OTN-tekniikan perusteellinen-analyysi

Mikä on OTN

OTN (optinen liikenneverkko)on ITU-T:n standardoima seuraavan -sukupolven optinen siirtojärjestelmä, jonka ydinstandardeja ovat G.709 (rajapinnan tekniset tiedot), G.798 (laitteiden toiminnot) ja G.872/873 (verkkoarkkitehtuuri).OTN-järjestelmätrakentaa digitaalisen kerroksen kapselointi- ja hallintakehys optisen kerroksen lähetyksen yläpuolelle ja toteuttaa tehokas opto-elektroninen hybridisiirtoverkko.

OTN:ssä on kolmikerroksinen sisäkkäinen rakenne, jossa jokainen kerros vastaa erilaisista kuljetustoiminnoista:

OPU (optinen hyötykuormayksikkö)- Optinen hyötykuormayksikkökerros: Vastaa asiakassignaalien kartoittamisesta ja mukauttamisesta. Se kapseloi erityyppiset asiakassignaalit (Ethernet, FC, SDH jne.) OPU-kehyksiin kartoitusmekanismien (GFP, GMP, BMP) avulla. OPU-kerros tarjoaa sovitusrajapinnan asiakassignaalien jaOTN verkko, joka tukee joustavaa kaistanleveyden säätöä.

ODU (optinen tietoyksikkö)- Optisen kanavan tietoyksikkökerros: OTN:n ydinsiirtokerros, joka tarjoaa multipleksointi-, risti{1}}yhteydet, suorituskyvyn seuranta- ja suojauskytkentäominaisuudet. ODU-kerros määrittelee useita nopeustasoja (ODU0/1/2/2e/3/4/flex/Cn), jotka tukevat hitaiden-nopeuksien palvelun multipleksointia{10}}nopeiksi kanaviksi. Jokainen ODU-kehys sisältää PM OH:n (Path Overhead) suorituskyvyn seurantaa varten päästä{12}}päähän{13}} se tukee segmentoitua TCM (Tandem Connection Monitoring) -seurantaa, mikä mahdollistaa jopa 6 TCM-hierarkiatasoa, mikä mahdollistaa riippumattoman valvonnan useiden operaattoreiden tai verkkosegmenttien välillä.

OTU (optinen kuljetusyksikkö)- Optinen siirtoyksikkökerros: Vastaa fyysisen kerroksen käyttöliittymää ja sisältää FEC (Forward Error Correction) -toiminnon. OTU-kerros lisää Section Overhead (SM OH)- ja FEC-redundanssitiedot ODU:n päälle, joita käytetään optisen osion -tason suorituskyvyn seurantaan ja virheiden korjaamiseen. Yleisiä FEC-järjestelmiä ovat RS(255 239) (7 % overhead, noin 6 dB vahvistus) ja SD-FEC/oFEC (10-12 dB vahvistus, sopii pitkän matkan lähetykseen).

OTN:n käsittelemät keskeiset kipukohdat

Monihintaiset, pirstoutuneet palvelut, jotka johtavat aallonpituuden hukkaan

Metron yhdistämisessä, runkoverkkojen yhdistämisessä, datakeskusten yhteenliittämisessä ja vastaavissa skenaarioissa on usein useita palvelunopeuksia, kuten 1G/10G/25G/100G. Käytettäessä vain DWDM:ää aallonpituus{5}}tason siirtoon, pirstoutuneiden palveluiden on usein vaikea "täyttää" nopeaa-aallonpituutta, mikä johtaa kaistanleveyden vapaaseen paikkaan.

OTN tarjoaa ali{0}}aallonpituustason palvelun kapseloinnin ja multipleksoinnin, mikä mahdollistaa hitaiden-nopeiden/keskinopeuksien-palvelujen yhdistämisen tehokkaammin-nopeille kanaville, mikä parantaa aallonpituuden käyttöä.

Näkyvyys ja O&M-ominaisuudet riittämättömät päästä{0}}päähän-

DWDM keskittyy enemmän optisen kerroksen siirtoon ja multipleksointiin, joka soveltuu "valon toimittamiseen", mutta siitä puuttuu yleensä kattava päästä{0}}päähän-seuranta, segmentoitu vian sijainti, suorituskykytilastot ja vastuullisuusominaisuudet verrattuna digitaalisen kerroksen siirtojärjestelmiin "palvelutasolla".

OTN kuituverkkotuo standardisoituja O&M- ja suorituskyvyn valvontamekanismeja kuljetusrakenteeseen, mikä tarjoaa kuljetuskerrokselle parannetut hälytys-, valvonta-, vianpaikannus- ja SLA-tukiominaisuudet.

Luotettavuuspaine pitkien{0}}etäisyyksien ja monimutkaisten optisten kerrosten olosuhteissa

Pitkän-etäisyyden, linkin laaturajan tai monimutkaisissa optisen kerroksen suunnitteluskenaarioissa virhetoleranssi- ja vakausvaatimukset ovat korkeammat.

OTN optinen kuljetusjärjestelmät yhdistävät tyypillisesti Forward Error Correction (FEC) ja muut ominaisuudet linkin vian sietokyvyn ja lähetyksen suorituskyvyn parantamiseksi, mikä lisää saavutettavaa etäisyyttä ja vakautta.

Tiukemmat palveluntarjoamis- ja suojavaatimukset

Kun verkot vaativat nopeampaa palvelujen tarjoamista, selkeitä suojausstrategioita ja vakaata kytkentäkäyttäytymistä, puhtaan optisen kerroksen ratkaisut tarvitsevat usein enemmän ulkoista tukea. OTN:n kuljetus- ja O&M-mekanismit sopivat paremmin täyttämään "toimivia, hallittavia ja taattuja" kuljetuspalveluvaatimuksia.

Ydinteknologiat

Forward Error Correction (FEC) -tekniikka

FEC on OTN:n keskeinen teknologia lähetyksen suorituskyvyn parantamiseksi. Redundantin koodauksen ansiosta se mahdollistaa virheiden havaitsemisen ja korjaamisen, mikä parantaa linkin vikasietoisuutta ja lähetysetäisyyttä.

RS(255 239) FEC: G.709-standardin määrittelemä FEC-perusmalli, jossa on 7 % lisäkustannuksia (16 redundanttia tavua 255 tavusta), mikä tarjoaa noin 6 dB koodausvahvistuksen. Soveltuu lyhyen---keskimatkan lähetykseen (< 80 km) or scenarios with good OSNR.

SD-FEC (Soft-Decision FEC): Parannettu FEC perustuu pehmeä{0}}päätösdekoodaukseen, 10-11 dB:n koodausvahvistus ja 20 %-25 % lisäkustannuksia. Soveltuu pitkän matkan lähetyksille (80-1000 km) tai OSNR-rajoitetuille skenaarioille.

oFEC (ultra{0}}voimakas FEC): Käytetään erittäin{0}}pitkien etäisyyksien-merenalaisten kaapeleiden tai äärimmäisten olosuhteiden kanssa, joissa koodausvahvistus on yli 12 dB ja 25–27 % yläpuolella. Tyypillisesti yhdistetty koherentin optisen viestintätekniikan kanssa.

FEC:n valintaperiaatteet: Lyhyen-etäisyyden skenaariot priorisoivat matalan-ylimääräisen FEC:n spektrin tehokkuuden parantamiseksi; pitkän-etäisyyden tai OSNR-rajoitetut skenaariot valitsevat korkean-vahvistuksen FEC:n takaamaan linkin saavutettavuuden. Kattavassa arvioinnissa tulee ottaa huomioon OSNR-budjetti, hajontatoleranssi ja järjestelmän marginaali.

Suorituskyvyn valvonta ja vian sijainti

OTN toteuttaa verkon{0}}laajuisen suorituskyvyn seurannan ja nopean vian paikantamisen ylimääräisten tavujen avulla:

BIP-8 (bittinen lomitettu pariteetti): Virheiden havaitsemismekanismi, joka laskee pariteettitarkistukset SM-, PM- ja TCM-tasoissa. Vastaanottava pää vertaa BIP-arvoja virheellisten lohkojen (BBE, taustalohkovirheet) laskemiseen.

BER (bittivirhesuhde): Laskettu BIP-tilastojen perusteella linkin laadun arvioimiseksi. Tyypilliset kynnysarvot: BER < 10^-12 ilmaisee tervettä tilaa, 10^-9 ~ 10^-12 tarkoittaa heikkenemistä, > 10^-9 vaatii hälytyksen.

Q-tekijä: Parametri, joka kuvaa optisen signaalin -/-kohinasuhdetta, jota käytetään arvioimaan optisen kerroksen laatua. Q > 15 dB on erinomainen, 12-15 dB on hyvä, < 12 dB vaatii optimointia.

Viiveen valvonta: OTN tukee viivemittausta PM:n tai TCM:n kautta päiden{0}}päähän-päähän tai segmentoituun viivetilastoon, mikä täyttää matalan-viiveen palvelujen (kuten rahoituskauppa, teollisuushallinta) SLA-vaatimukset.

TCM:n segmentoitu valvonta: Jokainen TCM-taso voi kattaa tietyt verkkosegmentit tai operaattorialueet laskemalla itsenäisesti kyseisen segmentin virheet, viiveet ja pakettihäviöt. Kun päästä-päähän-suorituskyky heikkenee, vikasegmentit voidaan paikantaa nopeasti tason-to- TCM:n kautta, mikä vähentää MTTR:ää (Mean Time To Repair).

Suojauksen kytkentämekanismit

OTN tarjoaa useita suojausjärjestelmiä erilaisten luotettavuusvaatimusten täyttämiseksi:

1+1 Lineaarinen suojaus: Palvelut lähetetään samanaikaisesti sekä työ- että suojapoluille, jolloin vastaanottopää valitsee polun laadukkaammin. Kytkentäaika < 50 ms (tyypillisesti < 10 ms), ilman palvelun keskeytyksiä. Haittapuolena on kaksinkertainen kaistanleveys.

1:1 lineaarinen suojaus: Normaaleissa olosuhteissa vain työpolku lähettää palveluita, kun taas suojapolku on käyttämättömänä tai kuljettaa matalan-prioriteettitason palveluita. Vian sattuessa siirtyy suojatielle, jonka kytkentäaika on < 50 ms. Verrattuna 1+1:aan, se säästää kaistanleveyttä, mutta vaatii lisäsignalointineuvotteluja.

1:N Lineaarinen suojaus: N työskentelypolkua jakaa 1 suojapolun, joka sopii skenaarioihin, joissa vikatodennäköisyys ja kustannusherkkyys on alhainen. Vian sattuessa suojapolku voi olla varattu, ja vaihdon onnistumisprosentti riippuu N-arvosta ja vikajakaumasta.

SNCP (aliverkkoyhteyden suojaus): Aliverkkoyhteyden suojaus, samanlainen kuin 1+1, mutta toimii soittoverkoissa. Palvelut lähetetään kaksisuuntaisesti renkaaseen, jolloin vastaanottopää valitsee korkealaatuisen-polun, kytkentäaika < 50 ms. Sopii metro- tai aluekehoihin.

PP (polun suojaus): Polkusuojaus, samanlainen kuin 1:1, mutta toimii rengasverkoissa. Lähettää yksisuuntaisesti normaaleissa olosuhteissa, vaihtaa käänteiselle tielle epäonnistuessa. Kytkentäaika < 50 ms, korkea kaistanleveyden käyttö.

Verkkosuojaus: Dynaaminen reititys- ja palautusmekanismi perustuu ASON/GMPLS:ään. Vian sattuessa ohjaustaso laskee varapolut ja muodostaa dynaamisesti yhteydet. Vaihtoaika on tyypillisesti sekunneissa, mikä sopii monimutkaisiin topologioihin ja resurssien optimointiskenaarioihin.

Mikä on ero OTN:n ja DWDM:n välillä

DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) on ​​optisen kerroksen multipleksointitekniikka, jonka ydinarvo on kuljettaa useita aallonpituuskanavia yhdellä kuidulla kuitukapasiteetin lisäämiseksi.OTN (optinen liikenneverkko)on digitaalisen kerroksen siirtojärjestelmä, jonka ydinarvo on kapselointi-, multipleksointi-, valvonta- ja ajoituspalvelut. Näitä kahta käytetään tyypillisesti yhdessä, kanssaOTN kuljetusDWDM-aallonpituuksilla siirretyt palvelut.

Konvergenssiarkkitehtuuri: Nykyaikaiset verkot ottavat tyypillisesti käyttöönOTN yli DWDM-arkkitehtuurin, jossa DWDM tarjoaa 40/80/96 tai jopa suuremman aallonpituuskapasiteetin, ja jokainen aallonpituus kuljettaa OTN-signaalia (kuten OTU4 100G). OTN-kerros vastaa palvelun kartoituksesta, -aliaallonpituuden multipleksoinnista ja päästä-}päähän-tarkkailusta, kun taas DWDM-kerros hoitaa aallonpituuden lähetyksen ja optisen kerroksen ajoituksen (kuten aallonpituus-tason reitityksen ROADM:n kautta).

Käyttöönottoarkkitehtuuri ja tekniset toteutusratkaisut

Verkkotopologian valinta

Point{0}}to-point: Yksinkertaisin topologia, joka sopii suuren{0}}kapasiteetin siirtoon kahden solmun välillä. Yksinkertainen käyttöönotto, alhaiset kustannukset, mutta suojauskyky puuttuu. Sovellettavat skenaariot: datakeskusten yhteenliittäminen (DCI), erilliset linjapalvelut, runkoverkon suora yhteys.

Soiton verkko: Solmut muodostavat suljetun silmukan, joka tukee kaksisuuntaista lähetystä ja rengassuojausta (SNCP, PP). Edut sisältävät nopean suojauksen vaihdon (< 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 verkko: Solmujen välillä on useita polkuja, jotka tukevat dynaamista reititystä ja kuormituksen tasapainotusta. Perustuu ASON/GMPLS-ohjaustasoon automaattisen polun laskennan, resurssien varauksen ja vianpalautuksen toteuttamiseksi. Edut ovat suuri joustavuus ja resurssien käyttö; haittoja ovat korkea ohjauksen monimutkaisuus ja pidempi kytkentäaika (sekunnissa). Sovellettavat skenaariot: runkoverkot, moni-palvelun ajoitus, monimutkaiset suojausvaatimukset.

Yleisiä teknisiä kysymyksiä ja vastauksia

Mitä eroa on ODU2e:n ja ODU2:n välillä?

ODU2:n nopeus on 10,037 Gbit/s, jota käytetään kuljettamaan TDM-palveluita, kuten STM-64; ODU2e:n nopeus on 10,399 Gbit/s, optimoitu erityisesti 10GE-palveluille, mikä vähentää kartoituskustannuksia. Nämä kaksi eivät ole keskenään vaihdettavissa, ja ne on valittava asiakkaan signaalityypin perusteella.

Kuinka valita GFP{0}}F:n ja GMP:n välillä?

GFP-F ylläpitää kehysrajoja, jotka sopivat skenaarioihin, jotka vaativat kehys-tason käsittelyä (kuten MAC-kerroksen QoS); GMP ei vaadi kellon synkronointia, se sopii asynkronisiin skenaarioihin tai yksinkertaistettuun käyttöön. Puhtaille siirtovaatimuksille GMP on parempi; Valitse GFP-F.

Korvaako OTN DWDM:n?

Ei. DWDM käsittelee optisen kerroksen kapasiteettia ja aallonpituuden siirtoa, kun taas OTN käsittelee digitaalisen kerroksen kapselointia, yhdistämistä ja O&M-hallintaa{1}}kaksi toimintoa täydentävät toisiaan. Nykyaikaiset verkot käyttävät tyypillisesti konvergoituaOTN yli DWDM-arkkitehtuurintointegroida optinen siirto olemassa olevaan verkkoinfrastruktuuriin.

 

Suositellut artikkelit

Ethernet-kaapeli vs patch-kaapeli

katso lisää

SC/APC kuituoptinen kaapeli: täydellinen opas

katso lisää

FDM, TDM ja WDM

katso lisää