OTN oznaczaOptyczna sieć transportowa, znormalizowane ramy transportu cyfrowego określone przezZalecenie ITU-T G.709. Zapewnia operatorom ustrukturyzowany sposób hermetyzacji, multipleksowania, przełączania, monitorowania i zarządzania różnorodnymi sygnałami klientów, - takimi jak Ethernet, IP, pamięć masowa i starsze rozwiązania SONET/SDH - za pośrednictwem infrastruktury światłowodowej.
OTN to cyfrowa warstwa transportowa, która otacza ruch klientów w standardowym formacie ramki, dodaje korekcję błędów w przód i monitorowanie wydajności oraz niezawodnie przenosi go przez sieci optyczne.
W przeciwieństwie do gołego łącza optycznego, które po prostu przenosi światło z jednego końca na drugi, OTN dodaje warstwę zarządzania i ochrony oprócz transmisji światłowodowej. Właśnie dlatego operatorzy telekomunikacyjni, operatorzy centrów danych i duże przedsiębiorstwa polegają na OTN, gdy potrzebują izolacji usterek, widoczności-na poziomie usług i skalowalnego transportu w sieci szkieletowej, metrze lubinterkonekt światłowodowyśrodowiska.
Jak działa OTN: warstwy, struktura ramek i przepływ sygnału
OTN stosuje warstwowy model enkapsulacji. Sygnał klienta wchodzący do sieci przechodzi kilka etapów, zanim zostanie przesłany kanałem optycznym. Proces można podsumować w następujący sposób:
- Sygnał klienta (Ethernet, IP, Fibre Channel lub inny protokół) jest mapowany naOPU(jednostka ładunku kanału optycznego), która służy jako kontener ładunku.
- OPU jest opakowane wODU(Optical Channel Data Unit), co zwiększa obciążenie związane z monitorowaniem ścieżek, monitorowaniem połączeń tandemowych i zarządzaniem od końca do-końca.
- Jednostka ODU jest dalej zamknięta wOTU(Optical Channel Transport Unit), która dodaje wyrównanie ramki i korekcję błędów w przód (FEC) w celu zapewnienia niezawodnej transmisji.
- Jednostka OTU jest przenoszona kanałem optycznym przez system DWDM i odzyskiwana na drugim końcu.
Funkcje warstwy OTN w skrócie
| Warstwa | Pełne imię i nazwisko | Podstawowa rola |
|---|---|---|
| OPU | Jednostka ładunku kanału optycznego | Dostosowuje i mapuje sygnały klienta do ramki OTN; obsługuje regulację szybkości pomiędzy zegarem klienta a zegarem OTN |
| ODU | Jednostka danych kanału optycznego | Zapewnia monitorowanie-na poziomie ścieżki, monitorowanie połączeń tandemowych (do 6 poziomów), wykrywanie błędów i kompleksowe zarządzanie-od{3}}końca |
| OTU | Jednostka transportu kanału optycznego | Dodaje wyrównanie ramek i FEC; definiuje transport na poziomie-sekcji pomiędzy sąsiednimi elementami sieci |
Sama ramka OTN jest zorganizowana jako 4 wiersze po 4080 kolumn bajtów, z bajtami FEC zintegrowanymi na końcu każdego wiersza. Ten stały rozmiar ramki - w przeciwieństwie do stałej szybkości klatek stosowanej w SONET/SDH - to celowy wybór projektowy, który pozwala OTN na efektywne skalowanie przy różnych przepływnościach, od OTU1 przy około 2,7 Gb/s do OTUCn przy wielokrotnościach 100 Gb/s. TheITU-T kontynuuje aktualizację serii G.709, dodając obsługę interfejsów 25G, 50G i elastycznych interfejsów wykraczających poza-100G, aby dotrzymać kroku wymaganiom związanym z transportem 5G i DCI o dużej przepustowości.
Kluczowe korzyści OTN dla operatorów sieci
Wdrożenie OTN na infrastrukturze optycznej przynosi kilka konkretnych korzyści, których nie zapewnia transport na czystej długości fali:
Korekcja błędów w przód (FEC).Reed-Solomon FEC zdefiniowany w standardzie G.709 może zapewnić poprawę stosunku sygnału-do-szumu nawet o 6,2 dB. W praktyce oznacza to dłuższe odstępy między miejscami regeneracji, luźniejsze specyfikacje komponentów i możliwość obsługi przezroczystej sieci optycznej w większej liczbie przeskoków wzmacniacza.
Monitorowanie wydajności na wielu poziomach.Narzut jednostki ODU umożliwia operatorowi monitorowanie-bitowej liczby błędów ścieżki, monitorowanie połączeń tandemowych w maksymalnie sześciu domenach pośrednich oraz wskaźniki usterek (AIS, BDI), które pomagają szybko izolować problemy - zamiast rozwiązywać problemy na całej długości fali.
Transport-niezależny od klienta.OTN może przenosić ruch Ethernet, IP/MPLS, Fibre Channel, wideo i starszy ruch SONET/SDH w ramach tej samej struktury ramki. Dzięki temu jest to praktyczne w przypadku sieci obsługujących mieszane obciążenia, a nie pojedynczy protokół.
Przygotowanie i multipleksowanie usług.Sygnały ODU o niższej-przepustowości można multipleksować w kontenery o wyższej-przepustowości (na przykład cztery sygnały ODU1 w jedną jednostkę ODU2 lub wiele sygnałów ODUflex w OPUCn). Dzięki temu operatorzy mogą efektywniej wypełniać pojemność fal, zamiast poświęcać całą lambdę małemu klientowi.
Standaryzowany OAM.W przeciwieństwie do zastrzeżonych nakładek do zarządzania, narzut OTN jest zdefiniowany przez standardy ITU-T, umożliwiając interoperacyjność wielu-dostawców w warstwie transportowej i czystsze rozgraniczenie usług pomiędzy domenami operatorów.
OTN vs DWDM: jaka jest różnica?
Jednym z najczęstszych punktów nieporozumień jest związek pomiędzy OTN i DWDM. To nie to samo i działają na różnych poziomach funkcjonalnych.
| Aspekt | DWDM | OTN |
|---|---|---|
| Funkcja podstawowa | Optyczne multipleksowanie długości fal - umożliwia przesyłanie wielu długości fal w jednym włóknie | Ramy transportu cyfrowego - hermetyzują, monitorują i zarządzają usługami przesyłanymi na tych falach |
| Warstwa | Warstwa fizyczna/optyczna | Warstwa cyfrowa 1 (transport i zarządzanie) |
| Korekcja błędów | Nieuwzględnione z natury | Standaryzowany FEC zdefiniowany zgodnie z G.709 |
| Monitorowanie wydajności | Ograniczone do mocy optycznej i OSNR | Monitorowanie BER na-ścieżce, TCM, wskaźniki usterek |
| Świadomość usług | Tylko poziom-długości fali | Potrafi rozróżnić poszczególne usługi i zarządzać nimi w obrębie danej długości fali |
| Multipleksowanie | Multipleksowanie długości fali (domena optyczna) | Multipleksowanie z-podziałem czasu kontenerów ODU (domena cyfrowa) |
W większości sieci produkcyjnych DWDM i OTN współpracują ze sobą. DWDM zapewnia surową pojemność optyczną - wielu długości fal na jednej długościświatłowód jednomodowy--, podczas gdy OTN zapewnia cyfrową inteligencję, która pozwala operatorom zarządzać tym, co leci na każdej długości fali. Możesz uruchomić DWDM bez OTN (na przykład w prostych usługach typu punkt-do-punktu), ale tracisz możliwości monitorowania strukturalnego, FEC i pielęgnacji, które zapewnia OTN. Aby uzyskać głębsze spojrzenie na to, jakTechnologie multipleksowania WDModnoszą się do struktur transportowych, zobacz nasz przewodnik po multipleksowaniu.
OTN kontra SONET/SDH: Dlaczego branża posunęła się do przodu
SONET/SDH dobrze służył branży telekomunikacyjnej przez dziesięciolecia, ale jego konstrukcja opierała się na synchronicznym transporcie głosu TDM. W miarę jak dominował ruch IP i Ethernet, pojawiło się kilka ograniczeń. OTN został zaprojektowany od początku, aby wypełnić te luki.
Filozofia projektowania ram.SONET/SDH wykorzystuje stałą częstotliwość powtarzania klatek wynoszącą 8000 klatek na sekundę, przy czym rozmiar ramki rośnie wraz ze wzrostem szybkości transmisji. OTN odwraca tę sytuację: wykorzystuje stały rozmiar ramki (4 wiersze × 4080 kolumn) i skraca okres ramki w miarę wzrostu stawek. WedługFunkcja Ciena-poprzez-porównanie funkcji, podejście polegające na stałym-ramce-rozmiarze jest jedną z najbardziej znaczących różnic strukturalnych pomiędzy obiema technologiami.
FEC i zasięg.SONET/SDH nie zawiera standardowego mechanizmu FEC. OTN definiuje FEC jako część ramki OTU, która bezpośrednio zwiększa zasięg transmisji i zmniejsza potrzebę kosztownej regeneracji.
Skalowalność.Standardy SONET/SDH osiągają najwyższy poziom OC-768 (około 40 Gb/s). OTN natywnie obsługuje 100G (OTU4) i więcej, ze skalowaniem OTUCn do 400G, 800G i więcej poprzez modułowe moduły 100G.
Monitorowanie połączenia tandemowego.OTN obsługuje do sześciu poziomów TCM w porównaniu do znacznie bardziej ograniczonego monitorowania w SONET/SDH. Ma to znaczenie w środowiskach z wieloma-operatorami lub wieloma-domenami, gdzie każdy segment wymaga niezależnej widoczności wydajności.
To powiedziawszy, SONET/SDH nie zniknął z dnia na dzień. Wielu operatorów w dalszym ciągu oferuje starsze usługi TDM, a OTN zaprojektowano tak, aby przesyłać te sygnały w sposób przezroczysty w ramach swojego ładunku, - dając planistom sieci ścieżkę migracji zamiast wymuszonego-zgrywania-zastąpienia.
Zastosowania OTN w sieciach telekomunikacyjnych, DCI i korporacyjnych
Znaczenie OTN wykracza poza tradycyjne-sieci szkieletowe przewoźników długodystansowych. Oto środowiska, w których zapewnia największą wartość:
Szkielet telekomunikacyjny i transport metrem.Przewoźnicy budujący regionalne lub krajowe sieci szkieletowe polegają na OTN w zakresie utrzymywania usług na setkach długości fal, izolacji uszkodzeń między obwodami klientów i standaryzowanych przełączeń między połączonymi operatorami.
Połączenie centrum danych (DCI).Kiedy organizacje łączą centra danych na dystansach miejskich, regionalnych lub-na długich dystansach, zazwyczaj potrzebują czegoś więcej niż tylko przepustowości. Potrzebują separacji usług między najemcami, rozszerzenia zasięgu poprzez FEC i możliwości przygotowania wielu obwodów klienckich 10G/100G na wspólnych długościach fal. OTN w połączeniu z DWDM to częsty wybór w przypadku łączy DCI, które muszą przenosić ruch mieszany -, replikację pamięci, obliczenia między-klatrami i zarządzanie - przez to samoinfrastrukturę światłowodową.
Łączność w przedsiębiorstwie i kampusie.Duże przedsiębiorstwa z wieloma lokalizacjami i-wymaganiami dotyczącymi dużej przepustowości - instytucje finansowe, szpitale, laboratoria badawcze - coraz częściej korzystają z transportu obsługującego technologię OTN-, aby uzyskać funkcje monitorowania i ochrony, których brakuje prostym łączom Ethernet-do-punktów.
Transport 5G.ITU-T zdefiniowało interfejsy OTU25 i OTU50 specjalnie do przesyłania sygnałów Ethernet 25GBASE-R i 50GBASE-R używanych w radiowych sieciach dostępowych 5G, dzięki czemu OTN jest odpowiedni dla infrastruktury mobilnej najnowszej generacji.
Typowe nieporozumienia dotyczące OTN
„OTN i DWDM to to samo.”Nie są. DWDM to metoda multipleksowania optycznego; OTN to platforma transportu cyfrowego, która na niej opiera się. Wiele sieci używa obu razem, ale rozwiązują różne problemy.
„OTN jest przeznaczony tylko dla dużych przewoźników.”Chociaż przewoźnicy byli pierwsi na rynku, OTN jest obecnie stosowany w scenariuszach transportu DCI, przedsiębiorstw i 5G. Każde środowisko wymagające zorganizowanego monitorowania i zarządzania usługami za pośrednictwem światłowodu może na tym zyskać.
„Aby korzystać z OTN, musisz zrozumieć każdy bajt narzutu”.Skróty - OPU, ODU, OTU, OCh, OMS, OTS - mogą być przytłaczające. W praktyce podstawowa koncepcja jest prosta: OTN pakuje ruch klientów, dodaje monitorowanie i FEC oraz transportuje go w standardowym formacie. Szczegółowe pola napowietrzne mają znaczenie dla projektantów sprzętu i inżynierów testujących, ale planiści sieci mogą efektywnie pracować z modelem warstwowym i zapewnianymi przez niego korzyściami funkcjonalnymi.
„OTN zastępuje DWDM.”OTN raczej uzupełnia DWDM niż go zastępuje. Nadal potrzebujesz warstwy optycznej, aby uzyskać odpowiednią długość fali; OTN dodaje nad nim cyfrową warstwę zarządzania i ochrony.
Często zadawane pytania dotyczące OTN
Jaki problem rozwiązuje OTN?
OTN rozwiązuje problem zarządzania, monitorowania i ochrony różnorodnych usług klienckich za pośrednictwem światłowodu. Bez sieci OTN operatorzy dysponują surową przepustowością fal, ale brakuje im standardowych narzędzi do-wykrywania błędów poszczególnych usług, korygowania błędów i zarządzania ruchem w warstwie transportowej.
Czy OTN to technologia warstwy fizycznej czy warstwy transportowej?
OTN działa w godzcyfrowa warstwa 1- warstwa transportowa powyżej fizycznej warstwy optycznej. Opiera się na warstwie fizycznej (światłowód, wzmacniacze, DWDM) do transmisji światła, ale dodaje do tego cyfrową enkapsulację, monitorowanie i FEC. Architektura ITU-T G.872 definiuje OTN jako obejmującą zarówno podwarstwę optyczną (OCh, OMS, OTS), jak i cyfrową (OPU, ODU, OTU).
Czy możesz używać DWDM bez OTN?
Tak. DWDM może działać niezależnie, przenosząc długości fal przez włókno. Jednak bez OTN operatorzy tracą ustandaryzowane FEC, monitorowanie wydajności-ścieżki, monitorowanie połączeń tandemowych i zarządzanie-warstwą usług. W przypadku prostych łączy-punkt-punkt-może to być akceptowalne; w przypadku złożonych sieci-usługowych zwykle tak nie jest.
Jakie są standardowe przepływności OTN?
Standard G.709 definiuje kilka kontenerów o stałej-przepustowości: OTU1 (~2,7 Gb/s), OTU2 (~10,7 Gb/s), OTU3 (~43 Gb/s) i OTU4 (~112 Gb/s). Poza 100G platforma OTUCn zapewnia modułową przepustowość n × 100 Gb/s. Nowsza wersja G.709.4 dodaje OTU25 i OTU50 do zastosowań transportowych 5G. ODUflex umożliwia elastyczną alokację przepustowości dostosowaną do dokładnej stawki klienta.
Jaka jest różnica między OTN itransponder?
Transponder to urządzenie sprzętowe, które konwertuje sygnały klienta na długości fali-oprawione w ramce OTN (i odwrotnie). OTN to protokół i struktura ramki implementowana przez transponder. Innymi słowy, transponder to sprzęt; OTN to standard, którego przestrzega.
Wniosek
OTN to ustandaryzowana cyfrowa warstwa transportowa, która sprawia, że sieci optyczne są łatwiejsze w zarządzaniu, bardziej odporne i lepiej przystosowane do świadczenia usług mieszanych na dużą skalę. Współpracuje z DWDM -, a nie zamiast niego - i zapewnia uporządkowaną enkapsulację, korekcję błędów, monitorowanie wydajności i multipleksowanie usług, których brakuje surowym połączeniom optycznym.
Dla planistów sieci oceniających opcje transportu kluczowe pytania brzmią: czy potrzebna jest widoczność poszczególnych-usług, czy większy zasięg FEC-ma znaczenie oraz czy struktura ruchu i model operacyjny uzasadniają dodatkową inteligencję transportową. Jeśli odpowiedź na te pytania brzmi „tak”, OTN należy do Twojej architektury.
Aby kontynuować naukę o infrastrukturze światłowodowej leżącej u podstaw transportu optycznego, zapoznaj się z naszymi przewodnikami na tematŚwiatłowód jednomodowy OS1 vs OS2, strata wtrąceniowa a strata zwrotna, Inaszą-dogłębną analizę technologii OTN.
Źródła
- ITU-Zalecenie T G.709/Y.1331, „Interfejsy optycznej sieci transportowej (OTN)” -itu.int/rec/T-REC-G.709
- Zalecenie ITU-T G.872, „Architektura optycznej sieci transportowej (OTN)”
- Wiadomości ITU, „Standardy ITU zwiększają możliwości optycznej sieci transportowej” (2021) -itu.int
- Ciena, „OTN kontra SONET/SDH: porównanie różnic” -ciena.com
- ITU-Grupa badawcza T 15, samouczek OTN -itu.int (PDF)
- VIAVI Solutions, biała księga „G.709 – Optyczna sieć transportowa (OTN)” -viavisolutions.com (PDF)
