Què és OTN
OTN (Xarxa de Transport Òptic)és el sistema de transport òptic de -generació següent estandarditzat per ITU-T, amb estàndards bàsics que inclouen G.709 (especificacions d'interfície), G.798 (funcions d'equip) i G.872/873 (arquitectura de xarxa).Sistemes OTNconstruir un marc de gestió i encapsulació de la capa digital per sobre de la transmissió de la capa òptica, aconseguint una xarxa de transport híbrid opto-eficient.
OTN adopta una estructura imbricada de tres-capes, amb cada capa responsable de diferents funcions de transport:
OPU (Unitat de càrrega útil òptica)- Capa d'unitat de càrrega útil òptica: responsable del mapeig i l'adaptació dels senyals del client. Encapsula diferents tipus de senyals de client (Ethernet, FC, SDH, etc.) en trames OPU mitjançant mecanismes de mapeig (GFP, GMP, BMP). La capa OPU proporciona una interfície d'adaptació entre els senyals del client i elXarxa OTN, que admet un ajust flexible de l'ample de banda.
ODU (Unitat de dades òptiques)- Capa d'unitat de dades del canal òptic: la capa de transport bàsica d'OTN, que proporciona capacitats de multiplexació, connexió-creuada, supervisió del rendiment i commutació de protecció. La capa ODU defineix diversos nivells de velocitat (ODU0/1/2/2e/3/4/flex/Cn), que admet la multiplexació de serveis de baixa-velocitat en canals-d'alta velocitat. Cada trama de l'ODU conté la sobrecàrrega del camí (PM OH) per a la supervisió del rendiment d'extrem{12}}a{13}}extrem; és compatible amb el monitoratge segmentat de TCM (Tandem Connection Monitoring), que permet fins a 6 nivells de jerarquia TCM per permetre la supervisió independent entre diversos operadors o segments de xarxa.
OTU (Unitat de transport òptic)- Capa d'unitat de transport òptic: correspon a la interfície de la capa física i inclou la funcionalitat FEC (correcció d'errors directes). La capa OTU afegeix informació sobre la sobrecàrrega de la secció (SM OH) i la redundància FEC a la part superior de l'ODU, que s'utilitza per a la supervisió del rendiment a nivell de secció òptica-i la correcció d'errors. Els esquemes FEC comuns inclouen RS(255.239) (7% de sobrecàrrega, aproximadament 6 dB de guany) i SD-FEC/oFEC (10-12 dB de guany, adequat per a la transmissió a llarga distància).
Punts de dolor clau abordats per OTN
Serveis fragmentats i-multiples que generen residus de longitud d'ona
En l'agregació de metro, l'agregació de backbone, la interconnexió de centres de dades i escenaris similars, sovint coexisteixen múltiples tarifes de servei, com ara 1G/10G/25G/100G. Quan només s'utilitza DWDM per al transport a nivell de-longitud d'ona, els serveis fragmentats sovint lluiten per "omplir" una longitud d'ona d'alta-velocitat, donant lloc a una vacant d'ample de banda.
OTN ofereix encapsulament i multiplexació de serveis de nivell inferior de-longitud d'ona, la qual cosa permet que els serveis de baixa-velocitat/mitjana-velocitat s'agreguin de manera més eficient en canals d'alta-velocitat, millorant la utilització de la longitud d'ona.
Visibilitat i capacitats d'O&M insuficients de final{0}}a{1}}
DWDM se centra més en la transmissió i la multiplexació de la capa òptica, adequades per "oferir llum", però normalment no té la supervisió exhaustiva d'extrem a --extrem, la ubicació d'error segmentada, les estadístiques de rendiment i les capacitats de responsabilitat en comparació amb els sistemes de transport de capa digital al "nivell de servei".
Xarxa de fibra OTNintrodueix mecanismes estandarditzats d'O&M i de vigilància del rendiment a l'estructura de transport, proporcionant a la capa de transport funcions millorades d'alarma, supervisió, localització d'errors i suport de SLA.
Pressió de fiabilitat en condicions de llarga-distància i capa òptica complexa
En escenaris de llarga-distància, límit de qualitat d'enllaç o escenaris complexos de disseny de capa òptica, els requisits d'estabilitat i de tolerància a errors són més alts.
Transport òptic OTNEls sistemes solen combinar la correcció d'errors directes (FEC) i altres capacitats per millorar la tolerància a errors de l'enllaç i el rendiment de la transmissió, augmentant la distància i l'estabilitat accessibles.
Requisits de protecció i subministrament de serveis més estrictes
Quan les xarxes requereixen un subministrament de serveis més ràpid, estratègies de protecció clares i un comportament de commutació estable, les solucions de capa òptica pura sovint necessiten més suport extern. Els mecanismes de transport i O&M d'OTN són més adequats per complir els requisits del servei de transport "operable, manejable i garantit".
Tecnologies bàsiques
Tecnologia de correcció d'errors directes (FEC).
FEC és una tecnologia clau per a OTN per millorar el rendiment de la transmissió. Mitjançant la codificació redundant, permet la detecció i correcció d'errors, millorant la tolerància a errors de l'enllaç i la distància de transmissió.
RS(255.239) FEC: L'esquema FEC bàsic definit per l'estàndard G.709, amb un 7% de sobrecàrrega (16 bytes redundants de 255 bytes), proporcionant un guany de codificació d'aproximadament 6 dB. Adequat per a transmissió de curta-a-distància (< 80 km) or scenarios with good OSNR.
SD-FEC (FEC de Decisió Suau-): FEC millorat basat en la descodificació de decisions suau-, amb un guany de codificació de 10-11 dB i un 20%-25% de sobrecàrrega. Apte per a transmissió de llarga distància (80-1000 km) o escenaris limitats per OSNR.
oFEC (FEC ultra-fort): s'utilitza per a cables submarins d'ultra-llarga-distància o condicions extremes, amb un guany de codificació superior a 12 dB i un 25%-27% de sobrecàrrega. Normalment es combina amb una tecnologia de comunicació òptica coherent.
Principis de selecció FEC: els escenaris de-distància curta prioritzen una FEC de sobrecàrrega baixa-per millorar l'eficiència espectral; Els escenaris de llarga-distància o OSNR-limitats escullen un FEC-de guany alt per garantir l'accessibilitat de l'enllaç. L'avaluació completa hauria de tenir en compte el pressupost OSNR, la tolerància a la dispersió i el marge del sistema.
Supervisió del rendiment i localització de fallades
OTN implementa la vigilància del rendiment-a tota la xarxa i la localització ràpida d'errors mitjançant bytes de sobrecàrrega:
BIP-8 (Paritat entrellaçada de bits): Mecanisme de detecció d'errors que calcula comprovacions de paritat a les capes SM, PM i TCM respectivament. L'extrem receptor compara els valors BIP per comptar els blocs amb errors (BBE, errors de bloc de fons).
BER (índex d'error de bits): Calculat a partir d'estadístiques BIP per avaluar la qualitat de l'enllaç. Llindars típics: BER < 10^-12 indica un estat saludable, 10^-9 ~ 10^-12 indica degradació, > 10^-9 requereix alarma.
Factor Q: un paràmetre que representa la relació senyal òptic-a-soroll, utilitzat per avaluar la qualitat de la capa òptica. Q > 15 dB és excel·lent, 12-15 dB és bo, < 12 dB requereix optimització.
Monitorització de retards: OTN admet el mesurament del retard mitjançant PM o TCM overhead per a estadístiques de retard d'extrem a --extrem o segmentat, complint els requisits de SLA per a serveis de baixa-latència (com ara el comerç financer, el control industrial).
Monitorització segmentada de TCM: Cada nivell de TCM pot cobrir segments de xarxa o dominis d'operador específics, comptant independentment els errors, el retard i la pèrdua de paquets per a aquest segment. Quan el rendiment d'extrem--extrem es degrada, els segments d'avaria es poden localitzar ràpidament a través del TCM-per-nivell, reduint el MTTR (Mean Time To Repair).
Mecanismes de commutació de protecció
OTN ofereix múltiples esquemes de protecció per satisfer diferents requisits de fiabilitat:
1+1 Protecció lineal: Els serveis s'envien simultàniament tant a les vies de treball com a les de protecció, amb l'extrem receptor seleccionant la ruta amb millor qualitat. Temps de commutació < 50 ms (normalment < 10 ms), sense interrupció del servei. L'inconvenient és consumir doble amplada de banda.
Protecció lineal 1:1: en condicions normals, només el camí de treball transmet serveis, mentre que el camí de protecció està inactiu o porta serveis de baixa-prioritat. En cas d'avaria, canvia a la ruta de protecció amb un temps de commutació < 50 ms. En comparació amb 1+1, estalvia amplada de banda, però requereix negociació de senyalització addicional.
Protecció lineal 1:N: N camins de treball comparteixen 1 camí de protecció, adequat per a escenaris amb baixa probabilitat de fallada i sensibilitat al cost. En cas de fallada, el camí de protecció pot estar ocupat i la taxa d'èxit de la commutació depèn del valor N i de la distribució de fallades.
SNCP (Protecció de connexió de subxarxa): protecció de connexió de subxarxa, semblant a 1+1 però que funciona en xarxes d'anell. Els serveis s'envien de manera bidireccional a l'anell, amb l'extrem receptor seleccionant el camí d'alta-qualitat, el temps de canvi <50 ms. Apte per a anells de metro o anells regionals.
PP (protecció de camins): protecció de ruta, semblant a 1:1 però que funciona en xarxes d'anell. Transmet unidireccionalment en condicions normals, canvia al camí invers en cas de fallada. Temps de commutació < 50 ms, amb gran utilització d'amplada de banda.
Protecció de malla: Mecanisme d'encaminament i recuperació dinàmic basat en ASON/GMPLS. En cas de fallada, el pla de control calcula les rutes de seguretat i estableix dinàmicament connexions. El temps de canvi sol ser en segons, adequat per a topologies complexes i escenaris d'optimització de recursos.
Quina diferència hi ha entre OTN i DWDM
DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) és una tecnologia de multiplexació de capa òptica el valor bàsic de la qual és transportar múltiples canals de longitud d'ona en una sola fibra per augmentar la capacitat de la fibra.OTN (Xarxa de Transport Òptic)és un sistema de transport de capa digital el valor central del qual és els serveis d'encapsulació, multiplexació, monitorització i programació. Els dos s'utilitzen normalment en combinació, ambTransport OTNserveis transportats en longituds d'ona DWDM.
|
Dimensió de comparació |
DWDM |
OTN |
|
Capa tecnològica |
Capa òptica (nivell de longitud d'ona) |
Capa digital (nivell d'espai-temps) |
|
Granularitat del transport |
Wavelength-based (typically >= 10 Gbit/s) |
Admet multiplexació de sub-longitud d'ona (granularitat mínima d'1,25 Gbit/s) |
|
Capacitats d'O&M |
Monitorització de la capa òptica (OCh, OMS, OTS), principalment potència i OSNR |
Supervisió del-nivell de servei (BER, retard, segmentació TCM), admet SLA d'extrem-a{2}}extrem |
|
Mecanismes de protecció |
Protecció de capa òptica (com ara OCh SNCP), temps de commutació 10-50 ms |
Protecció de capa digital (1+1, 1:1, SNCP, PP, Mesh), temps de commutació < 50 ms |
|
Aplicacions típiques |
Transmissió d'alta-capacitat{-a-punt, connexió directa de longitud d'ona, expansió de la capa òptica |
Agregació de diversos-serveis, garantia de SLA sòlida, programació complexa i protecció |
|
Relació tècnica |
Serveix com a base de la capa òptica, proporcionant canals de longitud d'ona |
Superposat a DWDM, proporcionant encapsulament i gestió de serveis |
Arquitectura de convergència: Les xarxes modernes solen adoptar unArquitectura OTN sobre DWDM, on DWDM proporciona una capacitat de longitud d'ona 40/80/96 o fins i tot més, amb cada longitud d'ona transportant un senyal OTN (com ara OTU4 100G). La capa OTN s'encarrega del mapeig de serveis, la multiplexació de sub-longitud d'ona i la supervisió d'extrem-{-extrem, mentre que la capa DWDM gestiona la transmissió de la longitud d'ona i la programació de la capa òptica (com ara l'encaminament de-nivell de longitud d'ona a través de ROADM).
Arquitectura de desplegament i solucions d'implantació tècnica
Selecció de topologia de xarxa
Apuntar-a-punt: la topologia més senzilla, adequada per a la transmissió d'alta-capacitat entre dos nodes. Desplegament senzill, de baix cost, però manca de capacitat de protecció. Escenaris aplicables: interconnexió de centres de dades (DCI), serveis de línia dedicada, connexió directa a la columna vertebral.
Xarxa d'anell: Els nodes formen un bucle tancat que admeten transmissió bidireccional i protecció d'anell (SNCP, PP). Els avantatges inclouen la commutació ràpida de protecció (< 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.
Xarxa de malla: existeixen diversos camins entre nodes, que admeten l'encaminament dinàmic i l'equilibri de càrrega. Basat en el pla de control ASON/GMPLS per implementar el càlcul automàtic del camí, la reserva de recursos i la recuperació d'errors. Els avantatges inclouen una gran flexibilitat i utilització de recursos; Els desavantatges inclouen una gran complexitat de control i un temps de commutació més llarg (segons). Escenaris aplicables: xarxes troncals, programació de diversos-serveis, requisits de protecció complexos.
Preguntes i respostes tècniques habituals
Quina diferència hi ha entre ODU2e i ODU2?
ODU2 té una velocitat de 10,037 Gbit/s, que s'utilitza per portar serveis TDM com STM-64; ODU2e té una velocitat de 10,399 Gbit/s, optimitzada específicament per a serveis 10GE, reduint la sobrecàrrega de mapeig. Els dos no són intercanviables i s'han de seleccionar en funció del tipus de senyal del client.
Com triar entre GFP-F i GMP?
GFP-F manté els límits de trama, adequats per a escenaris que requereixen un processament a nivell-de trama (com ara QoS de la capa MAC); GMP no requereix sincronització del rellotge, adequat per a escenaris asíncrons o desplegament simplificat. Per als requisits de transmissió pura, GMP és millor; per als escenaris que requereixen QoS de la capa OTN o control de trànsit, trieu GFP-F.
OTN substituirà DWDM?
No. DWDM aborda la capacitat de la capa òptica i el transport de longituds d'ona, mentre que OTN aborda l'encapsulament de la capa digital, l'agregació i la gestió d'O&M-les dues funcions són complementàries. Les xarxes modernes solen adoptar un convergentArquitectura OTN sobre DWDMaintegrar el transport òptic a la infraestructura de xarxa existent.
