G.709 OTN覆盖了100Gbit/s,OTU4以外的速率
b100g otucn背景
2016年，itu-t发布了g.709 otn标准的重大更新，覆盖了100gbit/s,otu4以外的速率。这种新的“beyond 100g”（b100g）接口系列正式称为“otucn”，定义为n×100gbit/s模块化结构，otucn信号在很大程度上重用了现有的otn。受ieee 802.3以太网flexe的影响，itu-t也引入新的灵活的otn（flexo）接口，以配合otucn。
我们知道传统标准的sdh和otn速率是以四倍为基准的，比如说stm-1到stm4，再到stm-16，又比如odu1到odu2再到odu3，可能有同学会问为什么不从odu0开始说，其实这个速率也是在后面才加入进来的。但在这里，我们想说的是另一个例外是odu4（odu:光数据单元）。为什么用它承载100gbe以太网客户信号，而不是通过160gbit/s速率来承载四个40gbit/s odu3信号。
一个是因为以太网已经成为otn传输中越来越重要的客户侧信号。另外，相对于160gbit/s，112gbit/s左右的速率对于带宽来说更具成本效益，特别是考虑到当时可用的光学元件技术。同时otu4也可以重用以太网100gbe光接口模块。
最后一个考虑因素，在当时来说otu4有可能成为100gbe的默认长距离广域网接口，而这种考虑已成为现实。当然还有其他方面的原因，比如说调制、波特率等。因此，itu-t也使用类似的推理方法来处理超100gbit/s速率的相关问题。
首先要考虑的下一个beyond 100g以太网速率是多少，现在来看应该是400ge无疑了。
因此itu-t需要对400gbe传输和再利用技术的速率进行平衡优化，以及更加模块化的速率需求。最初的设想是将有限数量的irdi(域间接口:比如说电信与联通之间互通的接口)速率标准化，这些速率主要与新的以太网速率相匹配，并定义一个模块化结构，该结构还允许构造域内接口（iadi）信号以匹配信道特性/质量。
但是，在这个时间段，出现了一种新的灵活定义以太网物理层的模块化方法，称为“flexible ethernet”（简称flexe）。它是在光网络互联论坛（oif）实施协议（ia）中指定的。
借用flexe概念，itu-t为otn的b100g接口提供了一种类似的方法，称为“flexible otn”（简称flexo）。
在最开始的版本里面，g.709对flexo的短距离otn b100g的物理层phy指定了一组n 100gbit/s phy，并由这些组合来承载n x 100gbit/s otn信号。这样每个100gbit/s光信号就可以复用100ge/otu4光模块。
otucn帧结构
在开始讲b100g帧结构之前，我们先回顾一下sdh和otn的帧结构特点。如我们所熟悉的，sonet/sdh是通过复用映射其基本速率信号的整数倍（sonet sts-1或sdh stm-1）来达到更高速率的信号。
而对于otn帧来说，oduk速率的帧是相同的，是通过提高发帧速率来增加的。
对于超100gbit/s速率，itu-t使用了这两种方法的组合。在100gbit/s左右建立了一个新的基本信号帧，并将该基本帧的倍数交织以产生更高速率的信号，这个基本帧称为oduc（100gbit/s odu slice片），然后由n×oduc片构造oducn信号，其中“c”在罗马数字中表示100。如下图所示，基本信号帧oduc帧使用与odu4相同的帧结构。
图-基本信号oduc帧构成的otuc1结构
图-otucn帧结构
otucn信号的物理层将取决于其接口。这句话怎么理解呢？比如说它可以作为单个串行信号流、光域中的n 100gbit/s信号流或n/2 200gbit/s信号流，也可以作为具有电域接口的25gbit/s或50gbit/s的倍数来传输。
也就是说，它不是以串行交织格式（类似于sonet/sdh的格式）定义otucn数据流，而是由单独的接口指定。而对于otuc slice则以定义的方式进行交织，使得opucn子支时隙具有已知的顺序。
对于传输，每个otuc被单独视为100gbit/s实体。一种情况是，otuc可以通过otucn接口的4个25gbit/s通道或2个50gbit/s通道来传输。
在这种情况下，每个otuc使用电层phy通道中的特定子集，独立于其他otuc使用的phy通道。
另外，在“flexo”接口中，我们可以使用100gbe/otu4光模块将每个otuc作为单独的100gbit/s光信号传输，因此也不需要在phy层中进行otuc交织。
还有一种场景是将两个otuc组合成200gbit/s数据流以在光通道（波长）上传输，在这种情况下，只要光发射端和接收器同意达成一致，怎么进行otuc交织则是任意的。
或者说，200gbit/s接口可以使用组合调制来复用两个otuc数据流（比如说每个otuc可以采用不同线路编码在单独偏振模式在线路上传输）。
除了模块化的帧结构之外，b100g信号在另一个重要方面也不同于当前的otn信号。为了简化网络，oducn信号只在网络节点之间点对点传输。
也就是说节点之间如果要传输较低速率的oduk信号，则需要在oduk级别交叉完成。即，没有客户侧信号可以直接映射到opucn中，它们必须首先映射到一个oduk（包括oduflex），然后再映射或复用到opucn中。
下面我们来看看otucn和otuk帧格式的一点区别。otucn帧没有用于fec的专用区域，也就是说从otuk的3825列到4008列，otucn是没有的。
这意味着，otucn也只有3824列，除了otucn中特定开销字节不一样，其他部分与oducn帧一样的了，至少都是3824列。至于为什么没有fec开销，主要是基于otucn需要满足不同的接口，而每种接口的fec要求不一样。
另外，基本otuc信号的选择需要满足以下需求：
opuc1必须能够承载odu4客户业务；
opuc4必须能够承载400ge客户业务。
otn的b100g信号速率和开销速率如下表所示：
opuc、oduc和otuc帧结构下图所示：
如下所述，与otn帧结构一样，otuc和oduc的开销列几乎是一致的，但是otuc中没有用于fec的保留区域。
otuc的开销如上图所示a和b，该字段包含帧对齐信号（fas）和复用帧对齐信号（mfas）。
mfas字段是一个二进制计数器，显示某些开销使用的256帧复用帧中当前帧的相位。比如说，e区域所示的有效负载结构标识符（psi）的开销就可以使用mfas来确定该期间帧字节的含义。
mfas还用于消除通过不同波长或不同flexo接口phy在传输otucn信号部分之间产生的偏移。
其中的b区域如下图所示，则提供了otucn的通用通信信道（gcc）和段监控（sm）信息。sm开销包括路径跟踪标识符（tti）、用于错误检测的bip-8、向后错误指示（bei）、向后缺陷指示（bdi）、接收对齐错误（iae）指示和后向iae（biae）指示。
与otn帧一样，tti用于连接故障的检测，由otucn接收端向otucn源发送bei作为先前bip-8检测到的错误数的（二进制）计数，由接收端使用bdi通知源端它看到了信号故障。iae表示在接入信号上检测到帧对齐错误，biae则通知源看到了iae。iae和biae用于在帧对齐丢失情况下禁用各自方向上的错误计数。
那么这些开销字节的作用范围又是怎样的。在这些开销中，像tti、bdi和stat这样的开销属于整个接口，所以它们只需要出现一次。
而帧对齐则需要在所有otuc片中重复，以加快帧恢复时间，并使其可用于多个通道接口的所有通道上的帧恢复。另外，bip-8和bei在所有otuc中都是激活的，以便提供更好的（和模块化的）错误检测能力。归纳如下表所示。
oducn帧结构
接着说，与otn帧结构类似，oducn也是由opucn和oducn开销两部分组成。下表显示了每个oduc片的激活区域。
它包含用于路径性能监视（pm）、两个通用通信信道（gcc）、一个自动保护切换和保护通信信道（aps/pcc）的开销，以及为实验目的保留的一组字节。
上面的pm开销由trail trace identifier（tti，用于连接故障检测）、bip-8（用于错误检测）、状态信息（用于指示这是正常信号还是维护信号）和bei组成。
pm开销还包括在路径级执行往返延迟测量的延迟测量功能。对于otucn，bei由oducn接收端发送到oducn源，作为先前bip-8检测到的错误数的（二进制）计数。请注意，以前的故障类型和故障定位（ftfl）开销已从所有otn信号中删除，字节的状态更改为“experimental”。
otuc和oduc开销就先介绍到这了，关于opuc的帧格式改期再聊。最后放一张大图来展示整个复用映射的层级关系。
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我们知道传统标准的sdh和otn速率是以四倍为基准的，比如说stm-1到stm4，再到stm-16，又比如odu1到odu2再到odu3，可能有同学会问为什么不从odu0开始说，其实这个速率也是在后面才加入进来的。但在这里，我们想说的是另一个例外是odu4（odu:光数据单元）。为什么用它承载100gbe以太网客户信号，而不是通过160gbit/s速率来承载四个40gbit/s odu3信号。
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otucn帧结构
在开始讲b100g帧结构之前，我们先回顾一下sdh和otn的帧结构特点。如我们所熟悉的，sonet/sdh是通过复用映射其基本速率信号的整数倍（sonet sts-1或sdh stm-1）来达到更高速率的信号。
而对于otn帧来说，oduk速率的帧是相同的，是通过提高发帧速率来增加的。
对于超100gbit/s速率，itu-t使用了这两种方法的组合。在100gbit/s左右建立了一个新的基本信号帧，并将该基本帧的倍数交织以产生更高速率的信号，这个基本帧称为oduc（100gbit/s odu slice片），然后由n×oduc片构造oducn信号，其中“c”在罗马数字中表示100。如下图所示，基本信号帧oduc帧使用与odu4相同的帧结构。
图-基本信号oduc帧构成的otuc1结构
图-otucn帧结构
otucn信号的物理层将取决于其接口。这句话怎么理解呢？比如说它可以作为单个串行信号流、光域中的n 100gbit/s信号流或n/2 200gbit/s信号流，也可以作为具有电域接口的25gbit/s或50gbit/s的倍数来传输。
也就是说，它不是以串行交织格式（类似于sonet/sdh的格式）定义otucn数据流，而是由单独的接口指定。而对于otuc slice则以定义的方式进行交织，使得opucn子支时隙具有已知的顺序。
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在这种情况下，每个otuc使用电层phy通道中的特定子集，独立于其他otuc使用的phy通道。
另外，在“flexo”接口中，我们可以使用100gbe/otu4光模块将每个otuc作为单独的100gbit/s光信号传输，因此也不需要在phy层中进行otuc交织。
还有一种场景是将两个otuc组合成200gbit/s数据流以在光通道（波长）上传输，在这种情况下，只要光发射端和接收器同意达成一致，怎么进行otuc交织则是任意的。
或者说，200gbit/s接口可以使用组合调制来复用两个otuc数据流（比如说每个otuc可以采用不同线路编码在单独偏振模式在线路上传输）。
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另外，基本otuc信号的选择需要满足以下需求：
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otn的b100g信号速率和开销速率如下表所示：
opuc、oduc和otuc帧结构下图所示：
如下所述，与otn帧结构一样，otuc和oduc的开销列几乎是一致的，但是otuc中没有用于fec的保留区域。
otuc的开销如上图所示a和b，该字段包含帧对齐信号（fas）和复用帧对齐信号（mfas）。
mfas字段是一个二进制计数器，显示某些开销使用的256帧复用帧中当前帧的相位。比如说，e区域所示的有效负载结构标识符（psi）的开销就可以使用mfas来确定该期间帧字节的含义。
mfas还用于消除通过不同波长或不同flexo接口phy在传输otucn信号部分之间产生的偏移。
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与otn帧一样，tti用于连接故障的检测，由otucn接收端向otucn源发送bei作为先前bip-8检测到的错误数的（二进制）计数，由接收端使用bdi通知源端它看到了信号故障。iae表示在接入信号上检测到帧对齐错误，biae则通知源看到了iae。iae和biae用于在帧对齐丢失情况下禁用各自方向上的错误计数。
那么这些开销字节的作用范围又是怎样的。在这些开销中，像tti、bdi和stat这样的开销属于整个接口，所以它们只需要出现一次。
而帧对齐则需要在所有otuc片中重复，以加快帧恢复时间，并使其可用于多个通道接口的所有通道上的帧恢复。另外，bip-8和bei在所有otuc中都是激活的，以便提供更好的（和模块化的）错误检测能力。归纳如下表所示。
oducn帧结构
接着说，与otn帧结构类似，oducn也是由opucn和oducn开销两部分组成。下表显示了每个oduc片的激活区域。
它包含用于路径性能监视（pm）、两个通用通信信道（gcc）、一个自动保护切换和保护通信信道（aps/pcc）的开销，以及为实验目的保留的一组字节。
上面的pm开销由trail trace identifier（tti，用于连接故障检测）、bip-8（用于错误检测）、状态信息（用于指示这是正常信号还是维护信号）和bei组成。
pm开销还包括在路径级执行往返延迟测量的延迟测量功能。对于otucn，bei由oducn接收端发送到oducn源，作为先前bip-8检测到的错误数的（二进制）计数。请注意，以前的故障类型和故障定位（ftfl）开销已从所有otn信号中删除，字节的状态更改为“experimental”。
otuc和oduc开销就先介绍到这了，关于opuc的帧格式改期再聊。最后放一张大图来展示整个复用映射的层级关系。
漏电保护器跳闸是什么原因
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