A távolsági-távú és a metróhálózatok egyaránt üvegszálas szállítási infrastruktúrát jelentenek, de más-más problémákra épülnek. A kettő összekeverése túlzott-tervezésű telepítésekhez, szükségtelen költségekhez vagy olyan hálózatokhoz vezethet, amelyek nem tudnak megfelelni a késleltetési követelményeknek. Ez a cikk bemutatja, hogyan különböznek egymástól a távolság, a kapacitás, a késleltetés és a technológia között -, és a Google B4-hálózatát használja konkrét példaként a két réteg gyakorlati együttműködésére.
Mik azok a távolsági{0}}távolsági és metróhálózatok?
Távolsági{0}}optikai szálas hálózatokgerinchálózati infrastruktúra, amely városok, országok és kontinensek közötti adatátvitelre szolgál. Az átviteli távolságok jellemzően 1000 és 2500 km között mozognak, egyes telepítések pedig meghaladják a 4000 km-t. Ezek a hálózatok alkotják a globális internetes forgalom elsődleges artériáit, és hatalmas földrajzi távolságokon kötik össze a metróhálózatokat.
Metró hálózatokA - nagyvárosi hálózatoknak (MAN) is nevezik - egy városban vagy városi régióban működik, jellemzően 80-1000 km távolságra. Irodákat, adatközpontokat, egyetemeket és szolgáltatói jelenléti pontokat (POP) kötnek össze egy helyi területen.
A kettő nem alternatívája egymásnak. A távolsági-távú hálózatok összekötik a régiók közötti nagyvárosi hálózatokat. A metróhálózatok ezt a kapcsolatot biztosítják a végfelhasználóknak és a helyi vállalkozásoknak.
A távolsági{0}}távolsági és metróhálózati különbségek
Átviteli távolság és lefedettség
A hosszú távú{0}}hálózatokat interkontinentális és városok közötti, gyakran 2500 km-en túli{1}}szakaszokra tervezték. A metróhálózatok a városi és regionális határokon belül maradnak, gyakorlatilag 200 km alatt a legtöbb telepítésnél. A 300–800 km-es tartományban mindkét architektúra műszakilag megvalósítható - az átfedési zónában, a megfelelő választás a forgalmi mintáktól és a késleltetési követelményektől függ, nem csak a távolságtól.
Hálózati kapacitás
A hosszú távú{0}}hálózatok nagyobb összesített kapacitást hordoznakDWDM(Sűrű hullámhosszosztásos multiplexelés)- olyan technológia, amely több tucat független hullámhosszt továbbít egyidejűleg egyetlen szálpáron keresztül. Egyes hosszú távú{2}}rendszerek szálanként meghaladják a 80 hullámhosszt, és másodpercenként több terabitet is elérnek a teljes átviteli sebességből.
A metróhálózatok használataCWDM(Durva hullámhosszosztásos multiplexelés)vagy kisebb-méretű DWDM. A kapacitás kisebb, de elegendő a városi-forgalomhoz. A közgazdaságtan az egyszerűbb,{4}}alacsonyabb költségű multiplexelést részesíti előnyben a nagyvárosi rétegben.
Látencia
A metróhálózatok alacsonyabb késleltetést biztosítanak, - jellemzően 5 ms alatti végponttól-végig-egy városon belül -, mivel a rövidebb távolságok kisebb késleltetést jelentenek a terjedésben. Emiatt a metró infrastruktúrája az alapértelmezett választás a késleltetési -érzékeny alkalmazásokhoz: pénzügyi kereskedés, valós idejű videó{7}} és elosztott adatbázisok.
A hosszú távú{0}}hálózatok nagyobb késleltetéssel rendelkeznek. A terjedési késleltetés a távolsággal halmozódik, és a jelerősítés a közbenső csomópontoknál további többletterhelést jelent.
Technológia és berendezések
A hosszú távú{0}}szállítás mögött meghúzódó tervezési filozófia élesen eltér a nagyvárosi hálózatokétól. Ahol az interkontinentális és a városok közötti linkek előtérbe helyezik a spektrális hatékonyságot, és a gyakran 4000 km-nél is nagyobb elérést - felerősített, koherens útonszállítószálspans - városi-léptékű infrastruktúrák alapvetően eltérő korlátok mellett működnek. A város határain belül és környékén több tíz-száz kilométert lefedő metróhálózatoknak egyensúlyban kell tartaniuk az alacsony késleltetést, a sűrű portkapacitást és a telepítési gazdaságosságot, gyakran előnyben részesítve a közvetlen -észlelést vagy a kompakt koherens dugaszolókat a nagy-teljesítményű, de költségesebb megoldásokkal szemben, amelyeket a nagy távolságú átvitel{5}} igényel.
Pontosabban: a hosszú távú{0}}telepítésekhez szükség vankoherens optikai technológiaalapkivitelben DSP chipekkel, amelyek kompenzálják a több ezer kilométeres szóródást, ésEDFAerősítőknagyjából 80 km-enként bevetik a jelerősség fenntartása érdekében. A metrótelepítések elsősorban aközvetlen-észlelés (IM-DD)adó-vevők - egyszerűbbek, kisebb teljesítményűek és lényegesen olcsóbbak. A teljes hosszú távú{2}}koherens infrastruktúra alkalmazása egy metrótelepítésre túlzott tervezés, amelynek ritkán van pénzügyi értelme.
| Hosszú{0}}táv | Metró | |
|---|---|---|
| Lefedettség | Országok / kontinensek | Város/metróövezet |
| Távolság | 1000 – 2500 km+ | 80-1000 km |
| Kapacitás | Magasabb (nagy-léptékű DWDM) | Alsó (CWDM / kis DWDM) |
| Látencia | Magasabb | Alsó (<5ms typical) |
| Alapvető technológia | Koherens + EDFA | IM-DD / kompakt koherens |
| Legjobb For | Régiók közötti gerinchálózat- | Helyi, késleltetésre{0}}érzékeny alkalmazások |
Valódi-bevezetés: Google B4
A Google B4 hálózata-, amelyet a SIGCOMM nyilvános lapjában dokumentálnak 2012 -, megmutatja, hogy a távolsági és a metróhálózatok meddig működnek együtt nagy léptékben, és mi történik, ha az egyes rétegeket a tényleges céljukra optimalizálják.
A Google-nak három forgalomtípus között kellett szinkronizálnia globális adatközpontjait: nagyméretű-adatreplikáció, felhasználói-szolgáltatások és belső számítási feladatok. Mindegyikhez eltérő sávszélesség és késleltetési követelmények vonatkoztak. A meglévő WAN 30–40%-on hagyta a gerinchálózati kapcsolat kihasználtságát, miközben a valós idejű szolgáltatások továbbra is küzdöttek a késleltetési célok elérése érdekében.
Az interkontinentális rétegnél, a Google telepítvehosszú távú{0}}száloptikai hálózatokDWDM koherens optikai transzporttal, amely szálonként többszörös 100 G hullámhosszt hordoz óceánon túli és transzkontinentális útvonalakon. Egy központi SDN-vezérlő váltotta fel a hagyományos MPLS forgalomtervezést, dinamikusan mozgatva a forgalmat a valós idejű kereslet alapján a teljes hálózaton. A gerinchálózat kihasználtsága 30–40%-ról közel 100%-ra emelkedett - ugyanaz a fizikai infrastruktúra lényegesen nagyobb forgalmat bonyolított le üvegszálas hozzáadása nélkül.
A régión belüli-rétegen, ugyanaz a város és a közeli adatközpontok, amelyek a metró infrastruktúráján keresztül kapcsolódnak össze rövid-hatótávolságú, nagy{2}}sebességű modulokkal. A létesítmények közötti késleltetés folyamatosan 2 ms alatt van - szigorú követelmény a Google Keresés és a hirdetések számára, ahol a válaszidő közvetlenül befolyásolja a bevételt.
A B4 konkretizálja a funkcionális felosztást: a long{1}}távolság meghatározza, hogy mennyi adat mozoghat a kontinensek között; A metro meghatározta, hogy milyen gyorsan lehet ezeket az adatokat helyileg kiszolgálni. Egyik réteg sem helyettesítheti a másikat.
A távolsági{0}}távolság nagy kapacitással, nagy távolságokon mozgatja az adatokat, míg a metró alacsony késleltetéssel helyileg szállítja azokat. A legtöbb éles környezetben mindkét réteg együtt létezik - a hosszú távú-réteg a globális kapacitás plafonját határozza meg, a nagyvárosi réteg pedig a helyi teljesítményt. 400A G ZR+ csatlakoztatható modulok most olyan távolságokra terjesztik ki a metró-osztályú optikát, amely korábban teljes hosszú távú{7}}rendszereket igényelt, fokozatosan csökkentve a kettő közötti különbséget. De az alapvető architektúra logika - optimalizálja az elérést vagy optimalizálja a várakozási időt - továbbra is a döntő tényező.
GYIK
K: A 300–800 km-es tartomány az átfedési zóna. Mi a legfontosabb tényező annak eldöntésében, hogy melyik architektúrát használjuk?
V: Látenciakövetelmények. Ha az Ön telepített alkalmazásai közül bármelyik alkalmazás 10 ms alatti kör--reakcióidőt igényel, - valós idejű adatbázisok, élő videó feldolgozás, kereskedési rendszerek A - metró architektúra a megfelelő választás a távolságtól függetlenül. Ha a munkaterhelés kötegelt adatátvitel, biztonsági mentés vagy replikáció 20 ms-nál nagyobb késleltetési tűrés mellett, a távolsági{8}}berendezések költsége-versenyképes ebben a távolságtartományban.
K: A Google B4 az SDN-t használta a gerinchálózat kihasználtságának közel 100%-os szintre emelésére. Ez vonatkozik a szabványos vállalati hosszú távú{3}}telepítésekre?
V: Nem közvetlenül. A B4 olyan léptékben működik, hogy a Google az optikai réteget és a forgalmi forrásokat egyaránt vezérli több tucat adatközpontban. A legtöbb vállalatnál, amely hullámhosszakat vagy sötét szálakat bérel a hordozóktól, az SDN optimalizálás a vivőoldalon történik. Amit a vállalatok reprodukálhatnak, az a forgalomosztályozási logika, amely - elválasztja a késleltetési időre{5}}érzékeny forgalmat a tömeges átvitelektől, és eltérően kezeli azokat ugyanazon infrastruktúra között.
K: A kompakt, koherens dugaszolható eszközök a metrótelepítések egyik lehetősége. Mikor van értelme a koherensnek, mint az IM-DD-nek a nagyvárosi környezetben?
V: Ha az átviteli távolság meghaladja a 80 km-t, vagy ha a hullámhosszonkénti kapacitáscél meghaladja a 100 G-t. Ezen küszöbértékek alatt az IM-DD egyszerűbb és olcsóbb. A jelek integritására vonatkozó követelmények még a nagyvárosi környezetben is koherenssé teszik a gyakorlatiasabb választást, - különösen sűrű városi környezetben, ahol az újra-erősítés a fizikai hozzáférési korlátok miatt nem lehetséges.
K: Ha a 400G ZR+ csökkenti a távolságot a metró és a távolsági -távolság között, az új metrótelepítéseknek meg kell várniuk a technológia kifejlődését, mielőtt átveszik az IM-DD infrastruktúrát?
V: A 400G ZR+ már kapható a kereskedelemben, és bevezetésre került - ez nem egy kialakulóban lévő szabvány. Jelenleg a ZR+ modulok lényegesen drágábbak, mint az IM{5}}DD az egyenértékű kis-távolságú átvitelért. A 80 km-nél rövidebb zöldmezős telepítéseknél, amelyeknél előreláthatólag nem kell e küszöbértéket túllépni, az IM-DD a gazdaságilag megalapozott választás ma is.c
Ajánlott olvasmány
Google B4 és utána
Száloptikai átviteli Windows és Fiber Bandwidth Guide
FDM, TDM és WDM
