OTN关联开销（电层开销）OTU开销&ODU开销&OPU开销

目录

1、OTN帧开销总览：

2、OTN帧细节展开

2.1、OTU帧定位信号

2.2、OTU开销 (绿色部分)

2.2.1、OTU开销之段监测SM：

2.2.2、OTU开销之GCC&OSMC&RES：

2.3、ODU开销 (红色部分)

2.3.1、ODU通道监视（PM）开销（复帧结构）

2.3.2、ODU开销之PM&TCM

2.3.3、ODU串联连接监测TCM开销

2.3.4、ODU开销之APS/PCC

2.3.5、ODU开销之其他字节

2.4、OPU开销（黄色部分）

3、OTN开销总结

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基础说明：

OTN中的开销分为关联开销（即电层开销）和非关联开销（即光层开销）

关联开销：包括光传送单元OTUk开销、光数据单元ODUk开销、光用户单元OPUk开销

• 关联开销是必须和净荷（用户数据信号）一起传输的，他们在OTN帧结构之内，属于带内随路方式，也常称为电层开销

非关联开销：包括光传送段开销OTS、光复用段开销OMS、光通道开销OCH

• 非关联开销也叫光传送模块（OTM）开销信号OOS，在专门的光监控信号OSC上传输，属纤内带外方式，也常称为光层开销。

客户信号 + 光净荷单元开销 = OPU

OPU + 光数据单元开销 =ODU

ODU + 光传送单元开销 + FEC = OTU

OTU指定一个光波长 +光开销 =光通道 OCH

光通道调制到一个固定的光波长上就是一个光载波 OCC

OCC波分复用后，就变成了OMC光复用段

OMC光复用段加上光复用段的开销和光传送段的开销就变成了OTS

1、OTN帧开销总览：

为了增强检测、管理和控制功能，ITU-T在OTN电层帧结构中，引入了比SDH更丰富的开销，新增大约占7%的比特率，OTN开销区由四部分组成：帧定位、OTU开销、ODU开销、OPU开销

OTN帧开销可以分为以下四个部分，每部分都可以进一步细分（颜色与下图对应）

1. OTN的帧定位（FAS和 MFAS）
2. OTU开销（SM GCC0 OSMC RES）
3. ODU开销、
4. OPU

2、OTN帧细节展开

2.1、OTU帧定位信号

在串行传输的0 1序列中，只有找到了帧头才能分清开销和净荷，也才能做其他的进一步处理，在串行信号接收处理的过程中，第一步是提取时钟，第二部就是帧定位。

OTN的帧定位信号有两种：FAS和MFAS

• FAS:Frame Alignment Signal 帧定位信号 （6字节）

帧定位字节（FAS）作用于SDH一样，编码也一样，也是用F6 F6 F6 ( OA1为：1111 0110) 28 28 28 （OA2为：0010 1000 ）这六个字节为整个信号提供帧定位的。

• MFAS:MultiFrame Alignment Signal 复帧定位信号 （1字节）

复帧定位信号 为 1Byte，256帧构成一个复帧序列（256Byte），MFAS的值随着OTUk帧而增加，并提供256帧的复帧指示。

复帧结构的OTUk和ODUk开销信号需要多个OTUk帧传输，比如路径踪迹标识符（TTI）和净荷结构指示符（PSI）信号，处理时就要用到复帧定位信号。

2.2、OTU开销 (绿色部分)

OTU开销由SM、GCC0（通用通信通道）、OSMC和RES保留字节组成

1. 段监测（SM）字节 用于：①路径踪迹标识 ②奇偶效验 ③后向错误指示和输入帧定位错误指示
2. 通用通信信道0 （GCC0） 是一个用于在OTU终端之间传输管理控制信息的信道
3. OSMCOTN同步信息信道
4. 保留（RES）字节

2.2.1、OTU开销之段监测SM：

SM段检测用于：OTU的错误检测、校正和OTU段层连接监控功能

段检测（SM）字节包含：

• 路径踪迹标识（TTI） 注意：TTI是复帧结构
• 比特间插奇偶效验（BIP-8）
• 后向错误指示(BDI)
• 后向错误知识和后向输入定位校准误码（BEI/BIAE）
• 输入帧定位错误(IAE)
• 保留bit (RES)

OTU SM中的路径踪迹标识符（TTI）： TTI是复帧结构 TTI类似于SDH中的追踪字节J0

为了实现段监视，1字节的路径踪迹标识（TTI）开销被定义用来传送64字节的TTI信号。

64字节的TTI信号要与OTUk复帧组合在一起传送，且每一复帧传送4次TTI，在 64字节的复帧结构中：

• 0~15字节是源接入点标识符
• 16~31字节是目的接入点标识符
• 32~63字节是为网络操作者专用字节

OTU SM中的BIP-8

1、了解一下SDH中的B1（即BIP-8）效验（每种颜色代表一个字节）

将每个字节摆成竖着的一列，这样就形成了一个信息比特矩阵，然后对每一行进行效验就形成了一个B字节，B字节的奇偶效验保证每一行的1 都是偶数个。

在发射端按照以上算法得出一个B字节，在接收端同样的再算一遍，同样的数据算两遍得出的B字节应该是一样的，如果不一样就是说明有误码产生。

2、OTU中的BIP-8计算与SDH的计算很相似

BIP-8：Bit Interleaced Parity- level 8，比特间插奇偶效验 是错误监测码

是对第 1帧的OTUk的OPUk区域进行BIP-8计算得到，然后插入到1+2帧的位置。

OTU中的SM BIP与SDH中的B1 BIP有2个主要区别：

• OTU中的SM BIP-8仅对OPU区（15~3824列）做BIP-8计算，SDH中的B1 BIP是对整个帧做计算，包括开销。
• OTU计算后的BIP-8结果插入后2帧的SM BIP中，而SDH中的B1 BIP结果是插入下一帧中。

OTU SM中的后向缺陷指示(BDI)

BDI：Backward Defect Indication，后向缺陷指示

用于回送OTUk接收到的信号缺陷（SD）状态；BDI占用1个bit，为1时标识缺陷状态，否则为0

OTU SM中的后向误码指示和后向输入定位误码（BEI/BIAE）

BEI：Backward Error Indication，后向错误指示 向上游方向传送在对应的OTUk段监控中用BIP-8检测到的误码块的数量

BIAE：Backward Incoming Alignment Error，后向帧定位错误，用来指示在IAE开销中检测到的输入帧定位错误的情况。

BEI/BIAE占用4个比特分别表示这两种情况

有误码时，BEI/BIAE域插入的是0-8个误码计数；

在IAE条件满足期间，编码“1011”插入BEI/BIAE域，忽略误码计数（1011表示帧定位错误，忽略误码计数）

OTU SM中的输入定位误码开销(IAE)

IAE：Incoming Alignment Error，输入帧定位错误

用于指示OTUk接收到的帧定位错状态；IAE占用1个bit，为1时标识帧定位错误，否则为0

2.2.2、OTU开销之GCC&OSMC&RES：

GCC0：General Communications Channel0，通用通信信道0

• 占用2个字节，用于支持OTUk终结点之间的综合通信通路。
• 类似于SDH中的数据通信信道DCC，用于传输控制或管理消息，格式没有规定。

OSMC：OTN synchronization message Channel，OTN同步消息信道

• 该字节在ITU-TG.709（2012）中发布，用于在SOTU和MOTU接口内传输通信状态消息（SSM）和精确时钟同步协议消息（PTP），用以实现高精度的时钟同步。

RES：保留字节，目前全为0

2.3、ODU开销 (红色部分)

• RES：保留字段未定义，提供将来应用
• PM&TCM：用于通道延时测量
• EXP：2字节的实验字段可以用于网络操作员应用程序
• TCMi：（TCM1-6）六个串联连接监测字段，一个字段包含几种含义，按bit用的
• PM：通道监测，是监测通道错误用的（位于第三行10-12列）
• GCC1/GCC2：通用通信信道字段，与GCC0字段相似，用于传输管理和控制信息
• APS/PCC：自动保护切换的控制信息通道

2.3.1、ODU通道监视（PM）开销（复帧结构）

PM：Path Monitoring 通道监控

通道监控端与前述SM字段相似，但是PM是一个复帧结构，第一个PM#1与其他PM字段（#2—#n）不同

PM#1:

1. 路径踪迹标识TTI
2. 比特间插奇偶效验BIP-8
3. 后向错误指示BEI
4. 后向缺陷指示BDI
5. 维护信号存在的指示比特STAT

PM#2——#n:

1. 比特间插奇偶效验BIP-8
2. 后向错误指示BEI
3. 预留RES

有误码时，BEI域插入的是0-8个误码计数

0001 表示错了1个码，0002表示错了2个码，0003表示错了3个码·····

ODU开销PM中的STAT编码

STAT：用于指示ODUk通道状态

2.3.2、ODU开销之PM&TCM

• PM&TCM字节的8个比特，1个DMp用于通道延时测量，6个DMi用于串联连接延时测量，1个保留。

2.3.3、ODU串联连接监测TCM开销

TCM：Tandem Connection Monitoring 串联连接监测

串联连接监测字段ODU中一共6个，这6个字段分别命名为 TCM1、TCM2·····TCM6，可以支持跨不通运营商网络的通道监视功能，OTN提供了6级串联连接监视功能，连接监视可以是嵌套，重叠式和/或级联是式。

ODUk TCM字段中的TT1、BIP-8计算和BEI /BIAE及BDI与段监控SM中含义相同，TCM中STAT的含义与通道PM中略有区别。

TCM中的STAT编码：指示ODUk串联连接状态，用来表示是否存在维护信号和维护信号的种类

设ODUk含有一个ODU TCM1-TCM6开销的实例，那么ODUCn含有n个ODU TCM1-TCM6开销的实例，从#1——n进行编号。

各TCM i和TCM #1字段含有以下子字段：

1. 路径踪迹标识（TTI）
2. 比特间插奇偶校验8 （BIP-8）
3. 后向缺陷指示（BDI）
4. 后向误码指示和后向输入定位误码（BEI/BIAE）
5. 输入定位误码以及维护信号的状态比特（STAT）

各TCM i #2——#n字段含有以下子字段：

1. 比特间插奇偶校验8 （BIP-8）
2. 后向误码指示和后向输入定位误码（BEI/BIAE）
3. 预留（RES）

TCM支持以下一种或者多种网络应用的ODUk连接的监视：

1. 从光UNI到UNI，监测ODUk通过公共传送网的连接;
2. 从光NNI到NNI，监视ODUk通过运营商网络的连接;
3. 在子层监测线形和环形光信道子网连接的保护倒换，监测SF（信号失效），SD（信号劣化）;
4. 在子层监测单个或级联的ODN的连接链路，提供自动发现消息信道;
5. 监测光信道串联连接以及在倒换的光通道连接中的SF（信号失效），SD（信号劣化），在网络故障失效期间发起连接的自动恢复;
6. 监测光信道的串联连接，用以故障定位，或验证传输的QOS;

沿着ODUk路径监视的连接数目可以在0——6之间变化，监视的连接可以是嵌套，重叠或者二者兼之，嵌套和重叠的模式是默认的配置。

多级TCM嵌套（嵌套和重叠模式的配置）

2.3.4、ODU开销之APS/PCC

APS/PCC是ODUk自动保护倒换和保护通信信道 开销，占4字节

类似于SDH中的K1和K2字节，通过MFAS复帧可以定义多达8种级别的保护嵌套APS/PCC信号

APS协议格式

APS信道由ODUk开销的APS/PCC字段的前三个字节承载，第四个字节保留

2.3.5、ODU开销之其他字节

GCC：General Communications Channel 通用通信信道（GCC1、GCC2位于）

• 定义了2字节的两个字段来支持任何两个网元之间的综合通信通路来访问ODUk帧

EXP：2字节的实验字段用于实验目的

• 第2行1-3列和第4行9-14列2个区域的保留字段（RES）预留给将来使用，正常时设为全0

TCM ACT：ODUk串联连接监视激活/去激活协议字段。

2.4、OPU开销（黄色部分）

OPU开销占2列4行（15-16列）

OPU开销中的映射、级联和调整字段的取值取决于客户信号进入OPU的映射方式

PSI：Payload Structure Identifier，净荷的结构标识

• OPU中定义了1字节用于传送256字节的净荷节后标识符PSI

PSI是复帧结构，通过256复帧传送256字节的PSI信号，例如第一个PSI信号为0000 0000，第二个0000 0001

PSI第一个字节定义为净荷类型（PT），剩余255字节部分保留（RES）。

3、OTN开销总结

• 第1行的1——14列为OTUk开销；
• 第2行到第4行的前14列为ODUk的开销；
• 第15——3824列是OPUk净负荷区；
• 第3825——4080列为FEC区域；

帧开销中包含6个级别TCM开销，其中有踪迹字节（TTI）、比特奇偶效验（BIP-8）、远端误码指示（BEI）、反向缺陷指示（BDI），还有状态STAT，STAT用来标识当前信号是否是维护信号（ODUk-LCK，ODUk-OCI，ODUk-AIS）等

OTUk SM（段监测 Section monitoring），用来监测段层的总结字节（TTI）、误码（BIP-8）远端误码指示（BEI）及反向缺陷指示（BDI）等。

ODUk PM（通道监测 Path monitoring），用于端到端的通道监视，开销与TCM基本相同。

有了TCM、SM、PM开销，整个OTN网络中的故障定位及业务质量的确认就很容易了，他们是OTU帧开销里最重要的开销

SM字节：

PM字节：

TCM字节：