Mi az OTN? Rétegek, OTN vs DWDM és amikor szüksége van rá

Az OTN jelentéseOptikai közlekedési hálózatáltal meghatározott szabványosított digitális közlekedési keretrendszerITU-T G.709 ajánlás. Strukturált módot biztosít az üzemeltetőknek a különféle kliensjelek beágyazására, multiplexelésére, váltására, figyelésére és kezelésére, - például Ethernet, IP, tárolás és örökölt SONET/SDH - optikai szálas infrastruktúrán keresztül.

Az OTN az a digitális átviteli réteg, amely az ügyfélforgalmat szabványos keretformátumba csomagolja, előrehaladó hibajavítást és teljesítményfigyelést tesz lehetővé, és megbízhatóan továbbítja az optikai hálózatokon.

Ellentétben a csupasz optikai kapcsolattal, amely egyszerűen áthelyezi a fényt egyik végéről a másikra, az OTN egy felügyeleti és védelmi réteget ad a szálas átvitel tetejére. Ez az oka annak, hogy a távközlési szolgáltatók, adatközpont-üzemeltetők és nagyvállalatok mindig az OTN-re támaszkodnak, amikor hibaleválasztásra, szolgáltatási szintű láthatóságra,{1}}szolgáltatásszintű láthatóságra és skálázható szállításra van szükségük a gerinchálózaton, metrón vagy metrón keresztül.száloptikai összeköttetéskörnyezetek.
 

Hogyan működik az OTN: Rétegek, keretszerkezet és jeláramlás

Az OTN egy réteges tokozási modellt követ. A hálózatba belépő kliensjel több szakaszon megy keresztül, mielőtt az optikai csatornán keresztül továbbítódik. A folyamat a következőképpen foglalható össze:

• A kliens jel (Ethernet, IP, Fibre Channel vagy más protokoll) le van képezve egyOPU(Optical Channel Payload Unit), amely hasznos tehertárolóként szolgál.
• Az OPU be van csomagolva egyODU(Optical Channel Data Unit), amely többletköltséget jelent az útvonal-figyeléshez, a tandem kapcsolatfigyeléshez és a végpontok közötti-végpontok közötti kezeléshez.
• Az ODU tovább van kapszulázva egyOTU(Optical Channel Transport Unit), amely hozzáadja a keret igazítását és az előremenő hibajavítást (FEC) a megbízható átvitel érdekében.
• Az OTU egy optikai csatornán keresztül jut el a DWDM rendszeren keresztül, és a távoli végén kerül visszanyerésre.

OTN rétegfunkciók egy pillantással

Maga az OTN-keret 4 sorból 4080 bájtoszlopból áll, az egyes sorok végén integrált FEC bájtokkal. Ez a rögzített képkockaméret -, szemben a SONET/SDH-ban - használt rögzített képkockasebességgel, egy szándékos tervezési választás, amely lehetővé teszi az OTN számára, hogy hatékonyan skálázzon a különböző bitsebességek között, a körülbelül 2,7 Gbps-os OTU1-től egészen a 100 Gbps többszörösének megfelelő OTUCn-ig. AAz ITU-T folytatta a G.709 sorozat frissítését25G, 50G és 100G-n túli rugalmas interfészek támogatásával, hogy lépést tartson az 5G szállítási és a nagy kapacitású DCI követelményeivel.
 

Az OTN fő előnyei a hálózati szolgáltatók számára

Az OTN optikai infrastruktúrán felüli telepítése számos konkrét előnnyel jár, amelyeket a csupasz hullámhosszúság nem biztosít:

Forward Error Correction (FEC).A G.709-ben definiált Reed-Solomon FEC akár 6,2 dB jel-/-zajarányt is képes továbbítani. A gyakorlatban ez hosszabb távot jelent a regenerációs helyek között, lazább komponensspecifikációkat, és több erősítő ugráson keresztül is támogatható az átlátszó optikai hálózat.

Teljesítményfigyelés több rétegben.Az ODU overhead az üzemeltetők számára -útvonalonkénti bithibaarány-figyelést, tandem kapcsolatfigyelést akár hat közbenső tartományon keresztül, valamint hibajelzőket (AIS, BDI) biztosít, amelyek segítenek a problémák gyors elkülönítésében - a teljes hullámhossz végpontjai közötti hibaelhárítás helyett.

Kliens{0}}agnosztikus szállítás.Az OTN ugyanazon a keretszerkezeten belül képes Ethernet, IP/MPLS, Fibre Channel, videó és örökölt SONET/SDH forgalmat továbbítani. Ez praktikussá teszi azokat a hálózatokat, amelyek vegyes munkaterhelést szolgálnak ki, nem pedig egyetlen protokollt.

Szolgáltatás ápolás és multiplexelés.Az alacsonyabb-sebességű ODU jelek multiplexelhetők nagyobb-sebességű tárolókba (például négy ODU1 jel egy ODU2-be, vagy több ODUflex jel egy OPUCn-be). Ez lehetővé teszi a kezelők számára, hogy hatékonyabban töltsék ki a hullámhossz-kapacitást, ahelyett, hogy egy teljes lambdát egy kis ügyfélnek szentelnének.

Szabványosított OAM.A védett felügyeleti fedvényekkel ellentétben az OTN többletterhelést az ITU-T szabványok határozzák meg, lehetővé téve a több-szállító együttműködését a szállítási rétegben, és tisztább szolgáltatás-elhatárolást az operátori tartományok között.

OTN vs DWDM: Mi a különbség?

Az egyik leggyakoribb zavaró pont az OTN és a DWDM kapcsolata. Nem ugyanaz a dolog, és különböző funkcionális szinteken működnek.

A legtöbb termelési hálózatban a DWDM és az OTN együtt működik. A DWDM a nyers optikai kapacitást - sok hullámhosszon biztosítja egyetlen helyenegymódusú{0}}szálas szál-, míg az OTN biztosítja azt a digitális intelligenciát, amely lehetővé teszi az üzemeltetők számára, hogy kezeljék, hogy az egyes hullámhosszakon mi fut. Futtathatja a DWDM-et OTN nélkül (például egyszerű pont{2}}pont-hullámhosszú szolgáltatásokban), de elveszíti az OTN által biztosított strukturált megfigyelési, FEC- és ápolási képességeket. Ha mélyebbre szeretné tekinteni, hogyanWDM multiplexelési technológiákszállítási keretrendszerekhez kapcsolódnak, lásd a multiplexelési útmutatónkat.
 

OTN vs SONET/SDH: Miért haladt előre az iparág?

A SONET/SDH évtizedekig jól szolgálta a távközlési iparágat, de kialakítása a szinkron TDM hangátvitelben gyökerezik. Ahogy az IP és az Ethernet forgalom dominánssá vált, számos korlátozás merült fel. Az OTN-t kezdettől fogva úgy tervezték, hogy ezeket a hiányosságokat orvosolja.

Kerettervezési filozófia.A SONET/SDH fix, 8000 képkocka/másodperces ismétlési sebességet használ, és a képkocka mérete a bitsebesség növekedésével nő. Az OTN ezt megfordítja: rögzített keretméretet használ (4 sor × 4080 oszlop), és csökkenti a képkocka periódusát a sebesség növekedésével. SzerintA Ciena funkciói-a-szolgáltatások összehasonlítása alapján, ez a rögzített-keret-méretes megközelítés az egyik legjelentősebb szerkezeti különbség a két technológia között.

FEC és elérheti.A SONET/SDH nem tartalmaz szabványos FEC-mechanizmust. Az OTN az FEC-et az OTU keret részeként határozza meg, ami közvetlenül kiterjeszti az átviteli hatótávolságot, és csökkenti a költséges regenerálás szükségességét.

Méretezhetőség.A SONET/SDH szabványok csúcsa az OC-768 (körülbelül 40 Gbps). Az OTN natívan támogatja a 100G-t (OTU4) és azon túl, az OTUCn 400G-ra, 800G-ra és még magasabbra skálázható a moduláris 100G-s építőelemek révén.

Tandem kapcsolat figyelése.Az OTN akár hat szintű TCM-et is támogat, szemben a SONET/SDH sokkal korlátozottabb felügyeletével. Ez számít több-operátoros vagy több-domaines környezetben, ahol minden szegmensnek független teljesítményláthatóságra van szüksége.

Ennek ellenére a SONET/SDH nem tűnt el egyik napról a másikra. Sok szolgáltató továbbra is hordozza az örökölt TDM-szolgáltatásokat, és az OTN-t úgy tervezték, hogy ezeket a jeleket átláthatóan szállítsa a hasznos terhelésen belül -, így a hálózati tervezők számára egy migrációs útvonalat biztosítanak, nem pedig kényszerített rip-és-cserét.

OTN alkalmazások távközlési, DCI és vállalati hálózatokban

Az OTN relevanciája túlmutat a hagyományos hosszú távú fuvarozói{0}}gerinceken. Itt vannak azok a környezetek, ahol a legtöbb értéket nyújtja:

Távközlési gerinchálózat és metróközlekedés.A regionális vagy országos gerinchálózatokat építő szolgáltatók az OTN-re támaszkodnak a több száz hullámhosszon átívelő szolgáltatás gondozásában, az ügyféláramkörök közötti hibaleválasztásban és az összekapcsolt szolgáltatók közötti szabványos átadásokban.

Adatközpont összekapcsolás (DCI).Amikor a szervezetek nagyvárosi, regionális vagy nagy távolságú{0}}adatközpontokat kapcsolnak össze, általában többre van szükségük, mint a nyers sávszélességre. Szükségük van a bérlők közötti szolgáltatások szétválasztására, a FEC-en keresztüli elérés kiterjesztésére, valamint arra, hogy több 10G/100G-s kliens áramkört közös hullámhosszakra alakítsanak ki. Az OTN a DWDM-mel kombinálva egy általános tervezési választás a DCI-kapcsolatokhoz, amelyeknek vegyes forgalmat - tárolóreplikációt,-közi klaszterszámítást és felügyeletet - kell vinniük ugyanazonoptikai infrastruktúra.

Vállalati és egyetemi kapcsolat.A több telephellyel és magas{0}}sávszélesség-igényű - nagyvállalatok pénzintézetek, kórházak, kutatólaboratóriumok - egyre gyakrabban használnak OTN-képes átvitelt, hogy megszerezzék azokat a felügyeleti és védelmi funkciókat, amelyek az egyszerű Ethernet-pontok-pont{5}}hivatkozásaiból hiányoznak.

5G szállítás.Az ITU-T az OTU25 és OTU50 interfészeket kifejezetten az 5G rádiós hozzáférési hálózatokban használt 25 GBASE-R és 50 GBASE-R Ethernet jelek továbbítására határozta meg, így az OTN releváns a mobil infrastruktúra legújabb generációja számára.
 

Gyakori OTN tévhitek

"Az OTN és a DWDM ugyanaz."Nem azok. A DWDM az optikai multiplexelési módszer; Az OTN a digitális közlekedési keretrendszer, amely ezen felül halad. Sok hálózat a kettőt együtt használja, de különböző problémákat oldanak meg.

"Az OTN csak a nagy fuvarozóknak szól."Míg a szolgáltatók korábban alkalmazták, az OTN-t ma már DCI, vállalati és 5G szállítási forgatókönyvekben használják. Minden olyan környezet előnyös lehet, amely strukturált felügyeletet és szolgáltatáskezelést igényel az optikai szálon keresztül.

"Az OTN használatához minden overhead bájtot értenie kell."Az - OPU, ODU, OTU, OCh, OMS, OTS - rövidítések elsöprőek lehetnek. A gyakorlatban az alapkoncepció egyértelmű: az OTN csomagolja az ügyfélforgalmat, hozzáadja a felügyeletet és a FEC-et, és szabványos formátumban továbbítja. A részletes overhead mezők fontosak a berendezéstervezők és tesztelőmérnökök számára, de a hálózattervezők hatékonyan dolgozhatnak a rétegmodellel és az általa nyújtott funkcionális előnyökkel.

"Az OTN a DWDM-et helyettesíti."Az OTN a DWDM-et kiegészíti, nem pedig helyettesíti. Még mindig szüksége van az optikai rétegre a hullámhossz-kapacitáshoz; Az OTN föléje adja a digitális felügyeleti és védelmi réteget.

Gyakran Ismételt Kérdések az OTN-ről

Milyen problémát old meg az OTN?

Az OTN megoldja a különféle ügyfélszolgáltatások kezelésének, figyelésének és védelmének problémáját az optikai szálon keresztül. OTN nélkül az operátorok nyers hullámhossz-kapacitással rendelkeznek, de nem rendelkeznek szabványosított eszközökkel a szolgáltatásonkénti hibaészleléshez, hibajavításhoz és a szállítási rétegben a forgalom javításához.

Az OTN fizikai réteg vagy szállítási réteg technológia?

Az OTN a következő címen működik:digitális réteg 1- a fizikai optikai réteg feletti szállítási réteg. A fényáteresztéshez a fizikai rétegre (szál, erősítők, DWDM) támaszkodik, de ezen felül digitális tokozást, felügyeletet és FEC-t ad hozzá. Az ITU-T G.872 architektúra az OTN-t úgy határozza meg, hogy az optikai (OCh, OMS, OTS) és digitális (OPU, ODU, OTU) alrétegeket is magában foglal.

Használható a DWDM OTN nélkül?

Igen. A DWDM függetlenül működhet, hogy hullámhosszakat továbbítson a szálon. OTN nélkül azonban az operátorok elveszítik a szabványos FEC-et, az útvonalonkénti teljesítményfigyelést, a tandem kapcsolatfigyelést és a szolgáltatási-szintű kezelést. Egyszerű pont{5}}pont-hivatkozások esetén ez elfogadható lehet; összetett több{7}} szolgáltatású hálózatok esetében általában nem.

Melyek a szabványos OTN bitsebességek?

A G.709 szabvány több fix sebességű tárolót határoz meg: OTU1 (~2,7 Gbps), OTU2 (~10,7 Gbps), OTU3 (~43 Gbps) és OTU4 (~112 Gbps). A 100G-n túl az OTUCn keretrendszer moduláris n × 100 Gbps kapacitást biztosít. Az újabb G.709.4 hozzáadja az OTU25-öt és az OTU50-et az 5G szállítási alkalmazásokhoz. Az ODUflex rugalmas sávszélesség-kiosztást tesz lehetővé a pontos ügyfélráta szerint.

Mi a különbség az OTN és aegy transzponder?

A transzponder egy hardvereszköz, amely a kliens jeleit OTN{0}}keretes hullámhosszokká alakítja (és fordítva). Az OTN a transzponder által megvalósított protokoll és keretstruktúra. Más szavakkal, a transzponder a berendezés; Az OTN az a szabvány, amelyet követ.

Következtetés

Az OTN az a szabványosított digitális szállítási réteg, amely az optikai hálózatokat kezelhetőbbé, rugalmasabbá és nagyobb méretekben történő vegyes szolgáltatások szállítására teszi. Működik a DWDM-mel -, nem helyette -, és biztosítja a strukturált tokozást, hibajavítást, teljesítményfigyelést és szolgáltatás multiplexelést, amely a nyers optikai hivatkozásokból hiányzik.

A közlekedési lehetőségeket értékelő hálózattervezők számára a kulcskérdések az, hogy szükség van-e a szolgáltatásonkénti láthatóságra,{0}}a FEC-nagyobb elérése számít-e, és hogy a forgalomösszetétel és a működési modell indokolja-e a hozzáadott közlekedési intelligenciát. Ha a válasz ezekre a kérdésekre igen, akkor az OTN az Ön architektúrájába tartozik.

Az optikai átvitel alapját képező üvegszálas infrastruktúra további megismeréséhez tekintse meg útmutatónkat a következő témakörben:OS1 vs OS2 egymódusú optikai szál-, beillesztési veszteség vs visszatérési veszteség, ésaz OTN technológia mélyreható-elemzését.

Források

• ITU-T ajánlás: G.709/Y.1331, "Interfaces for the Optical Transport Network (OTN)" -itu.int/rec/T-REC-G.709
• ITU-T G.872 ajánlás, "Optikai szállítási hálózat (OTN) architektúrája"
• ITU News, "Az ITU szabványai javítják az optikai átviteli hálózat képességeit" (2021) -itu.int
• Ciena, "OTN vs SONET/SDH: A különbségek összehasonlítása" -cita.com
• ITU-T Study Group 15, OTN Tutorial -itu.int (PDF)
• VIAVI Solutions, "G.709 – The Optical Transport Network (OTN)" fehér könyv -viavisolutions.com (PDF)