( SDH网络的最高速率为 10Gbit sSDH接口 主要用于路由器和为路由器提供通道的 WDM OTN网络。业界已经没有开发和应用更高速率 SDH 接口的动力,超 40Gbit 接口无法采用SDH 技术实现。( SDH接口采用 VC4 (虚拟容器等 )级联机制,链路层封装采用GFP (通用成帧规 PPP(点对点协议)和 HDLC (高级数据链路控 制规程)等方式,电路复杂,成本高,集成度难以提 高,且不能保证对以太网帧的全透明传送。 路由器上采用OTN 接口的可行性 OTN 接口可将 GE 100GE高速业务直接封装到相应大小的容器中,效率更高, 成本也更低,集成度将会比基于 SDH 的接口更高。 OTN 帧结构中定义了丰富的分层分段开销,可 以实现不亚于 SDH 的链路层 OAM 功能。在图 所示的场景下,路由器采用OTN 接口,可以通过 OTU 层开销实现路由器与 OTN OTN子网内 OTN子网间分段双向 OAM 功能,在路由器 之间通过 ODU (光信道数据单元)层开销可实现对 路由器间链路的端到端 OAM OTN标准规范了对 GE 100GE等以太网信号的映射封装方式,可实现对以 太网包的全透明传送,也降低了路由器采用 OTN 接口的成本。 路由器OTN 接口的 OTN 开销需求 OTN 开销包括帧定位、 OTU OPU(开销处理单元)层开销,如图 OTUk帧结构,帧定位和 OTUk 开销 光通信研究2013年 ODUk帧结构, ODUk OPUk开销 3.1 FA 开销 FA 开销用于帧定位,所有 OTN 接口都必须支 3.2OTU 开销 OTU 开销可实现对路由器与 OTN 间的互联 端口或路由器中继链路采用光纤直驱方式下路由器 中继链路端到端性能的监测、实现性能和故障的分 段检测。 OTU 开销主要包括 部分,除了保留字节RES 无定义外,另两部分定义如下:( 节):其中TTI 只在源/宿路径终端间的信道存在改 变的可能性时才需要,路由器设备作为 OTN 户设备,不要求支持。BIP8 IAE用于 OTU 段性能监测,路由器应支持。( 字节):该通道是透明的,可用于承载OTUk 端点间的管理信息等。一般情况下,路由器 不需要应用该开销。 3.3 ODU 开销 ODU 开销可实现对路由器中继链路端到端性 能的监测。它主要包括以下内容:( 节):其中TTI 只在源/宿路径终端间的信道存在改 变的可能性时才需要,在路由器中继链路较长、中间 经过传输网多次转接的情况下,可用于判断中继链 路是否符合预期,建议路由器支持该开销。 BIP8 STAT用于 ODU 层性能和状态监测, 路由器应支持。( 字节):通用通信通道,该通道是透明的,可用于承载 ODU 端点间的管 理信息等。一般情况下,路由器不需要应用该开销。 TCM:主要在 OTN 内部使用,路由器不需要应 用该开销。( 字节):故障类型及故障定位上报通信通路,路由器应支持该开销。( 字节):路由器一般不提供基于OTN 的保护功能,不需要支持该开销。 3.4 OPU 开销 OPU 开销( 字节)主要用于传送PSI 信号,用 于指示 OPUk 的净荷类型及映射和级联方式,路由 器设备应支持该开销。 结束语基于运营商对路由器接口链路层 OAM 求,本文分析了以太网、SDH OTN接口的 OAM 特点,提出在路由器上采用 OTN 接口的建议,并对 OTN 接口开销功能进行了分析,提出了路由器采用 OTN 接口需要支持的开销字段。在研究过程中得 到思科、华为和 Juniper 等多个厂商的支持,并提供 支持 10 速率OTN 接口的路由器进行测 试,结果表明,路由器上可以实现文中提出的开销功 能,并实现路由器间、路由器与 OTN 设备间的良好 互通。 参考文献: 19902009,光传送网( OTN )总体技术要求

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