OTN网络技术—(OTUk、ODUk、OPUk)OTN速率解析
目录
一、OTN帧三部分组成
二、OTN帧中各个区域帧解析：
三、OTN速率详解
3.1、SDH速率等级：
3.2、OTUk速率等级：
3.3、ODUk速率等级：
3.4、OPUk速率等级：
四、速率公式总结：
如发现不当之处，还请留言指正，谢谢！
https://blog.csdn.net/qq_33162707/category_11931016.html?spm=1001.2014.3001.5482
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一、OTN帧三部分组成
在解析OTN中的速率之前，首先看一下OTU、ODU、OPU分别是什么东西，也就是要了解OTN电层的三层分别是什么东西。
ITU-T G.709标准的OTN帧有3部分，其中两个类似于SDH/SONET帧：
- 用于运行、维护、管理的开销区
- 用于承载用户数据的净荷区
- G.709帧里包含的前向纠错FEC区（G.709新增的）
|
开销区 |
净荷区 |
前向纠错区FEC |
OTN帧结构情况
开销区：放的是用于运行维护和管理的字节，沿用了SDH的不中断业务的性能监测，保护等许多管理功能
净荷区：客户的信号
前向纠错区FEC：前向纠错是指信号在被传输之前预先进行一定的编码处理，在接收端则按规定的算法解码以达到找出错码并纠正错码的目的。
OTU帧中使用的前向纠错码是里德-所罗门(RS码)，RS码最多可以劫争8个字节的误码，或最多检测出16个字节的误码，RS码与OTU帧的字节间插相结合，最多可以纠正每个OTU帧行128个连续字节的错误。
二、OTN帧中各个区域帧解析：
OTN帧中的列数与行数决定着传输报文的大小，但是G.709规定，OTUk信号不管k等于几（也就是从OTU1、OTU2直到OTU4）帧尺寸都是4×4080个字节（每个帧尺寸不变，帧结构统一，便于管理，但是尺寸不变，帧的速率就必须要变化），但不同等级速率也就是K不同，信号帧的周期是不通的，k值越大，帧周期越短，帧速率越高。
总结一句：信号速率=每帧字节×帧数/s
后面我们所述基本围绕上图来进行说明：
首先，最明显的是OTUk帧分为4行， 4080列（255*16） 单位是字节byte，数据在传输是，是从上到下，从左到右进行填充传输
OPU 光净荷是3808（238*16）列 帧字节 = 3804*4 = 4*238*16
ODU 光数据是3824（239*16）列 帧字节 = 3824*4 = 4*239*16
FEC 是256 （16*16）列 帧字节 = 256*4 = 4*16*16
OTU 光传递是4080（255*16）列 帧字节 = 4080*4 = 4*255*16
在此要引入一个概念：标称速率系数，以ODU标称速率系数为例： ODU的字节=3824*4 ，整个OTU字节=4080*4，所以ODU作为净荷数据占整个OTU的字节比例为 3824*4 /4080*4 =239*16 /255*16=239/255 即ODU净荷占比为239/255，该值就是ODU标称速率系数。
三、OTN速率详解
首先在重复一下三个概念：光净荷单元（OPU）、光数据单元（ODU）、光传送单元(OTU)
然后描述一下SDH速率等级，因为OTUk的速率填充是使用了不通等级的SDH刚性管道
3.1、SDH速率等级：
|
SDH速率等级 |
||
|
等级 |
速率（Mbps） |
与OTU的映射对应 |
|
STM-1 |
155.52 |
|
|
STM-4 |
622.08 |
|
|
STM-16 |
2488.32 |
OTU1使用该速率映射 |
|
STM-64 |
9953.28 |
OTU2使用该速率映射 |
|
STM-256 |
39813.12 |
OTU3使用该速率映射 |
3.2、OTUk速率等级：
OTUk的速率（K=0 1 2 3 4 ）
|
OTU Type类型 |
OTU 标准比特流 |
与SDH速率单位的关系 |
|
OTU0 LL 低延时 |
255/239*1.233160Gbp/s≈ 1.3Gbp/s |
STM-16的速率的二分之一 |
|
OTU 1 |
255/238*2.48832Gbp/s≈ 2.7Gbp/s |
STM-16的速率 |
|
OTU 2 |
255/237*9.85328Gbp/s≈ 10.7Gbp/s |
STM-64的速率 |
|
OTU 3 |
255/236*39.81312Gbp/s≈ 43Gbp/s |
STM-256的速率 |
|
OTU 4 |
255/227*99.5318Gbp/s≈ 112Gbp/s |
STM-64的速率的10倍 |
红色部分例如 255/238，即为OTUk标称速率系数
OTU标准信号速率=每帧字节 * 帧速度/s
每帧字节即：255/239 帧速度/s：1.233160Gbp/s
OTU速率如果把公式放开来写就会很好理解，后面是对各个速率的详细分解：
（一个问题：为什麽随着OTUk k值大标称系数会变化，答：因为填充字节的缘故影响了净荷的比重）
①、OTU1：STM-16作为净荷装进OPU1时，没有填充字节，故标准的OPU净荷就是238，则OTU1的速率就是255/238*2.48832Gbp/s≈ 2.7Gbp/s；帧速/s就是对应的STM-16的速率，而红色部分的OTU1标称系数得来是一下计算方式：4080*4 /3808*4=255*16 /238*16=255/238（即净荷信息站整个OTU的比）。
②、OTU2：STM-64作为净荷装进OPU2时，有16列填充字节，因此要减去16，则OTU2标称系数得来是一下计算方式：4080*4 /（3808-16）*4=255*16 /237*16=255/237（即净荷信息站整个OTU的比）。
③、OTU3：STM-256作为净荷装进OPU3时，有32列填充字节，因此要减去32，则OTU3标称系数得来是一下计算方式：4080*4 /（3808-32）*4=255*16 /236*16=255/236（即净荷信息站整个OTU的比）。
④、OTU0LL：也叫低时延OTU0，ODU0的速率定义为STM-16的二分之一，即=1.24416Gbp/s
4080*4/ （3808+16）*4=256*16 /239*16=255/239
这个加16是因为什么呢，之前都是减去的：ODU0比ODU1少了16列开销，所以把空间补给了OPU，所以反而+16，像OTU2都是增加了开销要减去，刚好相反。
⑤、OTU4：OTU4的速率是OTU2的10倍，考虑到按OPU2方式映射，本身有16列填充字节，净荷里的10个ODU2每列都有16列填充字节，故：
4080*4 /[（3808-16）-（16*10）]*4=255*16 /（237-10）*16=255*16 /227*16=255/227
3.3、ODUk速率等级：
ODU1一个包中的标准长度为 4*3824=4*239*16
ODUk速率 （K= 0 1 2 3 4）
|
ODUk等级 |
ODUk速率kbit/s |
对应业务 |
|
ODU0 |
1244160 |
1GE |
|
ODU1 |
239/238*2488320=2498775kbit/s |
2.5G |
|
ODU2 |
239/237*9953280=10037273kit/s |
10G |
|
ODU3 |
239/236*39813120=40319218kit/s |
40G |
|
ODU4 |
239/227*99532800=104794446kit/s |
100G |
红色部分为ODUk表称系数，表示ODUk净荷区字节数与OPU净荷（不含填充信息的比）
3.4、OPUk速率等级：
OPU1一个包中的标准长度为 4*3808=4*238*16
OPDk速率 （K= 0 1 2 3 4）
|
OPUk等级 |
OPUk速率kbit/s |
|
|
OPU0 |
238/239*1244160=1238954kbit/s |
|
|
OPU1 |
2488320kbit/s |
|
|
OPU2 |
238/237*9953280=9995276kbit/s |
|
|
OPU3 |
238/236*39813120=40150519kbit/s |
|
|
OPU4 |
238/227*99532800=10355975kbit/s |
|
|
OPU2e |
238/237*10312500 |
即10G业务 |
红色部分为OPUk表称系数，表示OPUk净荷区字节数与OPUk净荷（不含填充信息的比）
OPU2e的10312500kbit/s是10G以太网的线路码速率。
四、速率公式总结：
OPUk：STM-N*238/(239-k) k=0，1，2，3
ODUk：STM-N*239/(239-k) k=0，1，2，3
OTUk：STM-N*255/(239-k) k=0，1，2，3
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