华为 OTN G.709协议解读V1.1.doc

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1、资料编码产品名称使用对象产品版本编写部门光网络技术支持部资料版本G.709协议解读V1.1拟 制：日 期：审 核：日 期：审 核：日 期：批 准：日 期：华为技术有限公司版权所有 侵权必究修 订 记 录日 期修订版本作 者描 述2005-01-17V1.0刘建堂初稿2005-02-21V1.1刘建堂加入维护方面的内容目录1G.709协议和其它标准的关系61.1OTN定义61.2相关标准61.3标准之间的关系62OTN功能模块简介72.1OTU功能模块72.2光复用段功能模块72.3光传送功能模块72.4OTM的线路信号82.5举例说明：83映射结构83.1OTM的复用/映射结构83.2OTM的

2、比特率及容量94OTUk和ODUk的帧结构94.1帧定位开销字节104.2OTUk开销字节104.2.1SM开销字节104.2.2GCC0通用通信通路字节154.2.3RES保留字节154.3ODUk开销字节154.3.1GCC1/GCC2通用通信通路字节154.3.2TCM串联直通连接监视信号154.4TCMAPS/PCC自动保护倒换/保护通信通路164.5FTFL故障类型及故障定位上报通信通路164.6EXP实验用开销194.7RES保留信号：默认设置为全0。194.8OPU开销字节194.9PSI净荷结构标识194.10OPUk映射调整控制（JC）开销195维护205.1维护信号205.

3、2OTS维护信号205.3OMS维护信号205.4OCh维护信号205.5OTUk维护信号215.6ODUk维护信号216和G.709协议相关的告警246.1FAS帧告警：OTU_LOF/OTU_OOF246.2MFAS复帧告警：OTU_LOM/OTU_OOM246.3OTU层SM段TTI失配告警：SM_TIM246.4ODU层PM段TTI失配告警：PM_TIM246.5OTU层SM段BDI后向缺陷指示：SM_BDI246.6ODU层PM段BDI后向缺陷指示：PM_BDI246.7OTU层SM段BEI 后向错误指示：SM_BEI256.8ODU层PM段BEI 后向错误指示：PM_BEI256.

4、9OTU层SM段IAE引入校准错误：SM_IAE256.10ODU层PM段IAE引入校准错误：PM_IAE256.11OTU层SM段误码过限告警：SM_BIP8_OVER256.12ODU层PM段误码过限告警：PM_BIP8_OVER256.13OTU层SM段误码劣化告警：SM_BIP8_SD256.14ODU层PM段误码劣化告警：PM_BIP8_SD256.15OTU_AIS 告警256.16ODU_AIS 告警26关键词：G709摘 要：对G709协议的内容进行描述缩略语清单：OTNOptical Transport Network光传送网APSAutomatic Protection S

5、witching 自动保护倒换BDI Backward Defect Indication 后向缺陷指示BEI Backward Error Indication 后向错误指示FECForward error correction 前向纠错IAE Incoming Alignment Error 引入校准错误OCC Optical Channel Carrier 光通道载体OCG Optical Carrier Group 光通道载体组OCh Optical channel with full functionality全功能光通道ODU Optical Channel Data Unit 光

6、通道数据单元OMS Optical multiplex section 光复用段 OMU Optical Multiplex Unit 光复用单元OPS Optical Physical Section 光物理段OPU Optical Channel Payload Unit 光通道净荷单元OSC Optical Supervisory Channel 光监控通道OTH Optical transport hierarchy 光传送体系OTS Optical transmission section 光传送段OTU Optical Channel Transport Unit 光通道传送单元P

7、CC Protection Communication Channel 保护通信通道PM Path Monitoring 通道监视PT Payload Type 净荷类型SM Section Monitoring 段监视TCM Tandem Connection Monitoring 串接监视TTI Trail Trace Identifier 路径追踪标识符API Access Point Identifiers 接入点标识符 BIP Bit Interleaved Parity 比特间插奇偶校验DAPI Destination Access Point Identifier 源接入点标识符

8、参考资料清单：无。G.709协议解读V1.11 G.709协议和其它标准的关系1.1 OTN定义An Optical Transport Network (OTN) is composed of a set of Optical Network Elements connected by optical fibre links, able to provide functionality of transport, multiplexing, routing, management, supervision and survivability of client signals, accord

9、ing to the requirements given in Rec. G.872.由一系列光网元经光纤链路互联而成，能按照G.872的要求提供有关客户层信号的传送，复用，选路，管理，监控和生存性功能的网络称为光传送网。1.2 相关标准G.709建议是ITU-T对OTN（ OPTICAL TRANSPORT NETWORK，光传送网）接口的标准化可用做OTN设备的UNI（ User to Network Interfaces，用户网络接口）及NNI（Network Node Interfaces，网络节点接口）接口单元仅界定了对操作管理光层子网所必须的开销功能，对与光技术发展相关的方面接口

10、未加限定。表1 相关标准项 目PDHSDHATMOTN建议的框架G.871元件和子系统G.661, G.662, G.663, G.671G.661, G.662, G.663, G.671G.661, .662, G.663, G.671功能特性G.706, G.73x, G.74x, G.75x, G.821, G.822, G.823, G.824, G.826G.783, G.784, G.813, G.825, G.826, G.958, G.EPRMS I.731, I.732 G.681, G.798物理层G.703G.703, G.957, G.691G.703, G.957,

11、 I.432G.691,G.692, G.664,G.959.1 总体结构G.803, G.805G.805, I.326G.872, G.873结构和映射G.704, G.73x, G.74x, G.75x, G.804G.707, G.832I.361, I.362, I.363, I.610G.709管理G.774-x, G.784, G.831I.751G.874, G.8751.3 标准之间的关系图1. 标准间关系2 OTN功能模块简介Clinet、OPUk、ODUk、OTUk、OCC、OMSn、OTSn这些缩写都是G.709协议中的数据适配器，可以理解成一种特定速率的帧结构，相当于

12、SDH复用中的各种虚容器（VC12/VC3/VC4）。图2. OTN结构关系图2.1 OTU功能模块波分设备中的发送OTU单板完成了信号从clinet到OCC的变化；波分设备中的接收OTU单板完成了信号从OCC到clinet的变化；客户侧信号进入client，Client对外的接口就是DWDM设备中的OTU单板的客户侧，其完成了从客户侧光信号到电信号的转换。Client加上OPUk的开销就变成了OPUk；OPUk加上ODUk的开销就变成了ODUk；ODUk加上OTUk的开销和FEC编码就变成了OTUk；OCC完成了OTUk电信号到发送OTU的波分侧发送光口送出光信号的转换过程2.2 光复用段功

13、能模块波分设备中的合波模块（合波器、OADM的上波部分）完成了从多个独立的特定波长信号转换为主信道信号的过程，即OMSn（光复用段）的复用功能；波分设备中的分波模块（分波器、OADM的下波部分）完成了从主信道信号转换为多个独立的特定波长信号的过程，即OMSn（光复用段）的解复用功能；从发送站点的合波模块输入光口到接收站点的分波模块输出光口之间的光路属于复用段光路，即OMSn段管理的范围。2.3 光传送功能模块从合波模块的输出到监控板接入OSC（监控）信号之间是OTSn（光传送段）；从OSC（监控）信号输出光口到分波模块输入光口之间是OTSn（光传送段）；从发送站点的合波模块的输出到接收站点的分

14、波模块之间是OTSn管理的范围2.4 OTM的线路信号OTSn的输出信号是一种没有OSC功能的信号，即OTMnr.m信号：n表示OTM最高容量时承载的最大波数，m表示OTM传送的单个波长的最大速率，r表示该OTM是去掉了部分功能，这里表示去掉了OSC功能；OTSn的输出信号加上OSC信号就变成了完整功能的OTMn.m信号。OPS0相当于OCC，但是经过OPS0后的信号不是特定波长信号，即不是波分标准规定的波长。采用G.709协议的非DWDM设备都有OPS0这个功能块，例如SDH的某些线路单板，数据通信的某些线路单板。OPS0的输出信号OTM0.m是OTMn.m的一个特例。2.5 举例说明：以1

15、60G说明LWF的功能模块有Client、OPUk、ODUk、OTUk和OCC；完成从客户侧信号到特定波长信号以及特定波长信号到客户侧信号的转换功能；M40/D40/MR2完成了OMS功能，即完成了信号的复用解复用功能；放大器OAU/OBU/OPU等完成了OTS功能，即完成了信号的传送准备工作放大功能；SC1/SC2/TC1/TC2完成了OSC功能，即独立的监控信道功能；放大器的输出信号如果直接进入光缆传送，则该信号就叫OTMnr.m。放大器的信号和OSC信号经过FIU的处理，从OUT光口输出的信号就叫OTMn.m信号。3 映射结构3.1 OTM的复用/映射结构图3. OTM的复用/映射结构3

16、.2 OTM的比特率及容量表2 OTU类型及容量OTU typeOTU nominal bit rateOTU bit rate toleranceOTU1255/238 * 2 488 320 kbit/s 20 ppmOTU2255/237 * 9 953 280 kbit/sOTU3255/236 * 39 813 120 kbit/sNOTE - The nominal OTUk rates are approximately: 2 666 057.143 kbit/s (OTU1), 10 709 225.316 kbit/s (OTU2) and 43 018 413.559 kb

17、it/s (OTU3).表3 ODU类型及容量ODU typeODU nominal bit rateODU bit rate toleranceODU1239/238 * 2 488 320 kbit/s 20 ppmODU2239/237 * 9 953 280 kbit/sODU3239/236 * 39 813 120 kbit/sNOTE - The nominal ODUk rates are approximately: 2 498 775.126 kbit/s (ODU1), 10 037 273.924 kbit/s (ODU2) and 40 319 218.983 kbi

18、t/s (ODU3).表4 OPU类型及容量OPU typeOPU Payload nominal bit rateOPU Payload bit rate toleranceOPU12 488 320 kbit/s 20 ppmOPU2238/237 * 9 953 280 kbit/sOPU3238/236 * 39 813 120 kbit/sNOTE - The nominal OPUk Payload rates are approximately: 2 488 320.000 kbit/s (OPU1 Payload), 9 995 276.962 kbit/s (OPU2 Pay

19、load) and 40 150 519.322 kbit/s (OPU3 Payload).4 OTUk和ODUk的帧结构OTUk/ODUk的帧格式如下图，是一个4行4086字节列的一个矩阵。其中1到16字节列是开销字节，17到3824字节列是净荷数据，3825到4080字节列是FEC的编码数据，下面分别来说明一下OTUk和ODUk的开销：图4. OTN结构关系图4.1 帧定位开销字节OTUk/ODUk帧定位开销包括两部分：FAS帧定位信号，MFAS复帧定位信号。帧定位开销字节是一个OTUk帧的起始字节，占用OTUk帧结构的第一行的前七个字节：开销列123456789111213141516

20、行1FASMFASSMGCC0RESRESJC2RESTCM ACTTCM6TCM5TCM4FTFLRESJC3TCM3TCM2TCM1PMEXPRESJC4GCC1GCC2APS/PCCRESPSINJOPJO1）FAS帧定位字节：第13字节是三个OA1字节，每个OA1恒定为“1111 0110”，即16进制的F6；第46字节是三个OA2字节，每个OA2恒定为“0010 1000”，即16进制的28；OA1和OA2是本帧信号的帧定位字节，相当于SDH帧结构中的A1A2。2）MFAS复帧定位字节：第7字节是复帧信号的定位字节，一个复帧共有256帧OTUk帧，MFAS字节的值从“0000 000

21、0”依次递增到“1111 1111”共256帧，即每个OTUk帧中MFAS字节的值都较前一帧的MFAS字节的值加1。MFAS复帧定位字节相当于SDH帧结构中的C0字节4.2 OTUk开销字节OTUk的开销字节占用OTUk帧结构的第一行第814字节，包括三部分：SM段监视字节，GCC0字节，RES保留字节开销列134578910111213141516行1FASMFASSMGCC0RESRESJC2RESTCM ACTTCM6TCM5TCM4FTFLRESJC3TCM3TCM2TCM1PMEXPRESJC4GCC1GCC2APS/PCCRESPSINJOPJO4.2.1 SM开销字节SM开销包括

22、：第1个字节为TTI路径追踪标识；第2个字节为BIP-8比特校验码；第3个字节BDI后向缺陷指示，BEI 后向错误指示，IAE引入校准错误，RES保留字节。图5. OTUk SM段监视开销结构（1）TTI路径追踪标识，SM段的第一字节图6. TTI开销结构TTI开销是64字节串，位于复帧内；每一OTU复帧可传送4次TTI开销。TTI开销由三部分组成：SAPI源接入点指示，DAPI目的接入点指示，Operator Specific运营商专用部分。（A）SAPI源接入点指示SAPI由16字节组成，对应TTI0-TTI15；其中SAPI0（TTI0）固定为“0000 0000”； SAPI1-SAP

23、I15（TTI0-TTI15）为15个字符的源接入点指示。（B）DAPI目的接入点指示DAPI由16字节组成，对应TTI16-TTI31；其中DAPI0（TTI16）固定为“0000 0000”； DAPI1-DAPI15（TTI17-TTI31）为15个字符的源接入点指示。Operator Specific运营商专用部分共32字节组成，对应TTI32-TTI63；接入点标识（SAPI，DAPI）的字节编码遵守建议T.50，结构如下（见图5）：l 3字节的IS（International Segment）国际段，支持3字符的ISO 3166地理的/政治的国家码。如：USA，FRA。l 12字节

24、的NS（National Segment）国内段，NS国内段包括ICC和UAPC：l ICC（ ITU Carrier Code ）ITU运营商代码：ITU运营商代码（ICC）对应于一个网络运营/服务供应商，该编码在M.1400中列出，由TSB（ITU-T Telecommunication Service Bureau）维护。UAPC（Unique Access Point Code）唯一的接入点代码：UAPC可包括6-11个字符（根据ICC码的不同），如果不足则用NULL填满不足部分。唯一的接入点代码（UAPC）由IS+ICC对应的网络运营/服务供应商负责，并保证唯一性。图7. 接入点标识

25、结构（2）BIP-8比特校验码，SM段的第二个字节BIP-8对OPUk区域进行奇偶校验，第m帧的BIP校验结果放在第m2帧的BIP-8字节处。（3）SM段的第三个字节包括BEI后向错误指示，BDI后向缺陷指示，IAE引入校准错误，RES保留字节：（A）BEI后向错误指示表5 OTUk SM BEI说明OTUk SM BEI bits 12340000000100100011010001010110011110001001 to 1111有效值0123456780共4比特，用来向业务上游方向传递，对应的业务宿端SM段BIP-8开销检测到的错误块数目。BEI有9个合法的值：0-8。（B）BDI后向

26、缺陷指示共1比特，用来向业务上游方向传递，对应的业务宿端SM段检测到的信号失效状态。BDI值为“1”表示检测到信号失效；否则BDI值为“0”。（C）IAE引入校准错误共1比特，用于S-CMEP（段连接监视端点）的接入点，向与其成对的S-CMEP（段连接监视端点）的接出点，提示在输入信号中已经检测到的校准错误。IAE值为“1”表示有帧校准错误；否则IAE值为“0”。S-CMEP（段连接监视端点）的接出点可以利用IAE信息，抑制在S-CMEP（段连接监视端点）的接入点由于OTUk帧相位变化引起的误码率。（D）RES保留字节RES保留字节：2比特，值设置为“004.2.2 GCC0通用通信通路字节在

27、OTUk开销中分配了2个字节支持OTUk终端接点之间的通用通信通路。该通路是透明的，G.709建议未规定其格式。4.2.3 RES保留字节RES保留信号4.3 ODUk开销字节开销列12345678910111213141516行1FASMFASSMGCC0RESRESJC2RESTCM ACTTCM6TCM5TCM4FTFLRESJC3TCM3TCM2TCM1PMEXPRESJC4GCC1GCC2APS/PCCRESPSINJOPJOODUk开销包括如下部分：PM通道监视信号；TCM串联直通连接监视信号；GCC1/GCC2通用通信通路；APS/PCC自动保护倒换/保护通信通路；FTFL故障类

28、型及故障定位上报通信通路；EXP实验用开销；RES保留信号。PM通道监视字节（1）TTI：定义同SM中的TTI；（2）BIP-8：定义同SM中的BIP-8；（3）BEI：定义同SM中的BEI；（4）BDI：定义同SM中的BDI； （5）STAT：指示维护信号存在状态的信号表6 ODUk PM 状态说明PM byte 3, bits 678status000reserved for future international standardisation001normal path signal010reserved for future international standardisatio

29、n011reserved for future international standardisation100reserved for future international standardisation101maintenance signal: ODUk-LCK110maintenance signal: ODUk-OCI111maintenance signal: ODUk-AISODUk PM中的3比特状态信号标识维护信号是否存在。P-CMEP通道连接监视端点设置状态位为“001”。为什么PM和和SM定义有相同的开销呢？ 答：PM开销字节在电中继站点不进行处理，SM开销在电中继站

30、点需要处理。可以对照SDH的规定来理解：SM就相当于再生段开销，PM相当于复用段开销。4.3.1 GCC1/GCC2通用通信通路字节在ODUk开销中分配了两个各为2个字节的通用通信通路字节，支持任意两个接入ODUk帧结构的网元（3R终端接点）之间的通用通信通路。该通路是透明的，G.709建议未规定其格式。4.3.2 TCM串联直通连接监视信号（1）ODUk TCM激活/去激活相关协议（TCM ACK开销）共1字节，未定义，将来研究。（2）共六个TCM：TCM1TMC6，每个TCM开销3个字节。六个TCM的开销定义相同：图8. ODUk TCMi开销TTI路径追踪标识（同SM的TTI）BIP-8

31、比特校验码（同SM的BIP-8）BDI后向缺陷指示（同SM的BDI）BEI 后向错误指示（同SM的BEI）STAT状态比特，指示TCM开销，输入校准错误，或维护信号存在状态的信号。表7 TCM状态说明TCM byte 3, bits 678Status000no source TC001in use without IAE010in use with IAE011reserved for future international standardisation100reserved for future international standardisation101maintenance s

32、ignal: ODUk-LCK110maintenance signal: ODUk-OCI111maintenance signal: ODUk-AIS（3）TCM提供ODUk的连接监视，以支持如下应用：（A）光UNI到UNI的TCM；监视ODUk通过公共传送网（public transport network）的连接；（B）光NNI到NNI的TCM；监视ODUk通过运营商网络（ the network of a network operator ）的连接；（C）子层监视线形1+1，1：1和1：N光通路子网连接保护倒换，以决定SF，SD条件；（D）子层监视光通路共享保护环（optical c

33、hannel shared protection ring）的保护倒换，以决定SF，SD条件；（E）监视光通路的串联直通连接，用以在倒换的光通道连接中检测SF，SD条件，在网络故障失效期间发起连接的自动恢复。（F）监视光通路的串联直通连接，用以故障定位，或验证确认传递的QoS；4.4 TCMAPS/PCC自动保护倒换/保护通信通路共4字节。未明确定义，指出可能在将来定义一级或多级嵌套的APS/PCC信号4.5 FTFL故障类型及故障定位上报通信通路（1）FTFL信息结构：每个ODUk开销提供1字节，一个复帧的中256个FTFL字节组成一个完整的FTFL信息结构。256字节的FTFL信息结构包括

34、两个128字节区域：前向区域（0-127），后向区域（128-255）。图9. 前向/后向区域结构（2）前向/后向区域又分别分为三个子区域：（A）前向/后向故障类型标识区域：第一个字节FTFL0表8 故障标识码 Fault Indication CodeDefinition0000 0000No Fault无故障0000 0001Signal Fail信号失效0000 0010Signal Degrade信号劣化0000 0011 . . . 1111 1111 保留Reserved for Future International Standardisation（B）前向/后向运营商标识区域

35、；图10. 前向/后向运营商标识区域前向/后向运营商标识分别有9个字节：l 3字节的国家码，提供3个字符的ISO 3166地理的/政治的国家码。如：USA，FRA。 l 6字节的国内段码，提供1-6个字符的ICC（ ITU Carrier Code ）ITU运营商代码。ITU运营商代码（ICC）对应于一个网络运营/服务供应商，该编码在M.1400中列出，由TSB（ITU-T Telecommunication Service Bureau）维护。 ICC可包括1-6个字符（根据ICC码的不同），如果不足则用NULL填满不足部分。（C）前向/后向运营商专用区域。运营商专用，不用标准化。4.6 E

36、XP实验用开销实验用开销G.709建议不做标准化。该开销支持设备商/网络运营商在他们的网络/子网内部提供额外的ODUk开销。EXP开销应限制在设备商设备的网络/子网内部，或网络运营商的网络内部。4.7 RES保留信号：默认设置为全0。4.8 OPU开销字节OPUk开销包括PSI净荷结构标识、JC映射专用开销。开销列12345678910111213141516行1FASMFASSMGCC0RESRESJC2RESTCM ACTTCM6TCM5TCM4FTFLRESJC3TCM3TCM2TCM1PMEXPRESJC4GCC1GCC2APS/PCCRESPSINJOPJO4.9 PSI净荷结构标识

37、每个OPUk开销提供1字节的PSI，一个复帧的中的256个PSI字节组成一个完整的PSI信息结构。PSI0为1字节的净荷类型（PT）。PSI1-PSI255为保留信号，但PT值为0x01（实验映射用）和PT值为0x80-0x8f（相关应用，未标准化）时除外。表9 净荷类型码PTMSB 1 2 3 4LSB 5 6 7 8Hex code 注1Interpretation0 0 0 00 0 0 11Experimental mapping注3 实验室映射0 0 0 00 0 1 02asynchronous STM-N mapping, see 17.1同步映射0 0 0 00 0 1 13b

38、it synchronous STM-N mapping, see 17.10 0 0 00 1 0 04ATM mapping, see 17.20 0 0 00 1 0 15GFP mapping, see 17.30 0 0 10 0 0 010bit stream with octet timing mapping, see 17.5.10 0 0 10 0 0 111bit stream without octet timing mapping, see 17.5.212 - 54reserved for future international standardisation0 1

39、 0 10 1 0 155Not available 注256 - 65reserved for future international standardisation0 1 1 00 1 1 066Not available注267 - 7Freserved for future international standardisation1 0 0 0x x x x80 - 8Freserved codes for proprietary use注490 - FCreserved for future international standardisation1 1 1 11 1 0 1F

40、DNULL test signal mapping, see 17.4.11 1 1 11 1 1 0FEPRBS test signal mapping, see 17.4.21 1 1 11 1 1 1FFNot available注2注1 - There are 228 spare codes left for future international standardisation. 注2 - These values are excluded from the set of available code points. These bit patterns are present i

41、n ODUk maintenance signals. 注3 - Value 01 is only to be used in cases where a mapping code is not defined in the above table. By using this code, the development (experimental) activities do not impact the OTN network. There is no forward compatibility if a specific payload type is assigned later. I

42、f a new code is assigned, equipment using this code shall be reconfigured to use the new code. 注4 - These 16 code values will not be subject to standardization.4.10 OPUk映射调整控制（JC）开销开销列12345678910111213141516行1FASMFASSMGCC0RESRESJC2RESTCM ACTTCM6TCM5TCM4FTFLRESJC3TCM3TCM2TCM1PMEXPRESJC4GCC1GCC2APS/PC

43、CRESPSINJOPJO共3个字节，每个字节的前6位是保留字节，后两位指示客户数据同OPUk之间的正负调整状态。OPUk映射分为异步映射和比特同步映射两种，下面是映射方式、JC比特以及正负调整字节的关系：（1）比特同步映射时，JC和正负调整字节的关系JC 78NJOPJO00justification bytedata byte01not generated1011（2）异步映射时，JC和正负调整字节的关系JC 78NJOPJO00justification bytedata byte01data bytedata byte10not generated11justification bytej