本帖最后由 wolfe_yu 于 2023-2-28 14:20 编辑
【漏风书场】光传输网（OTN）和数据中心互连（DCI）理论科普 前言 在数字通信中，通过合理利用信道及复用方式，实现各种低速率的数字信号与高速率的数字信号相互切换的方法，既可以实现大容量传输，又可以合理利用信道，这就是传输网。 传输网经过半个多世纪的发展，已经从PDH，发展到后来的SONET、SHD、再到目前的OTN和DCI技术。本文将就这些技术的演进，做一个简单科普。
早期通信技术 通信的目的是传递消息，在早期的通信系统中，将消息转换成电信号，经过调制、放大，发送出去，信号经过信道，传输到接收设备。早期的电话机通信系统就是根据这一原理实现的。 这种调制技术最大的问题是，只能实现一对一的通信，通信线路无法共享，资源浪费严重。
时分复用TDM技术 Ø 模拟信号数字化 为了提高信道利用率，科学家一直在设想是否有一种新的技术，可以实现多路信号在同一信道进行传输。 随着傅立叶、奈奎斯特和香农借助数学工具对时域和频域之间的关系进行的一系列探讨，科学家发现通过冲激响应，同样可以还原出原始信号，这就是抽样定理。
Ø 时分复用TDM技术原理 时分复用TDM是采用同一物理连接的不同时段来传输不同的信号，比如，最常见的模拟幅度调制PAM信号，也能达到多路传输的目的。
时分多路复用以时间作为信号分割的参量，故必须使各路信号在时间轴上互不重叠。时分复用TDM就是将提供给整个信道传输信息的时间划分成若干时隙，并将这些时隙分配给每一个信号源使用，保证资源的利用率。
时分复用技术是将不同的信号相互交织在不同的时间段内，沿着同一个信道传输；在接收端再将各个时间段内的信号提取出来，还原成原始信号，实现同一信道多路传输。
Ø 数字复接与分离 时分复用各用户通过电子开关切换完成信号的抽样和传输。一旦电子开关位置出现错误，还需要有一套纠错机制。为了满足时分复用系统的收发同步，需要对时分复用进行时钟频率同步和群同步（帧同步）来加以约束，这被称为数字复接与分接系统（DMUX & DEMUX）。主要完成信号调整、复接、分接和恢复功能。 时分复用可以经过多次复接和分接，以达到较高速的传送容量。其核心就是，基本以低次群N倍频的方式将每N路信号进行高次群复接。
准同步数字体系PDH技术 Ø 准同步数字体系PDH原理 最初的被复接支路的时钟各自由本机提供，这些时钟都被允许有±50ppm的偏差，因此，需要对这些支路实施频率和相位调整，然后再进行复接，这种方式就是准同步数字体系（PDH）。 由于收发两端的各自时钟偏差，为了保证接收的准确性，除了采用精度较高的定时时钟外，准同步数字体系（PDH）必须插入帧同步信息码来保证信号能准确的被复接和分离。 另外，为了保证码流的相对准确性，我们还会做一些码速调整和业务码的监测与预警措施。准同步数字体系可以经过多达5次复接和分发，大大的提高了通信效率。
Ø 准同步数字体系PDH不足 随着通信速率的不断提高，特别是光纤通信技术的土肥猛进，准同步数字体系也暴露出了很多弱点： A、 只有地区性电接口标准，没有世界性的标准，各个通信之间互不兼容； B、 准同步数字体系没有统一的光接口规范，不同厂家的设备无法实现横向兼容； C、 由于没有统一的时钟规范，先天不足，复接次数受限，传输业务量上不去，存在瓶颈。 除了以上弱点之外，准同步数字体系还存在承载信号单一、网络拓扑不灵活、网络管理功能不全、网络调度性差，自愈能力差等缺点。
同步数字体系SDH技术 Ø 同步数字体系SDH的产品特点 1984年，贝尔实验室提出同步光网络（SONET）的概念，翌年，美国国家标准协会（ANSI）根据这一设想，制定出SONET标准，随后这一标准被北美采用。1989年，国际电报电话咨询委员会（CCITT），也就是后来的国际电信联盟（ITU）接受了SONET，对其进行微调，制定出新的同步数字体系（SDH）标准。 同步数字体系统一了网络节点接口和光接口标准，提高了传输速率和容量，其同步传送模块STM-N的传送等级可以支持到STM-0到STM-256（SDH），它也同时兼容OC-1/STS-1到OC-567/STS-567（SONET）。它具有良好的兼容性和复用映射结构，并且具有良好的保护和恢复机制，以及强大的网络管理能力。
Ø 同步数字体系SDH的工作原理 SDH采用固定帧结构，按照字节间插或者码块间插的方式实现，对于任意等级的STM-N，其帧周期固定采用125us。SDH的帧结构通过开销和指针的方式来实现，其优点是可以实现任意STM-N等级的自由复接和分离。 随着计算机技术的不断发展，SDH采用了三个关键技术：一个与PDH类似的复接技术、另一个是指针映射技术、还有一个就是时钟同步。有关SDH的复接技术，在PHD应用中已经提过，这里不再赘述。
Ø SDH的指针映射方法 SDH传输业务信号时，各种业务信号需要映射、定位和复接。映射将各种速率信号经过码速调整装入标准容器（C），再加入通道开销 （POH）形成虚容器（VC）。然后，通过支路单元指针（TU PTR）或管理单元指针（AU PTR）对信息进行管理，最后通过复接技术，将数据传输出去。 通过指针映射的方法，SDH在分离时，可以实现任意等级的STM-N之间的数据分离，这大大的简化了网络架构，也提高了传输性能。
SDH网络同步与定时 Ø SDH网同步的架构 在SDH网络中，各个子网之间存在频偏，一般来说，这些频偏是通过指针调整来修正。频繁的指针调整会引起信息净荷差错，所以，必须对SDH保持同步工作，目前，大部分国家都是采用三级同步机制。
Ø SDH同步方式 一般来说，在SDH传输网中，会采用外时钟同步、从接收信号中通过CDR方式提取时钟、以及内部定时三种想结合的方式来进行处理。 目前，在主流应用中，会采用一个基于G.812的大楼综合定时供给系统（BITS），以此作为局内最高质量的时钟，局内其它网络单元的定时基准型号，必须要满足G.813，这些时钟也必须通过BIST获取。
光传输网络OTN技术 Ø FDM和WDM原理 为了提高信号传输速率，除了TDM之外，另外还有频分复用FDM、波分复用WDM、以及码分复用CDM，针对CDM，由于篇幅原因，我们这里不做过多介绍。 WDM和FDM的原理相似，都是基于频率方式调制，将传输信道的总带宽划分成若干个子信道，每一个子信道传输1路信号。 频率调制要求总频率宽度大于各个子信道频率之和，通过在各子信道之间设立隔离带，来保证了各路信号互不干扰。频率调制中，发送端各个信号通过不同载波调制，接收端采用窄带滤波或者相干解调的方式分别提取各自信号。 为了充分利用电缆的带宽资源，提高系统的传输容量，人们制作出来一种密集波分复用DWDM的模式，这种模式可以提供更多的信道。
Ø 光传输网络OTN架构 DWDM增加了信道带宽，但是单纯的DWDM只能实现骨干网起点到终点的传送，未考虑数据的复接、分接路由的本质。 为了解决这个问题，在DWDM的基础上引入SDH/SONET技术，并加入交叉连接，实现业务信号的传送、复用、路由选择、监控。这个技术就是光传输网络OTN。 基于OTN出数据中心互连DCI技术可以将任意客户业务适配到数字包封结构中，同时提供任意速率业务的疏导功能，使得IP配置更加灵活。
Microchip基于OTN & DCI一揽子解决方案 Microchip推出基于Transponder、Muxponder、Switching、Wrapping的OTN，以及Multi-Purpose Multi-Rate PHY解决方案。 Microchip可以跟客户提供TSS解决方案，客户可以利用Microchip提供的资源，快速完成产品开发，缩短开发流程。其授权代理商Excelpoint世健可以提供技术支持和指导。
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楼主
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标题高亮
讲的非常详细了