OTN（光传送网）是一种基于**波分复用（WDM）**的大容量光传输技术，结合了SDH的运维管理优势和WDM的高带宽特性，广泛应用于骨干网、城域核心层及数据中心互联（DCI）。
1. OTN 的基本概念
1.1 定义
OTN 是由ITU-T（国际电信联盟）定义的标准化光传输体系（G.709/G.872），提供端到端的光通道管理，支持**电层（ODUk）和光层（波长）**的灵活调度，具备高可靠性、低时延和硬隔离特性。
1.2 核心思想
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电层（ODUk）：类似SDH的时分复用（TDM），提供子波长级（如2.5G/10G/100G）的精细颗粒调度。
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光层（波长）：基于WDM，支持单波长100G/400G/800G的超大带宽传输。
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硬管道隔离：不同业务（如金融、云服务）通过独立波长或ODUk通道隔离，避免相互干扰。
2. OTN 的体系结构
OTN 采用分层模型，分为光通道层（OCh）、光复用段层（OMS）、光传输段层（OTS），并在电层引入**ODUk（光数据单元）**实现精细管理。
2.1 OTN 分层架构
| 层级 | 功能 |
|---|---|
| 客户业务层 | 承载IP/以太网/SDH等业务信号。 |
| OPUk（光净荷单元） | 适配客户业务（如IP over OTN），提供速率匹配和开销管理。 |
| ODUk（光数据单元） | 提供端到端通道监控、纠错（FEC）和带宽划分（如ODU1=2.5G, ODU4=100G）。 |
| OTUk（光传输单元） | 增加FEC（前向纠错）和传输监控，确保长距离传输可靠性。 |
| 光通道层（OCh） | 基于波长（如1550nm）的光信号传输。 |
| 光复用段（OMS） | 多波长复用（DWDM/CWDM）后的光纤段管理。 |
| 光传输段（OTS） | 光放大器（如EDFA）和光纤的物理层管理。 |
2.2 OTN 帧结构（G.709）
OTN 的帧结构类似SDH，但增加了更强的FEC（前向纠错）和开销管理：
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OTUk帧：固定大小（4×4080字节），包含：
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FEC区域：提高误码率容忍度（传输距离提升30%以上）。
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开销（OH）：用于性能监控、故障定位（如SM、PM、TCM）。
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OPUk/ODUk：封装客户业务（如以太网、IP、FC光纤通道）。
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3. OTN 的关键技术
3.1 波分复用（WDM）
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DWDM（密集波分复用）：支持80~160波，单波100G/400G，系统容量可达数十Tbps。
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CWDM（粗波分复用）：成本低，适用于短距离（如城域接入）。
3.2 电层调度（ODUk交叉）
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ODU0（1.25G）：适用于小颗粒业务（如基站回传）。
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ODU2（10G）：常见于企业专线。
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ODU4（100G）：骨干网主流速率。
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FlexO（灵活OTN）：支持400G/800G等超高速率。
3.3 光层调度（ROADM/OXC）
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ROADM（可重构光分插复用器）：远程动态调整波长路径，提升组网灵活性。
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OXC（光交叉连接）：全光交换，减少电层转换，降低时延。
3.4 智能管控（SDN）
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OTN+SDN：通过软件定义网络（SDN）实现业务自动开通、带宽按需调整（BoD）。
4. OTN 的优势
| 优势 | 说明 |
|---|---|
| 超大容量 | 单纤支持数十Tbps（DWDM+400G/800G）。 |
| 硬隔离 | 波长或ODUk通道独享，安全性高（适合金融、政务专网）。 |
| 超低时延 | 透明传输，无协议转换（时延<1ms，适合高频交易、DCI）。 |
| 高可靠性 | 支持50ms保护倒换（类似SDH），FEC提升抗误码能力。 |
| 多业务承载 | 兼容以太网、SDH、FC、CPRI等业务，实现“一网多业务”。 |
5. OTN 的应用场景
5.1 骨干网/核心层传输
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运营商国干、省干网络（如中国移动的OTN国干网）。
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跨地域大数据量传输（如视频云、算力网络）。
5.2 数据中心互联（DCI）
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数据中心间400G/800G互联（如阿里云、腾讯云的DCI专线）。
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低时延需求场景（如金融交易系统）。
5.3 5G承载网
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5G中传/回传（通过ODUflex提供灵活带宽）。
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前传（部分场景采用OTN over WDM）。
5.4 专线服务
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政企专线（高安全、低时延需求，如银行、政府）。
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国际海缆通信（超长距+海底中继）。
6. OTN vs. PTN vs. SDH
| 特性 | OTN | PTN | SDH |
|---|---|---|---|
| 技术基础 | WDM+ODUk电层 | MPLS-TP/IP | TDM（时分复用） |
| 带宽 | 100G~800G/波长 | 10G~100G | 155M~40G |
| 时延 | 超低（µs级） | 低（ms级） | 低（ms级） |
| 隔离性 | 硬隔离（波长/ODUk） | 软隔离（VPN） | 硬隔离（VC-12/VC-4） |
| 主要应用 | 骨干网、DCI | 移动回传、城域汇聚 | 传统专线、2G/3G回传 |
7. 未来演进（OTN 3.0）
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速率提升：单波1.6Tbps（基于硅光技术）。
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全光网（All-Optical）：减少电层转换，降低功耗。
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AI运维：结合AI实现故障预测和智能调优。
总结
OTN 是光通信领域的“高速公路”，适用于超高速、低时延、高可靠的核心网络需求，尤其在5G、算力网络、金融专线等领域不可替代。其技术核心在于电层（ODUk）精细管理+光层（WDM）大容量传输，未来将继续向更高速率和智能化方向发展。
（C++/Java题解）)
