Šta je OTN
OTN (optička transportna mreža)je sljedeća-generacija optičkog transportnog sistema standardiziranog od strane ITU-T, sa osnovnim standardima uključujući G.709 (specifikacije interfejsa), G.798 (funkcije opreme) i G.872/873 (mrežna arhitektura).OTN sistemikonstruirati okvir za enkapsulaciju i upravljanje digitalnog sloja iznad prijenosa optičkog sloja, ostvarujući efikasnu opto{0}}elektronsku hibridnu transportnu mrežu.
OTN usvaja troslojnu ugniježđenu strukturu, pri čemu je svaki sloj odgovoran za različite transportne funkcije:
OPU (optička korisna jedinica)- Sloj jedinice optičkog tereta: Odgovoran za mapiranje i prilagođavanje klijentskih signala. On enkapsulira različite tipove klijentskih signala (Ethernet, FC, SDH, itd.) u OPU okvire kroz mehanizme mapiranja (GFP, GMP, BMP). OPU sloj obezbeđuje interfejs prilagođavanja između klijentskih signala i signalaOTN mreža, podržava fleksibilno podešavanje propusnog opsega.
ODU (optička jedinica podataka)- Sloj jedinice podataka optičkog kanala: Osnovni transportni sloj OTN-a, koji pruža mogućnost multipleksiranja, unakrsne-konekcije, praćenja performansi i komutacije zaštite. ODU sloj definiše više nivoa brzine (ODU0/1/2/2e/3/4/flex/Cn), podržavajući nisko{9}}multipleksiranje usluga male brzine u{10}}kanale velike brzine. Svaki ODU okvir sadrži Path Overhead (PM OH) za praćenje performansi od-do-kraja; podržava TCM (Tandem Connection Monitoring) segmentirano praćenje, omogućavajući do 6 TCM nivoa hijerarhije kako bi se omogućilo nezavisno praćenje preko više operatera ili mrežnih segmenata.
OTU (optička transportna jedinica)- Sloj optičke transportne jedinice: Odgovara interfejsu fizičkog sloja i uključuje FEC (Forward Error Correction) funkcionalnost. OTU sloj dodaje informacije o redundantnosti sekcije (SM OH) i FEC na vrhu ODU-a, koje se koriste za praćenje performansi-nivoa optičkih sekcija i ispravljanje grešaka. Uobičajene FEC šeme uključuju RS(255,239) (7% nadjačavanja, približno 6 dB pojačanje) i SD-FEC/oFEC (10-12 dB pojačanje, pogodno za prijenos na velike udaljenosti).
Ključne bolne tačke koje rješava OTN
Više{0}}razlomljene usluge koje dovode do rasipanja talasnih dužina
U metro agregaciji, backbone agregaciji, međusobnom povezivanju centara podataka i sličnim scenarijima, višestruke stope usluga kao što su 1G/10G/25G/100G često koegzistiraju. Kada se koristi samo DWDM za transport na nivou talasne dužine-, fragmentirane usluge se često bore da "popune" talasnu dužinu velike-brzine, što rezultira praznim propusnim opsegom.
OTN pruža pod{0}}inkapsulaciju i multipleksiranje usluge na nivou talasne dužine, omogućavajući usluge male{1}}brzine/srednje{2}}brzine da se efikasnije agregiraju na kanale velike{3}}brzine, poboljšavajući korištenje talasne dužine.
Nedovoljna Vid-do-Vidljivost i O&M mogućnosti
DWDM se više fokusira na prijenos optičkog sloja i multipleksiranje, pogodan za "isporuku svjetla", ali obično nema sveobuhvatno nadgledanje-do-kraja, segmentiranu lokaciju kvara, statistiku performansi i sposobnosti odgovornosti u poređenju sa sistemima transporta digitalnog sloja na "nivou usluge".
OTN optička mrežauvodi standardizovane mehanizme upravljanja i održavanja i praćenja performansi u transportnu strukturu, pružajući transportnom sloju poboljšane mogućnosti alarma, nadzora, lokacije greške i SLA podrške.
Pouzdanost Pritisak pod velikim-uslovima udaljenih i složenih optičkih slojeva
Kod velikih-udaljenosti, granica kvaliteta veze ili složenih scenarija dizajna optičkog sloja, tolerancija grešaka i zahtjevi stabilnosti su veći.
OTN optički transportsistemi obično kombinuju ispravljanje grešaka unapred (FEC) i druge mogućnosti da poboljšaju toleranciju grešaka veze i performanse prenosa, povećavajući dosegnu udaljenost i stabilnost.
Strožiji zahtjevi za pružanje usluga i zaštitu
Kada mreže zahtijevaju brže pružanje usluga, jasne strategije zaštite i stabilno ponašanje pri prebacivanju, rješenja čistog optičkog sloja često trebaju više eksterne podrške. OTN-ovi transportni i O&M mehanizmi su prikladniji za ispunjavanje zahtjeva za "operabilnim, upravljivim i zagarantovanim" transportnim uslugama.
Core Technologies
Tehnologija Forward Error Correction (FEC).
FEC je ključna tehnologija za OTN za poboljšanje performansi prijenosa. Preko redundantnog kodiranja, omogućava otkrivanje i ispravljanje grešaka, povećavajući toleranciju na greške veze i udaljenost prijenosa.
RS(255.239) FEC: Osnovna FEC šema definisana G.709 standardom, sa 7% nadopterećenja (16 redundantnih bajtova od 255 bajtova), pružajući približno 6 dB pojačanja kodiranja. Pogodno za prijenos na kratke-do-srednje udaljenosti (< 80 km) or scenarios with good OSNR.
SD-FEC (meka-FEC odluka): Poboljšani FEC baziran na mekom-dekodiranju, sa 10-11 dB pojačanjem kodiranja i 20%-25% dodatnim opterećenjem. Pogodno za prijenos na velike udaljenosti (80-1000 km) ili scenarije ograničene OSNR.
oFEC (Ultra{0}} jak FEC): Koristi se za ultra-duge-podmorske kablove ili ekstremne uslove, sa pojačanjem kodiranja većim od 12 dB i 25%-27% iznad glave. Obično u kombinaciji sa koherentnom optičkom komunikacijskom tehnologijom.
FEC principi odabira: Scenariji za kratke{0}}udaljenosti daju prioritet niskim-FEC-ima iznad glave radi poboljšanja spektralne efikasnosti; dug-udaljenost ili OSNR-ograničeni scenariji biraju FEC visokog-pojačanja kako bi osigurali dostupnost veze. Sveobuhvatna evaluacija treba da uzme u obzir OSNR budžet, toleranciju disperzije i marginu sistema.
Praćenje performansi i lokacija kvara
OTN implementira{0}}nadgledanje performansi širom mreže i brzo lociranje kvara preko bajtova:
BIP-8 (Bit Interleaved Parity): Mehanizam za detekciju grešaka koji izračunava provjere pariteta na SM, PM i TCM slojevima respektivno. Kraj koji prima podatke upoređuje BIP vrijednosti kako bi prebrojao blokove s greškom (BBE, pozadinske greške bloka).
BER (Stopa bitne greške): Izračunato na osnovu BIP statistike za procjenu kvaliteta veze. Tipični pragovi: BER < 10^-12 označava zdrav status, 10^-9 ~ 10^-12 označava degradaciju, > 10^-9 zahtijeva alarm.
Q faktor: Parametar koji predstavlja omjer optičkog signala-prema-šumu, koji se koristi za procjenu kvaliteta optičkog sloja. Q > 15 dB je odlično, 12-15 dB je dobro, < 12 dB zahteva optimizaciju.
Delay Monitoring: OTN podržava mjerenje kašnjenja preko PM-a ili TCM-a za kraj-do-statistiku kašnjenja od kraja do kraja ili segmentiranu statistiku kašnjenja, ispunjavajući SLA zahtjeve za usluge niske-kašnjenja (kao što je finansijska trgovina, industrijska kontrola).
TCM segmentirano praćenje: Svaki TCM nivo može pokriti specifične mrežne segmente ili domene operatera, nezavisno računajući greške, kašnjenje i gubitak paketa za taj segment. Kada se performanse od-do-degradiraju, segmenti kvara se mogu brzo locirati kroz nivo-po-nivou TCM, smanjujući MTTR (srednje vrijeme za popravku).
Zaštitni sklopni mehanizmi
OTN pruža višestruke šeme zaštite kako bi zadovoljio različite zahtjeve pouzdanosti:
1+1 Linearna zaštita: Usluge se istovremeno šalju i na radnu i na zaštitnu putanju, pri čemu primalac odabire kvalitetniju putanju. Vrijeme prebacivanja < 50 ms (obično < 10 ms), bez prekida usluge. Nedostatak je trošenje dvostrukog propusnog opsega.
1:1 Linearna zaštita: U normalnim uslovima, samo radni put prenosi usluge, dok je zaštitni put neaktivan ili prenosi usluge niskog{0}}prioriteta. U slučaju kvara, prebacuje se na zaštitni put sa vremenom uključivanja < 50 ms. U poređenju sa 1+1, štedi propusni opseg, ali zahtijeva dodatno pregovaranje o signalizaciji.
1:N Linearna zaštita: N radnih putanja dijele 1 zaštitni put, pogodan za scenarije s malom vjerovatnoćom kvara i osjetljivošću na troškove. U slučaju kvara, zaštitni put može biti zauzet, a stopa uspješnosti prebacivanja ovisi o N vrijednosti i distribuciji kvara.
SNCP (zaštita podmrežne veze): Zaštita podmrežne veze, slična 1+1, ali radi na prstenastim mrežama. Usluge se šalju dvosmjerno na prstenu, pri čemu strana koja prima odabire put visokog{2}}kvaliteta, vrijeme prebacivanja < 50 ms. Pogodno za metro prstenove ili regionalne prstenove.
PP (zaštita putanje): Zaštita putanje, slična 1:1 ali radi na prstenastim mrežama. Emituje jednosmjerno u normalnim uvjetima, prebacuje se na obrnuti put u slučaju kvara. Vrijeme prebacivanja < 50 ms, sa visokim iskorištenjem propusnog opsega.
Zaštita mreže: Dinamičko rutiranje i mehanizam za oporavak zasnovan na ASON/GMPLS. U slučaju kvara, upravljački plan izračunava rezervne putanje i dinamički uspostavlja veze. Vrijeme prebacivanja je obično u sekundama, pogodno za složene topologije i scenarije optimizacije resursa.
Koja je razlika između OTN-a i DWDM-a
DWDM (Multipleksiranje guste talasne dužine) je tehnologija multipleksiranja optičkog sloja čija je osnovna vrednost prenošenje više kanala talasnih dužina na jednom vlaknu radi povećanja kapaciteta vlakana.OTN (optička transportna mreža)je digitalni sloj transportnog sistema čija je osnovna vrijednost inkapsulacija, multipleksiranje, praćenje i zakazivanje usluga. Ova dva se obično koriste u kombinaciji, saOTN transportusluge koje se prenose preko DWDM talasnih dužina.
|
Comparison Dimension |
DWDM |
OTN |
|
Technology Layer |
Optički sloj (nivo talasne dužine) |
Digitalni sloj (nivo vremenskog{0}}slota) |
|
Transportna granularnost |
Wavelength-based (typically >= 10 Gbit/s) |
Podržava multipleksiranje pod-talasne dužine (minimalna granularnost 1,25 Gbit/s) |
|
O&M mogućnosti |
Monitoring optičkog sloja (OCh, OMS, OTS), prvenstveno snage i OSNR |
Praćenje-nivoa usluge (BER, kašnjenje, TCM segmentacija), podržava end{1}}do-kraj SLA |
|
Mehanizmi zaštite |
Zaštita optičkog sloja (kao što je OCh SNCP), vrijeme prebacivanja 10-50 ms |
Zaštita digitalnog sloja (1+1, 1:1, SNCP, PP, Mesh), vrijeme prebacivanja < 50 ms |
|
Tipične primjene |
Visok{0}}kapacitet od tačke-do-prenosa, direktna veza talasne dužine, proširenje optičkog sloja |
Multi{0}}agregacija usluga, snažna SLA garancija, složeno zakazivanje i zaštita |
|
Technical Relationship |
Služi kao osnova optičkog sloja, pružajući kanale talasne dužine |
Preklopljeno na DWDM, pružajući enkapsulaciju i upravljanje uslugama |
Convergence Architecture: Moderne mreže obično usvajajuOTN preko DWDM arhitekture, gdje DWDM pruža kapacitet od 40/80/96 ili čak više talasne dužine, pri čemu svaka talasna dužina nosi OTN signal (kao što je OTU4 100G). OTN sloj je odgovoran za mapiranje usluga, pod-multipleksiranje talasnih dužina i praćenje od-do-kraja, dok DWDM sloj upravlja prijenosom talasne dužine i raspoređivanjem optičkog sloja (kao što je rutiranje na nivou talasne dužine- kroz ROADM).
Arhitektura implementacije i rješenja za tehničku implementaciju
Izbor mrežne topologije
Tačka-do-tačka: Najjednostavnija topologija, pogodna za prijenos velikog-kapaciteta između dva čvora. Jednostavna implementacija, niska cijena, ali nedostaje mogućnost zaštite. Primjenjivi scenariji: međusobno povezivanje podatkovnog centra (DCI), usluge namjenske linije, direktna veza okosnice.
Ring Network: Čvorovi formiraju zatvorenu petlju, podržavajući dvosmjerni prijenos i prstenastu zaštitu (SNCP, PP). Prednosti uključuju brzo prebacivanje zaštite (< 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 mreža: Postoji više putanja između čvorova, podržavajući dinamičko usmjeravanje i balansiranje opterećenja. Zasnovano na ASON/GMPLS kontrolnoj ravni za implementaciju automatskog izračunavanja putanje, rezervacije resursa i oporavka od greške. Prednosti uključuju visoku fleksibilnost i korištenje resursa; nedostaci uključuju visoku složenost upravljanja i duže vrijeme prebacivanja (sekunde). Primjenjivi scenariji: okosne mreže, više-usluga zakazivanje, složeni zahtjevi zaštite.
Uobičajena tehnička pitanja i odgovori
Koja je razlika između ODU2e i ODU2?
ODU2 ima brzinu od 10,037 Gbit/s, koristi se za prenos TDM usluga kao što je STM-64; ODU2e ima brzinu od 10,399 Gbit/s, optimiziran posebno za 10GE usluge, smanjujući troškove mapiranja. Ova dva nisu zamjenjiva i moraju se odabrati na osnovu tipa signala klijenta.
Kako odabrati između GFP-F i GMP-a?
GFP-F održava granice okvira, pogodne za scenarije koji zahtijevaju obradu okvira-nivoa (kao što je QoS MAC sloja); GMP ne zahtijeva sinhronizaciju sata, pogodan za asinhrone scenarije ili pojednostavljenu primenu. Za potrebe čistog prijenosa, GMP je bolji; za scenarije koji zahtijevaju QoS OTN sloja ili kontrolu saobraćaja, odaberite GFP-F.
Hoće li OTN zamijeniti DWDM?
Ne. DWDM se bavi kapacitetom optičkog sloja i transportom talasne dužine, dok OTN adresira enkapsulaciju digitalnog sloja, agregaciju i upravljanje O&M-dvije funkcije su komplementarne. Moderne mreže obično usvajaju konvergentnuOTN preko DWDM arhitekturetointegrirati optički transport u postojeću mrežnu infrastrukturu.
Preporučeni članci
Ethernet kabl naspram patch kabla
SC/APC optički kabel: potpuni vodič
FDM, TDM i WDM
