OTN pomeniOptično transportno omrežje, standardiziran digitalni prometni okvir, ki ga določaPriporočilo ITU-T G.709. Operaterjem zagotavlja strukturiran način za enkapsulacijo, multipleksiranje, preklapljanje, spremljanje in upravljanje različnih odjemalskih signalov -, kot so Ethernet, IP, shranjevanje in stari SONET/SDH - prek infrastrukture optičnih vlaken.
OTN je digitalna transportna plast, ki ovije promet odjemalcev v standardni format okvirja, doda popravljanje napak naprej in spremljanje delovanja ter ga zanesljivo prenaša po optičnih omrežjih.
Za razliko od gole optične povezave, ki preprosto premika svetlobo z enega konca na drugega, OTN doda upravljalni in zaščitni sloj poleg prenosa vlaken. Zato se telekomunikacijski operaterji, operaterji podatkovnih centrov in velika podjetja zanašajo na OTN, kadar koli potrebujejo izolacijo napak, vidnost-nivoja storitev in razširljiv prenos po hrbtenici, metroju alipovezava z optičnimi vlakniokoljih.
Kako deluje OTN: plasti, struktura okvirja in pretok signala
OTN sledi modelu večplastne inkapsulacije. Signal odjemalca, ki vstopa v omrežje, gre skozi več stopenj, preden se prenese po optičnem kanalu. Postopek je mogoče povzeti na naslednji način:
- Signal odjemalca (Ethernet, IP, Fibre Channel ali drug protokol) je preslikan vOPU(Optical Channel Payload Unit), ki služi kot vsebnik koristnega tovora.
- OPU je zavit vODU(Podatkovna enota optičnega kanala), ki doda dodatne stroške za spremljanje poti, spremljanje tandemske povezave in upravljanje od-{1}}do konca.
- ODU je nadalje inkapsuliran v anOTU(Optical Channel Transport Unit), ki doda poravnavo okvirja in popravljanje napak naprej (FEC) za zanesljiv prenos.
- OTU se prenaša po optičnem kanalu prek sistema DWDM in se obnovi na oddaljenem koncu.
Kratek pregled funkcij plasti OTN
| Plast | Polno ime | Primarna vloga |
|---|---|---|
| OPU | Enota tovora optičnega kanala | Prilagodi in preslika odjemalske signale v okvir OTN; obravnava prilagajanje hitrosti med uro odjemalca in uro OTN |
| ODU | Podatkovna enota optičnega kanala | Zagotavlja nadzor-na ravni poti, nadzor tandemske povezave (do 6 nivojev), zaznavanje napak in--nadzor za upravljanje od konca do konca |
| OTU | Transportna enota optičnega kanala | Dodaja poravnavo okvirja in FEC; definira prenos-na ravni odseka med sosednjimi omrežnimi elementi |
Sam okvir OTN je organiziran kot 4 vrstice s 4080 stolpci bajtov, pri čemer so bajti FEC integrirani na koncu vsake vrstice. Ta fiksna velikost okvirja - v nasprotju s fiksno hitrostjo okvirja, ki se uporablja v SONET/SDH -, je premišljena izbira zasnove, ki omogoča OTN učinkovito prilagajanje različnih bitnih hitrosti, od OTU1 pri približno 2,7 Gbps do OTUCn pri večkratnikih 100 Gbps. TheITU-T je še naprej posodabljal serijo G.709, ki dodaja podporo za 25G, 50G in prilagodljive vmesnike, ki presegajo-100G, da sledite zahtevam za transport 5G in DCI z visoko zmogljivostjo.
Ključne prednosti OTN za omrežne operaterje
Uvedba OTN na vrhu optične infrastrukture prinaša več konkretnih prednosti, ki jih prenos gole valovne dolžine ne zagotavlja:
Naprej popravljanje napak (FEC).Reed-Solomon FEC, opredeljen v G.709, lahko zagotovi do 6,2 dB izboljšave razmerja-in-šumom. V praksi to pomeni daljše razpone med regeneracijskimi mesti, sproščene specifikacije komponent in zmožnost podpiranja preglednega optičnega omrežja prek več skokov ojačevalnika.
Spremljanje delovanja na več ravneh.Overhead ODU omogoča operaterjem spremljanje stopnje bitnih napak na-poti, spremljanje tandemske povezave v do šestih vmesnih domenah in indikatorje napak (AIS, BDI), ki pomagajo hitro izolirati težave - namesto odpravljanja težav celotne valovne dolžine od konca do konca.
Odjema{0}}agnostični prevoz.OTN lahko prenaša Ethernet, IP/MPLS, Fibre Channel, video in stari SONET/SDH promet znotraj iste strukture okvirja. Zaradi tega je praktičen za omrežja, ki služijo mešanim delovnim obremenitvam in ne enemu samemu protokolu.
Storitev grooming in multipleksiranje.Signale ODU z nižjo-hitrostjo je mogoče multipleksirati v vsebnike z-višjo hitrostjo (na primer štiri signale ODU1 v enega ODU2 ali več signalov ODUflex v OPUCn). To omogoča operaterjem, da učinkoviteje zapolnijo kapaciteto valovne dolžine, namesto da celotno lambdo namenijo majhnemu odjemalcu.
Standardiziran OAM.Za razliko od lastniških upravljalnih prekrivk, OTN overhead določajo standardi ITU-T, kar omogoča interoperabilnost več-prodajalcev na transportni ravni in čistejšo razmejitev storitev med operaterskimi domenami.
OTN proti DWDM: Kakšna je razlika?
Ena najpogostejših zmešnjav je razmerje med OTN in DWDM. Niso enake stvari in delujejo na različnih funkcionalnih ravneh.
| Vidik | DWDM | OTN |
|---|---|---|
| Osnovna funkcija | Optično multipleksiranje valovnih dolžin - prenaša več valovnih dolžin po enem vlaknu | Digitalno transportno ogrodje - enkapsulira, spremlja in upravlja storitve, ki se prenašajo na teh valovnih dolžinah |
| Plast | Fizična/optična plast | Digitalni sloj 1 (transport in upravljanje) |
| Popravek napak | Ni samo po sebi vključeno | Standardizirani FEC, opredeljen po G.709 |
| Spremljanje uspešnosti | Omejeno na optično moč in OSNR | Na-nadzor BER-ja na pot, TCM, indikatorji napak |
| Zavedanje storitev | Samo raven-valovne dolžine | Zna razlikovati in upravljati posamezne storitve znotraj valovne dolžine |
| Multipleksiranje | Multipleksiranje valovnih dolžin (optična domena) | Časovno{0}}multipleksiranje vsebnikov ODU (digitalna domena) |
V večini proizvodnih omrežij DWDM in OTN delujeta skupaj. DWDM zagotavlja surovo optično zmogljivost - več valovnih dolžin na enemenomodno-optično vlakno- medtem ko OTN zagotavlja digitalno inteligenco, ki omogoča operaterjem, da upravljajo, kaj vozi na vsaki valovni dolžini. DWDM lahko izvajate brez OTN (na primer v enostavnih storitvah valovne dolžine od točke-do-točke), vendar izgubite strukturirano spremljanje, FEC in zmožnosti urejanja, ki jih zagotavlja OTN. Za globlji vpogled v to, kakoTehnologije multipleksiranja WDMnanašajo na transportna ogrodja, glejte naš vodnik za multipleksiranje.
OTN proti SONET/SDH: Zakaj je industrija napredovala
SONET/SDH je desetletja dobro služil telekomunikacijski industriji, vendar je njegova zasnova temeljila na sinhronem govornem prenosu TDM. Ko sta promet IP in Ethernet postala prevladujoča, se je pojavilo več omejitev. OTN je bil že od samega začetka zasnovan za odpravo teh vrzeli.
Filozofija oblikovanja okvirja.SONET/SDH uporablja fiksno hitrost ponavljanja sličic 8.000 sličic na sekundo, pri čemer velikost okvirja narašča z večanjem bitnih hitrosti. OTN to obrne: uporablja fiksno velikost okvirja (4 vrstice × 4.080 stolpcev) in skrajša obdobje okvirja, ko se stopnje dvignejo. Glede naCienina funkcija-za-primerjavo funkcij, je ta pristop-velikosti okvirja-ena najpomembnejših strukturnih razlik med obema tehnologijama.
FEC in doseg.SONET/SDH ne vključuje standardnega mehanizma FEC. OTN definira FEC kot del okvirja OTU, ki neposredno razširi doseg prenosa in zmanjša potrebo po dragi regeneraciji.
Razširljivost.Standardi SONET/SDH dosegajo najvišjo vrednost OC-768 (približno 40 Gbps). OTN izvirno podpira 100G (OTU4) in več, z OTUCn, ki se prilagaja na 400G, 800G in višje prek modularnih gradnikov 100G.
Nadzor tandemske povezave.OTN podpira do šest ravni TCM v primerjavi z veliko bolj omejenim spremljanjem v SONET/SDH. To je pomembno v okoljih z več-operaterji ali več-domenami, kjer vsak segment potrebuje neodvisen pregled delovanja.
Kljub temu SONET/SDH ni izginil čez noč. Številni operaterji še vedno uporabljajo podedovane storitve TDM, OTN pa je zasnovan tako, da pregledno prenaša te signale znotraj svoje obremenitve -, kar načrtovalcem omrežja omogoča selitveno pot namesto prisilnega trganja-in-zamenjave.
Aplikacije OTN v omrežjih Telecom, DCI in Enterprise
Ustreznost OTN-ja presega tradicionalne hrbtenice-prevoznikov na dolge razdalje. Tu so okolja, v katerih prinaša največjo vrednost:
Telekomunikacijska hrbtenica in metro promet.Prevozniki, ki gradijo regionalna ali nacionalna hrbtenična omrežja, se zanašajo na OTN za urejanje storitev na več sto valovnih dolžinah, izolacijo napak med vezji strank in standardizirane predaje med medsebojno povezanimi operaterji.
Povezovanje podatkovnega centra (DCI).Ko organizacije povezujejo podatkovne centre v metroju, regionalni ali dolgi-razdalji, običajno potrebujejo več kot samo surovo pasovno širino. Potrebujejo ločevanje storitev med najemniki, razširitev dosega prek FEC in možnost prilagajanja več odjemalskih vezij 10G/100G na skupne valovne dolžine. OTN v kombinaciji z DWDM je običajna izbira zasnove za povezave DCI, ki morajo prenašati mešan promet - replikacijo shranjevanja, med-računalništvo v gruči in upravljanje - preko istegainfrastrukturo iz optičnih vlaken.
Povezljivost podjetja in kampusa.Velika podjetja z več lokacijami in visokimi-zahtevami glede pasovne širine - finančne ustanove, bolnišnice, raziskovalni laboratoriji - vse pogosteje uporabljajo prenos, ki podpira OTN-, da pridobijo nadzorne in zaščitne funkcije, ki jih preproste ethernetne povezave od-to-točke nimajo.
5G transport.ITU-T je definiral vmesnika OTU25 in OTU50 posebej za prenos 25GBASE-R in 50GBASE-R ethernetnih signalov, ki se uporabljajo v radijskih dostopovnih omrežjih 5G, zaradi česar je OTN pomemben za najnovejšo generacijo mobilne infrastrukture.
Pogoste napačne predstave OTN
"OTN in DWDM sta ista stvar."Niso. DWDM je metoda optičnega multipleksiranja; OTN je digitalni transportni okvir, ki je nad njim. Veliko omrežij uporablja oboje skupaj, vendar rešujeta različne težave.
"OTN je samo za velike operaterje."Medtem ko so bili operaterji zgodnji uporabniki, se OTN zdaj uporablja v transportnih scenarijih DCI, podjetja in 5G. Vsako okolje, ki potrebuje strukturirano spremljanje in upravljanje storitev prek optičnih vlaken, lahko koristi.
"Za uporabo OTN morate razumeti vsak nadzemni bajt."Okrajšave - OPU, ODU, OTU, OCh, OMS, OTS - so lahko presenetljive. V praksi je osrednji koncept preprost: OTN zapakira odjemalski promet, doda spremljanje in FEC ter ga prenaša v standardni obliki. Podrobna režijska polja so pomembna za oblikovalce opreme in testne inženirje, vendar lahko načrtovalci omrežja učinkovito delajo z modelom plasti in funkcionalnimi prednostmi, ki jih ponuja.
"OTN nadomešča DWDM."OTN dopolnjuje DWDM in ga ne nadomešča. Še vedno potrebujete optično plast za zmogljivost valovne dolžine; OTN nad njim doda sloj digitalnega upravljanja in zaščite.
Pogosta vprašanja o OTN
Kakšno težavo rešuje OTN?
OTN rešuje problem upravljanja, spremljanja in zaščite različnih odjemalskih storitev prek optičnih vlaken. Brez OTN imajo operaterji neobdelano zmogljivost valovne dolžine, vendar nimajo standardiziranih orodij za-odkrivanje napak na storitev, odpravljanje napak in urejanje prometa na transportni ravni.
Ali je OTN fizična plast ali tehnologija transportne plasti?
OTN deluje nadigitalni sloj 1- transportna plast nad fizično optično plastjo. Zanaša se na fizični sloj (oplakna, ojačevalniki, DWDM) za prenos svetlobe, vendar poleg tega dodaja še digitalno enkapsulacijo, spremljanje in FEC. Arhitektura ITU-T G.872 opredeljuje OTN tako, da zajema tako optični (OCh, OMS, OTS) kot digitalni (OPU, ODU, OTU) podsloj.
Ali lahko uporabljate DWDM brez OTN?
ja DWDM lahko deluje neodvisno za prenos valovnih dolžin po vlaknu. Vendar pa brez OTN operaterji izgubijo standardiziran FEC,-nadzor zmogljivosti na pot, nadzor tandemske povezave in upravljanje-plasti storitev. Za preproste povezave od točke-do-točke je to lahko sprejemljivo; za zapletena več-storitvena omrežja običajno ni.
Kakšne so standardne bitne hitrosti OTN?
Standard G.709 definira več vsebnikov s fiksno-hitrostjo: OTU1 (~2,7 Gbps), OTU2 (~10,7 Gbps), OTU3 (~43 Gbps) in OTU4 (~112 Gbps). Poleg 100G okvir OTUCn zagotavlja modularno zmogljivost n × 100 Gbps. Novejši G.709.4 dodaja OTU25 in OTU50 za transportne aplikacije 5G. ODUflex omogoča prilagodljivo dodeljevanje pasovne širine, prilagojeno natančni hitrosti odjemalca.
Kakšna je razlika med OTN intransponder?
Transponder je strojna naprava, ki pretvarja odjemalske signale v OTN-uokvirjene valovne dolžine (in obratno). OTN je protokol in struktura okvirja, ki ju izvaja transponder. Z drugimi besedami, transponder je oprema; OTN je standard, ki mu sledi.
Zaključek
OTN je standardizirana digitalna transportna plast, ki naredi optična omrežja bolj obvladljiva, bolj odporna in bolj primerna za prenos mešanih storitev v velikem obsegu. Deluje z DWDM - ne namesto njega - in zagotavlja strukturirano enkapsulacijo, popravljanje napak, spremljanje zmogljivosti in storitveno multipleksiranje, ki neobdelanim optičnim povezavam manjka.
Za načrtovalce omrežij, ki ocenjujejo možnosti prevoza, so ključna vprašanja, ali potrebujete vidnost na-storitev, ali je FEC-pomemben razširjeni doseg in ali vaša mešanica prometa in operativni model upravičujeta dodano prometno inteligenco. Če je odgovor na ta vprašanja pritrdilen, OTN sodi v vašo arhitekturo.
Če želite še naprej spoznavati optično infrastrukturo, ki podpira optični transport, raziščite naše vodnike naOS1 proti OS2 eno-optično vlakno, vstavljena izguba proti povratni izgubi, innašo-poglobljeno analizo tehnologije OTN.
Viri
- Priporočilo ITU-T G.709/Y.1331, "Vmesniki za optično transportno omrežje (OTN)" -itu.int/rec/T-REC-G.709
- Priporočilo ITU-T G.872, "Arhitektura za optično transportno omrežje (OTN)"
- Novice ITU, "Standardi ITU izboljšujejo zmogljivosti optičnega transportnega omrežja" (2021) -itu.int
- Ciena, "OTN proti SONET/SDH: Primerjava razlik" -ciena.com
- ITU-T Study Group 15, OTN Tutorial -itu.int (PDF)
- VIAVI Solutions, bela knjiga "G.709 – Optično transportno omrežje (OTN)" -viavisolutions.com (PDF)
