Kaj je OTN
OTN (optično transportno omrežje)je naslednja{0}}generacija optičnega transportnega sistema, ki ga je standardiziral ITU-T, z osrednjimi standardi, vključno z G.709 (specifikacije vmesnika), G.798 (funkcije opreme) in G.872/873 (omrežna arhitektura).OTN sistemiizdelati ogrodje za enkapsulacijo in upravljanje digitalne plasti nad prenosom optične plasti ter tako realizirati učinkovito opto{0}}elektronsko hibridno transportno omrežje.
OTN sprejme tri{0}}slojno ugnezdeno strukturo, pri čemer je vsaka plast odgovorna za različne transportne funkcije:
OPU (enota za optični tovor)- Sloj enote za optični tovor: odgovoren za preslikavo in prilagajanje signalov odjemalcev. Enkapsulira različne vrste odjemalskih signalov (Ethernet, FC, SDH itd.) v okvire OPU prek mehanizmov preslikave (GFP, GMP, BMP). Plast OPU zagotavlja prilagoditveni vmesnik med signali odjemalca inOTN omrežje, ki podpira prilagodljivo prilagoditev pasovne širine.
ODU (optična podatkovna enota)- Sloj podatkovne enote optičnega kanala: osrednji transportni sloj OTN, ki zagotavlja multipleksiranje, navzkrižno-povezavo, spremljanje delovanja in zmožnosti zaščitnega preklapljanja. Plast ODU definira več stopenj hitrosti (ODU0/1/2/2e/3/4/flex/Cn), ki podpira nizko-hitrostno multipleksiranje storitev v-hitrostne kanale. Vsak okvir ODU vsebuje Path Overhead (PM OH) za spremljanje delovanja od-do-konca; podpira TCM (Tandem Connection Monitoring) segmentirano spremljanje, ki omogoča do 6 hierarhičnih ravni TCM za omogočanje neodvisnega spremljanja več operaterjev ali omrežnih segmentov.
OTU (optična transportna enota)- Plast optične transportne enote: ustreza vmesniku fizične plasti in vključuje funkcijo FEC (Forward Error Correction). Plast OTU doda informacije o odvečnosti odseka (SM OH) in redundance FEC na vrh ODU, ki se uporablja za spremljanje zmogljivosti-na ravni optičnega odseka in odpravljanje napak. Običajne sheme FEC vključujejo RS(255,239) (7 % obremenitev, približno 6 dB ojačanje) in SD-FEC/oFEC (10-12 dB ojačanje, primerno za prenos na dolge razdalje).
Ključne bolečine, ki jih obravnava OTN
Več{0}}stopenjske, razdrobljene storitve, ki vodijo do izgube valovnih dolžin
Pri metro združevanju, združevanju hrbtenice, medsebojnem povezovanju podatkovnih centrov in podobnih scenarijih pogosto soobstaja več stopenj storitev, kot je 1G/10G/25G/100G. Pri uporabi samo DWDM za prenos-na ravni valovne dolžine se razdrobljene storitve pogosto trudijo »zapolniti« visoko{6}}hitrostno valovno dolžino, kar povzroči prazno pasovno širino.
OTN zagotavlja enkapsulacijo in multipleksiranje storitev na ravni pod-valovne dolžine, kar omogoča učinkovitejše združevanje storitev z nizko-/srednjo-hitrostjo v kanale z visoko-hitrostjo, kar izboljša izkoriščanje valovne dolžine.
Nezadostna vidnost od-do-koncev ter zmogljivosti O&M
DWDM se bolj osredotoča na prenos in multipleksiranje optične plasti, ki je primerna za "dostavljanje svetlobe", vendar običajno nima celovitega nadzora od-do-konca, segmentirane lokacije napak, statistike delovanja in zmogljivosti odgovornosti v primerjavi s transportnimi sistemi digitalne plasti na "ravni storitve".
OTN optično omrežjeuvaja standardizirane mehanizme za O&M in spremljanje delovanja v transportno strukturo, ki transportnemu sloju zagotavlja izboljšane zmožnosti alarma, nadzora, lokacije napak in podpore SLA.
Pritisk zanesljivosti na velike-razdalje in zapletene pogoje optične plasti
V scenarijih oblikovanja na velike -razdalje, mejah kakovosti povezave ali zapletenih optičnih slojih so zahteve glede tolerance napak in stabilnosti višje.
OTN optični transportsistemi običajno združujejo odpravljanje napak naprej (FEC) in druge zmogljivosti za izboljšanje tolerance napak povezave in zmogljivosti prenosa, povečanje dosegljive razdalje in stabilnosti.
Strožje zahteve glede zagotavljanja storitev in zaščite
Ko omrežja zahtevajo hitrejše zagotavljanje storitev, jasne zaščitne strategije in stabilno preklopno vedenje, rešitve s čisto optično plastjo pogosto potrebujejo več zunanje podpore. Transportni in O&M mehanizmi OTN so bolj primerni za izpolnjevanje zahtev glede "operabilnih, obvladljivih in zajamčenih" transportnih storitev.
Osnovne tehnologije
Tehnologija vnaprejšnjega odpravljanja napak (FEC).
FEC je ključna tehnologija za OTN za izboljšanje zmogljivosti prenosa. Z redundantnim kodiranjem omogoča odkrivanje in popravljanje napak, izboljša toleranco napak povezave in razdaljo prenosa.
RS (255.239) FEC: Osnovna shema FEC, opredeljena s standardom G.709, s 7 % obremenitvijo (16 redundantnih bajtov od 255 bajtov), kar zagotavlja približno 6 dB pridobitve kodiranja. Primerno za prenos na kratke-do-srednje razdalje (< 80 km) or scenarios with good OSNR.
SD-FEC (mehka-odločitev FEC): Izboljšan FEC na podlagi dekodiranja z mehko-odločitvijo, z 10-11 dB pridobitvijo kodiranja in 20%-25% obremenitvijo. Primerno za prenos na dolge razdalje (80–1000 km) ali scenarije, omejene na OSNR.
oFEC (ultra{0}}močan FEC): Uporablja se za podmorske kable na ultra-dolge-razdalje ali ekstremne razmere, z ojačanjem kodiranja, ki presega 12 dB, in 25%-27% obremenitev. Običajno v kombinaciji s koherentno optično komunikacijsko tehnologijo.
Načela izbire FEC: scenariji na-kratke razdalje dajejo prednost nizki-nadzemni FEC za izboljšanje spektralne učinkovitosti; dolgo{2}}razdalje ali OSNR-omejeni scenariji izberite FEC z visokim-ojačenjem, da zagotovite dosegljivost povezave. Obsežna ocena mora upoštevati proračun OSNR, toleranco razpršenosti in sistemsko mejo.
Spremljanje delovanja in odkrivanje napak
OTN izvaja-nadziranje zmogljivosti v celotnem omrežju in hitro lociranje napak prek nadzemnih bajtov:
BIP-8 (Bit Interleaved Parity): Mehanizem za odkrivanje napak, ki izračuna preverjanje parnosti na ravneh SM, PM in TCM. Prejemna stran primerja vrednosti BIP za štetje blokov z napakami (BBE, Background Block Errors).
BER (stopnja bitnih napak): Izračunano na podlagi statistike BIP za oceno kakovosti povezave. Tipični pragovi: BER < 10^-12 označuje zdravo stanje, 10^-9 ~ 10^-12 označuje poslabšanje, > 10^-9 zahteva alarm.
Q faktor: parameter, ki predstavlja razmerje med optičnim signalom-in-šumom, ki se uporablja za oceno kakovosti optične plasti. Q > 15 dB je odlično, 12-15 dB je dobro, < 12 dB zahteva optimizacijo.
Spremljanje zamude: OTN podpira merjenje zakasnitve prek PM ali TCM režijskih stroškov za-to-končno ali segmentirano statistiko zakasnitve, ki izpolnjuje zahteve SLA za storitve z nizko-zakasnitvijo (kot je finančno trgovanje, industrijski nadzor).
TCM segmentirano spremljanje: Vsaka raven TCM lahko pokriva določene omrežne segmente ali operaterske domene, neodvisno pa šteje napake, zakasnitev in izgubo paketov za ta segment. Ko se zmogljivost od-{2}}do konca poslabša, je mogoče segmente napak hitro locirati prek TCM od-za-nivoji, kar zmanjša MTTR (povprečni čas do popravila).
Zaščitni preklopni mehanizmi
OTN ponuja več zaščitnih shem za izpolnjevanje različnih zahtev glede zanesljivosti:
1+1 Linearna zaščita: Storitve so hkrati poslane na delovno in zaščitno pot, pri čemer prejemnik izbere pot z boljšo kakovostjo. Preklopni čas < 50 ms (običajno < 10 ms), brez prekinitve storitve. Pomanjkljivost je poraba dvojne pasovne širine.
Linearna zaščita 1:1: V normalnih pogojih samo delovna pot prenaša storitve, medtem ko je zaščitna pot nedejavna ali prenaša storitve z nizko-prioriteto. V primeru okvare preklopi na zaščitno pot s preklopnim časom < 50 ms. V primerjavi z 1+1 prihrani pasovno širino, vendar zahteva dodatno pogajanje o signalizaciji.
1:N Linearna zaščita: N delovnih poti si deli 1 zaščitno pot, primerno za scenarije z nizko verjetnostjo okvare in občutljivostjo stroškov. V primeru okvare je lahko zaščitna pot zasedena, stopnja uspešnosti preklopa pa je odvisna od vrednosti N in porazdelitve okvare.
SNCP (zaščita podomrežne povezave): Zaščita podomrežne povezave, podobna 1+1, vendar deluje v obročnih omrežjih. Storitve so dvosmerno poslane na obroču, pri čemer sprejemni konec izbere visoko-kakovostno pot, preklopni čas < 50 ms. Primerno za metro obroče ali regionalne obroče.
PP (zaščita poti): Zaščita poti, podobna 1:1, vendar deluje v obročnih omrežjih. V normalnih pogojih oddaja enosmerno, v primeru okvare preklopi na obratno pot. Preklopni čas < 50 ms, z visoko izkoriščenostjo pasovne širine.
Mrežasta zaščita: Mehanizem za dinamično usmerjanje in obnovitev, ki temelji na ASON/GMPLS. V primeru okvare nadzorna ravnina izračuna rezervne poti in dinamično vzpostavi povezave. Preklopni čas je običajno v sekundah, primeren za kompleksne topologije in scenarije optimizacije virov.
Kakšna je razlika med OTN in DWDM
DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) je tehnologija multipleksiranja optične plasti, katere glavna vrednost je prenašanje več kanalov valovnih dolžin na enem vlaknu za povečanje zmogljivosti vlakna.OTN (optično transportno omrežje)je transportni sistem digitalne plasti, katerega temeljna vrednost so storitve enkapsulacije, multipleksiranja, spremljanja in razporejanja. Oboje se običajno uporablja v kombinaciji zOTN transportstoritve, ki se prenašajo prek valovnih dolžin DWDM.
|
Primerjalna dimenzija |
DWDM |
OTN |
|
Tehnološki sloj |
Optični sloj (raven valovne dolžine) |
Digitalna plast (nivo-časovne reže) |
|
Zrnatost transporta |
Wavelength-based (typically >= 10 Gbit/s) |
Podpira pod{0}}multipleksiranje valovnih dolžin (najmanjša razdrobljenost 1,25 Gbit/s) |
|
Zmogljivosti O&M |
Nadzor optičnega sloja (OCh, OMS, OTS), predvsem moči in OSNR |
Spremljanje ravni-storitve (BER, zakasnitev, segmentacija TCM), podpira SLA od-do-konca |
|
Zaščitni mehanizmi |
Zaščita optične plasti (kot je OCh SNCP), preklopni čas 10-50 ms |
Zaščita digitalnega sloja (1+1, 1:1, SNCP, PP, Mesh), preklopni čas < 50 ms |
|
Tipične aplikacije |
Visok{0}}zmogljiv prenos od-do-točke, neposredna povezava valovne dolžine, razširitev optične plasti |
Več{0}}storitveno združevanje, močno jamstvo SLA, zapleteno razporejanje in zaščita |
|
Tehnično razmerje |
Služi kot osnova optične plasti, ki zagotavlja kanale valovne dolžine |
Prekrit na DWDM, ki zagotavlja enkapsulacijo in upravljanje storitev |
Konvergenčna arhitektura: Sodobna omrežja običajno sprejmejo anOTN prek arhitekture DWDM, kjer DWDM zagotavlja zmogljivost 40/80/96 ali celo več valovnih dolžin, pri čemer vsaka valovna dolžina prenaša signal OTN (kot je OTU4 100G). Plast OTN je odgovorna za preslikavo storitev, pod-multipleksiranje valovnih dolžin in nadzor od-do-konca, medtem ko plast DWDM obravnava prenos valovne dolžine in razporejanje optične plasti (kot je usmerjanje-na ravni valovne dolžine prek ROADM).
Arhitektura uvedbe in tehnične izvedbene rešitve
Izbira topologije omrežja
Od-do-točke: Najenostavnejša topologija, primerna za visoko{0}}zmogljiv prenos med dvema vozliščema. Enostavna namestitev, nizki stroški, vendar brez zaščitne zmogljivosti. Veljavni scenariji: medsebojno povezovanje podatkovnega centra (DCI), storitve namenske linije, neposredna hrbtenična povezava.
Obročno omrežje: Vozlišča tvorijo zaprto zanko, ki podpira dvosmerni prenos in zaščito obroča (SNCP, PP). Prednosti vključujejo hitro preklapljanje zaščite (< 50 ms) and high bandwidth utilization; disadvantage is ring capacity limited by the most congested segment. Applicable scenarios: metro aggregation, regional backbone, distributed site interconnection.
Mesh Network: Med vozlišči obstaja več poti, ki podpirajo dinamično usmerjanje in uravnoteženje obremenitve. Na podlagi nadzorne ravnine ASON/GMPLS za izvajanje samodejnega izračuna poti, rezervacije virov in obnovitve napak. Prednosti vključujejo visoko prilagodljivost in izkoriščenost virov; slabosti vključujejo visoko kompleksnost krmiljenja in daljši preklopni čas (sekunde). Veljavni scenariji: hrbtenična omrežja, načrtovanje več-storitev, kompleksne zahteve zaščite.
Pogosta tehnična vprašanja in odgovori
Kakšna je razlika med ODU2e in ODU2?
ODU2 ima hitrost 10,037 Gbit/s, ki se uporablja za prenos storitev TDM, kot je STM-64; ODU2e ima hitrost 10,399 Gbit/s, optimizirano posebej za storitve 10GE, kar zmanjšuje stroške preslikave. Oba nista zamenljiva in ju je treba izbrati glede na vrsto signala odjemalca.
Kako izbrati med GFP-F in GMP?
GFP-F vzdržuje okvirne meje, primerne za scenarije, ki zahtevajo obdelavo-na ravni okvirja (kot je QoS sloja MAC); GMP ne zahteva sinhronizacije ure, kar je primerno za asinhrone scenarije ali poenostavljeno uvajanje. Za zahteve čistega prenosa je GMP boljši; za scenarije, ki zahtevajo QoS plasti OTN ali nadzor prometa, izberite GFP-F.
Bo OTN nadomestil DWDM?
Ne. DWDM obravnava zmogljivost optične plasti in prenos valovne dolžine, medtem ko OTN obravnava enkapsulacijo digitalne plasti, združevanje in upravljanje O&M-obe funkciji se dopolnjujeta. Sodobna omrežja običajno sprejmejo konvergentnoOTN prek arhitekture DWDMdointegrirati optični transport v obstoječo omrežno infrastrukturo.
