2. 光传送网体系结构

OTN（Optical Transport Network，光传送网）的体系结构可以用一句话概括：用“光层”解决大容量长距离传输，用“电层”解决灵活复用、交叉与运维。理解 OTN，关键是把它看成一个分层、分域、分粒度的传送体系，而不是一堆速率名词的堆叠。ITU-T G.872 定义了 OTN 的分层结构，G.709 定义了帧格式、开销与映射复用规则，二者共同构成 OTN 的“骨架”和“语法”。

一、OTN 分层模型：光层与电层各司其职

从下往上，OTN 可分为光传输段层（OTS）、光复用段层（OMS）、光通道层（OCh）、光通道传送单元层（OTU）、光通道数据单元层（ODU）和光通道净荷单元层（OPU）。其中 OTS/OMS/OCh 属于光层，OTU/ODU/OPU 属于电层。光层负责波长级的复用、放大、监测与保护；电层负责客户信号的封装、交叉、复用、开销管理与性能监视。

这种分层带来的工程含义非常直接：光层管“管道”，电层管“业务”。当一条波长需要承载多个客户业务时，靠 ODU 交叉实现子波长汇聚；当一条光缆段需要扩容时，靠 OMS/OTS 增加波长或放大段。分层让故障定位、性能监视和保护倒换可以按层独立进行，而不是“一断全断、一乱全乱”。

二、OPU/ODU/OTU：三层封装与映射复用

客户信号进入 OTN 后，先映射到 OPU。OPU 负责速率适配和净荷封装，把不同客户信号（如 GE、10GE、STM-64、FC）装进统一容器。OPU 加上 ODU 开销后形成 ODU，ODU 是 OTN 电层交叉和复用的基本单位。ODU 再封装进 OTU，OTU 加入 FEC 和帧定位开销，最终形成可在光通道上传输的信号。

映射复用的核心规则是：低阶 ODU 可以复用进高阶 ODU，高阶 ODU 再封装进对应 OTU。例如，多个 ODU0（约 1.25 Gbit/s）可复用进一个 ODU1（约 2.5 Gbit/s），多个 ODU1 可复用进 ODU2，依此类推。工程上常见的 ODUflex 则允许按任意速率灵活分配，适合承载 25GE、100GE 等非标准速率客户信号。

这里有一个容易混淆的点：OPU 是“净荷容器”，ODU 是“交叉容器”，OTU 是“传输容器”。OPU 关注客户信号怎么装进去，ODU 关注业务怎么调度和监视，OTU 关注信号怎么在光纤上可靠传输。三者层层嵌套，但职责不同。实际配置时，先确定客户信号类型和速率，再选择 OPU 映射方式，然后确定 ODU 交叉粒度，最后绑定 OTU 和波长。

三、OTN 与 SDH/WDM 的关系

OTN 不是凭空出现的，它站在 SDH 和 WDM 两个巨人的肩膀上。SDH 擅长电层交叉、保护倒换和性能监视，但速率等级和交叉粒度有限；WDM 擅长光纤扩容，能在一根光纤上传输几十甚至上百个波长，但早期 WDM 缺乏电层灵活调度和标准化开销。OTN 把两者的优点结合起来：光层继承 WDM 的波分复用能力，电层借鉴 SDH 的交叉、保护和开销体系。

与 SDH 相比，OTN 的容器更大、速率更高、开销更强。SDH 的 VC-4 约 150 Mbit/s，而 OTN 的 ODU0 约 1.25 Gbit/s，ODU4 约 100 Gbit/s。OTN 的 TCM 串联连接监视可以分段监视跨域业务，这是 SDH 难以做到的。与 WDM 相比，OTN 增加了标准化的电层交叉和 ODU 复用，使波长不再只是“粗管道”，而是可以细分为多个 ODU 业务。

工程上，OTN 与 SDH 常共存：SDH 业务通过 OPU 映射进 ODU，再封装进 OTU 传输；WDM 系统则作为 OTN 的光层承载，提供 OTS/OMS 能力。三者关系可以理解为：WDM 是“路”，OTN 是“车”，SDH 是“货”。路提供带宽，车提供标准容器和调度，货是最终客户业务。

四、标准体系与工程含义

OTN 的标准体系以 ITU-T 为核心。G.872 定义分层结构，G.709 定义帧格式、开销、映射复用和 FEC，G.798 定义原子功能模型，G.808.1/G.808.2 定义保护倒换。此外，IEEE 802.3 定义以太网客户信号，OIF 定义互通接口和 IA（Implementation Agreement），IETF 定义控制平面相关协议。工程中常说的“符合 G.709”，通常指 OTU 帧格式、FEC 和开销符合标准，能够与不同厂商设备互通。

标准体系对工程的含义体现在三个方面。第一，互通性：G.709 规定了 OTU 帧结构和 FEC，使不同厂商的 OTN 设备可以在 OTU 层面互通。第二，可运维性：OTU/ODU/OPU 开销提供了丰富的性能监视和故障定位手段，如 BIP-8 误码监视、TCM 分段监视、GCC 管理通道。第三，可扩展性：ODUflex 和灵活栅格（Flex Grid）支持未来更高速率和更灵活的业务承载。

五、一个简化的映射复用示例

假设某工程需要把 10 个 GE 业务（每个约 1.25 Gbit/s）从站点 A 传送到站点 B。可选方案是：每个 GE 映射进一个 ODU0，10 个 ODU0 复用进一个 ODU2（约 10 Gbit/s），ODU2 封装进 OTU2，OTU2 调制到一个波长上，通过 OMS/OTS 传输到站点 B。站点 B 再反向解映射，恢复出 10 个 GE 业务。

这个过程中，ODU0 提供子波长交叉粒度，ODU2 提供 10G 级汇聚，OTU2 提供带 FEC 的传输容器，OCh 提供端到端波长通道。若某个 GE 业务需要保护，可以在 ODU0 层面配置 SNCP 或 ODUk 保护，而不必占用整个波长。这就是 OTN 分层和映射复用带来的工程灵活性。

理解 OTN 体系结构，最终要落到工程判断上：客户业务用什么容器装、走什么交叉粒度、绑什么波长、在哪一层做保护、故障时先查哪一层开销。把这些关系理清，OTN 就不再是抽象的分层名词，而是一套可规划、可配置、可运维的传送体系。