Šta je OTN? Slojevi, OTN vs DWDM i kada vam zatreba

OTN je skraćenica zaOptička transportna mreža, standardizovani digitalni transportni okvir definisan od straneITU{0}}T G.709 preporuka. Pruža operaterima strukturiran način za enkapsulaciju, multipleksiranje, prebacivanje, praćenje i upravljanje različitim klijentskim signalima - kao što su Ethernet, IP, skladištenje i naslijeđeni SONET/SDH - preko infrastrukture optičkih vlakana.

OTN je digitalni transportni sloj koji umotava klijentski promet u standardni format okvira, dodaje unaprijed ispravljanje grešaka i praćenje performansi, te ga pouzdano prenosi kroz optičke mreže.

Za razliku od gole optičke veze koja jednostavno pomiče svjetlost s jednog kraja na drugi, OTN dodaje sloj upravljanja i zaštite povrh prijenosa vlakana. Zbog toga se telekom operateri, operateri centara podataka i velika preduzeća oslanjaju na OTN kad god im je potrebna izolacija kvarova, vidljivost-na nivou usluge i skalabilni transport preko kičme, metroa ilioptički interkonektokruženja.
 

Kako OTN funkcionira: slojevi, struktura okvira i protok signala

OTN slijedi slojeviti model enkapsulacije. Signal klijenta koji ulazi u mrežu prolazi kroz nekoliko faza prije nego što se prenese preko optičkog kanala. Proces se može sažeti na sljedeći način:

• Signal klijenta (Ethernet, IP, Fiber Channel ili drugi protokol) je mapiran uOPU(Optical Channel Payload Unit), koja služi kao kontejner za teret.
• OPU je umotan uODU(Optical Channel Data Unit), koji dodaje dodatne troškove za praćenje putanje, praćenje tandemske veze i upravljanje od-do{1}}kraja.
• ODU je dalje inkapsuliran uOTU(Optical Channel Transport Unit), koji dodaje poravnanje okvira i ispravljanje grešaka naprijed (FEC) za pouzdan prijenos.
• OTU se prenosi preko optičkog kanala kroz DWDM sistem i vraća na udaljenom kraju.

Pregled funkcija OTN sloja

Sam OTN okvir je organiziran kao 4 reda sa 4.080 kolona bajtova, sa FEC bajtovima integriranim na kraju svakog reda. Ova fiksna veličina okvira - za razliku od fiksne brzine kadrova koja se koristi u SONET/SDH - je namjeran izbor dizajna koji omogućava OTN-u da se efikasno skalira u različitim brzinama prijenosa, od OTU1 na približno 2,7 Gbps do OTUCn pri višekratnicima od 100 Gbps. TheITU-T je nastavio da ažurira G.709 seriju, dodajući podršku za 25G, 50G i fleksibilna sučelja izvan{4}}100G kako bi održali korak sa 5G transportom i zahtjevima za DCI visokog kapaciteta.
 

Ključne prednosti OTN-a za mrežne operatere

Postavljanje OTN-a na optičku infrastrukturu donosi nekoliko konkretnih prednosti koje transport golim talasnim dužinama ne pruža:

Forward Error Correction (FEC).Reed-Solomon FEC definisan u G.709 može isporučiti do 6,2 dB poboljšanja odnosa signala-/{4}}šuma. U praksi, to znači duži raspon između mjesta regeneracije, opuštene specifikacije komponenti i mogućnost podrške transparentnom optičkom umrežavanju preko više skokova pojačala.

Praćenje performansi na više slojeva.Opterećenje ODU-a daje operaterima praćenje stope greške po-bitovima putanje, praćenje tandemske veze u do šest međudomena i indikatore grešaka (AIS, BDI) koji pomažu u brzom izolovanju problema - umjesto rješavanja problema cijele talasne dužine od kraja do kraja.

Klijent{0}}agnostički transport.OTN može prenositi Ethernet, IP/MPLS, Fibre Channel, video i naslijeđeni SONET/SDH promet unutar iste strukture okvira. To ga čini praktičnim za mreže koje opslužuju mješovita radna opterećenja, a ne jedan protokol.

Servisno uređenje i multipleksiranje.ODU signali-niže brzine mogu se multipleksirati u kontejnere veće-brzine (na primjer, četiri ODU1 signala u jedan ODU2, ili više ODUflex signala u OPUCn). Ovo omogućava operaterima da efikasnije popune kapacitet talasne dužine umesto da posvete čitavu lambdu malom klijentu.

Standardizovani OAM.Za razliku od vlasničkih preklapanja upravljanja, OTN overhead su definirani ITU-T standardima, omogućavajući interoperabilnost više-prodavača na transportnom sloju i čistije razgraničenje usluga između domena operatera.

OTN vs DWDM: Koja je razlika?

Jedna od najčešćih tačaka zabune je odnos između OTN-a i DWDM-a. Oni nisu ista stvar i djeluju na različitim funkcionalnim nivoima.

U većini proizvodnih mreža, DWDM i OTN rade zajedno. DWDM pruža sirovi optički kapacitet - mnogo talasnih dužina na jednoj jedinicijedno-modno vlakno- dok OTN pruža digitalnu inteligenciju koja omogućava operaterima da upravljaju onim što se kreće na svakoj talasnoj dužini. Možete pokrenuti DWDM bez OTN-a (na primjer, u jednostavnim uslugama talasne dužine od tačke-do-tačke), ali gubite strukturirano praćenje, FEC i mogućnosti uređivanja koje OTN pruža. Za dublji pogled na to kakoTehnologije WDM multipleksiranjaodnose se na transportne okvire, pogledajte naš vodič za multipleksiranje.
 

OTN vs SONET/SDH: Zašto je industrija krenula naprijed

SONET/SDH je decenijama dobro služio telekomunikacijskoj industriji, ali je njegov dizajn bio ukorijenjen u sinhronom TDM prijenosu glasa. Kako su IP i Ethernet saobraćaj postali dominantni, pojavilo se nekoliko ograničenja. OTN je dizajniran od samog početka kako bi se riješio ove praznine.

Filozofija dizajna okvira.SONET/SDH koristi fiksnu stopu ponavljanja kadrova od 8.000 sličica u sekundi, pri čemu veličina okvira raste kako se povećava brzina prijenosa. OTN to preokreće: koristi fiksnu veličinu okvira (4 reda × 4.080 kolona) i smanjuje period kadra kako stope rastu. PremaCienino poređenje-po{1}}obilježjima, ovaj pristup fiksnoj{0}}veličini okvira{1}}je jedna od najznačajnijih strukturnih razlika između ove dvije tehnologije.

FEC i doseg.SONET/SDH ne uključuje standardni FEC mehanizam. OTN definira FEC kao dio OTU okvira, koji direktno proširuje domet prijenosa i smanjuje potrebu za skupom regeneracijom.

Skalabilnost.SONET/SDH standardi dostižu maksimum na OC-768 (približno 40 Gbps). OTN izvorno podržava 100G (OTU4) i dalje, sa OTUCn skaliranjem na 400G, 800G i više kroz modularne 100G građevne blokove.

Nadgledanje tandemske veze.OTN podržava do šest nivoa TCM-a, u poređenju sa mnogo ograničenijim nadzorom u SONET/SDH. Ovo je važno u okruženjima sa više-operatora ili više-domena gdje je svakom segmentu potrebna nezavisna vidljivost performansi.

Ipak, SONET/SDH nije nestao preko noći. Mnogi operateri još uvijek imaju naslijeđene TDM usluge, a OTN je dizajniran da transparentno prenosi te signale unutar svog korisnog opterećenja - dajući planerima mreže put migracije umjesto prisilnog kopiranja-i-zamijene.

OTN aplikacije u telekomunikacijama, DCI i poslovnim mrežama

Relevantnost OTN-a se proteže dalje od tradicionalnih{0}}koznica dugolinijskih prijevoznika. Evo okruženja u kojima daje najveću vrijednost:

Telekom okosnica i metro transport.Prevoznici koji grade regionalne ili nacionalne okosne mreže oslanjaju se na OTN za uređivanje usluga na stotinama talasnih dužina, izolaciju kvarova između potrošačkih kola i standardizovane prenose između međusobno povezanih operatera.

Interkonekt centara podataka (DCI).Kada organizacije povezuju centre podataka na metrou, regionalnoj ili{0}}daljoj udaljenosti, obično im je potrebno više od sirovog propusnog opsega. Potrebno im je razdvajanje usluga između stanara, proširenje dosega preko FEC-a i mogućnost da više 10G/100G klijentskih kola podese na zajedničke talasne dužine. OTN u kombinaciji sa DWDM je uobičajen izbor dizajna za DCI veze koje moraju nositi mješoviti promet - replikaciju pohrane, među-računanje u klasteru i upravljanje - preko istogoptička infrastruktura.

Povezivanje preduzeća i kampusa.Velika preduzeća sa više lokacija i visokim-zahtjevima za propusnost - finansijske institucije, bolnice, istraživačke laboratorije - sve više koriste OTN-transport sposoban da dobiju funkcije nadzora i zaštite koje nedostaju jednostavnim Ethernet vezama{4}}do{5}}tačke.

5G transport.ITU-T je definirao OTU25 i OTU50 interfejse posebno za prijenos 25GBASE-R i 50GBASE-R Ethernet signala koji se koriste u 5G radio pristupnim mrežama, čineći OTN relevantnim za najnoviju generaciju mobilne infrastrukture.
 

Uobičajene OTN zablude

"OTN i DWDM su ista stvar."Nisu. DWDM je metoda optičkog multipleksiranja; OTN je digitalni transportni okvir koji se nalazi na njegovom vrhu. Mnoge mreže koriste obje zajedno, ali rješavaju različite probleme.

"OTN je samo za velike operatere."Dok su operateri rano prihvatili, OTN se sada koristi u DCI, poslovnim i 5G transportnim scenarijima. Svako okruženje kojem je potrebno strukturirano praćenje i upravljanje uslugama preko optičkog vlakna može imati koristi.

"Morate razumjeti svaki nadzemni bajt da biste koristili OTN."Skraćenice - OPU, ODU, OTU, OCh, OMS, OTS - mogu biti ogromne. U praksi, osnovni koncept je jednostavan: OTN pakuje klijentski promet, dodaje nadzor i FEC i prenosi ga u standardnom formatu. Detaljna nadzemna polja su važna za dizajnere opreme i test inženjere, ali planeri mreže mogu efikasno raditi sa modelom sloja i funkcionalnim prednostima koje on pruža.

"OTN zamjenjuje DWDM."OTN dopunjuje DWDM umjesto da ga zamjenjuje. I dalje vam je potreban optički sloj za kapacitet talasne dužine; OTN dodaje sloj digitalnog upravljanja i zaštite iznad njega.

Često postavljana pitanja o OTN-u

Koji problem rješava OTN?

OTN rješava problem upravljanja, praćenja i zaštite različitih klijentskih usluga preko optičkih vlakana. Bez OTN-a, operateri imaju kapacitet sirove talasne dužine, ali im nedostaju standardizovani alati za otkrivanje grešaka po-uslugama, ispravljanje grešaka i uređivanje saobraćaja na transportnom sloju.

Da li je OTN fizički sloj ili tehnologija transportnog sloja?

OTN posluje na adresidigitalni sloj 1- transportni sloj iznad fizičkog optičkog sloja. Oslanja se na fizički sloj (vlakna, pojačala, DWDM) za prijenos svjetlosti, ali povrh toga dodaje digitalnu enkapsulaciju, praćenje i FEC. Arhitektura ITU-T G.872 definiše OTN kao obuhvata i optičke (OCh, OMS, OTS) i digitalne (OPU, ODU, OTU) podslojeve.

Možete li koristiti DWDM bez OTN-a?

Da. DWDM može raditi nezavisno da prenosi talasne dužine preko vlakana. Međutim, bez OTN-a, operateri gube standardizirani FEC, po-nadgledanje performansi putanje, praćenje tandemske veze i upravljanje-slojem usluge. Za jednostavne veze-do-tačke ovo može biti prihvatljivo; za složene više{7}}uslužne mreže obično nije.

Koje su standardne OTN brzine prijenosa?

G.709 standard definiše nekoliko kontejnera sa fiksnom{1}}brzinom: OTU1 (~2,7 Gbps), OTU2 (~10,7 Gbps), OTU3 (~43 Gbps) i OTU4 (~112 Gbps). Osim 100G, OTUCn framework pruža modularni kapacitet n × 100 Gbps. Noviji G.709.4 dodaje OTU25 i OTU50 za 5G transportne aplikacije. ODUflex omogućava fleksibilnu alokaciju propusnog opsega prilagođenu tačnoj brzini klijenta.

Koja je razlika između OTN-a itransponder?

Transponder je hardverski uređaj koji pretvara klijentske signale u OTN-uokvirene talasne dužine (i obrnuto). OTN je protokol i struktura okvira koju transponder implementira. Drugim riječima, transponder je oprema; OTN je standard koji slijedi.

Zaključak

OTN je standardizirani digitalni transportni sloj koji čini optičke mreže upravljivijim, otpornijima i prikladnijima za prijenos mješovitih usluga u razmjeru. Radi sa DWDM -, a ne umjesto njega - i obezbjeđuje strukturiranu enkapsulaciju, ispravljanje grešaka, praćenje performansi i multipleksiranje usluga koje nedostaju sirovim optičkim vezama.

Za mrežne planere koji procjenjuju opcije transporta, ključna pitanja su da li vam je potrebna vidljivost po-uslugama, da li je FEC-prošireni doseg važan i da li vaša mješavina saobraćaja i operativni model opravdavaju dodatnu informaciju o transportu. Ako je odgovor na ta pitanja potvrdan, OTN pripada vašoj arhitekturi.

Da biste nastavili učiti o infrastrukturi vlakana koja podupire optički transport, istražite naše vodičeOS1 vs OS2 jedno-modno vlakno, gubitak umetanja naspram povratnog gubitka, inaša-dubinska analiza OTN tehnologije.

Izvori

• ITU-T Preporuka G.709/Y.1331, "Interfejsi za optičku transportnu mrežu (OTN)" -itu.int/rec/T-REC-G.709
• ITU-T Preporuka G.872, "Arhitektura za optičku transportnu mrežu (OTN)"
• ITU vijesti, "ITU standardi poboljšavaju mogućnosti optičke transportne mreže" (2021.) -itu.int
• Ciena, "OTN vs SONET/SDH: Poređenje razlika" -ciena.com
• ITU-T studijska grupa 15, OTN Vodič -itu.int (PDF)
• VIAVI Solutions, "G.709 – Optička transportna mreža (OTN)" bijeli papir -viavisolutions.com (PDF)