OTN означаєОптична транспортна мережа, стандартизована цифрова транспортна структура, визначенаРекомендація ITU-T G.709. Він надає операторам структурований спосіб інкапсуляції, мультиплексування, комутації, моніторингу та керування різними клієнтськими сигналами -, такими як Ethernet, IP, сховище та застаріла SONET/SDH - через інфраструктуру оптоволокна.
OTN — це цифровий транспортний рівень, який загортає клієнтський трафік у стандартний формат кадру, додає пряме виправлення помилок і моніторинг продуктивності та надійно передає його через оптичні мережі.
На відміну від чистого оптичного каналу, який просто переміщує світло від одного кінця до іншого, OTN додає рівень керування та захисту поверх оптоволокна. Ось чому телекомунікаційні оператори, оператори центрів обробки даних і великі підприємства покладаються на OTN щоразу, коли їм потрібна ізоляція збоїв, видимість-рівня обслуговування та масштабований транспорт через магістраль, метро чиволоконно-оптичне з'єднаннясередовищ.
Як працює OTN: рівні, структура кадру та потік сигналу
OTN дотримується моделі багаторівневої інкапсуляції. Сигнал клієнта, що надходить в мережу, проходить кілька етапів, перш ніж він буде переданий по оптичному каналу. Процес можна коротко описати таким чином:
- Клієнтський сигнал (Ethernet, IP, Fibre Channel або інший протокол) відображається вОПУ(Блок корисного навантаження оптичного каналу), який служить контейнером корисного навантаження.
- ОПУ загорнуто вODU(Блок даних оптичного каналу), який додає накладні витрати для моніторингу шляху, моніторингу тандемного з’єднання та -{1}}керування.
- ODU далі інкапсульовано в anOTU(блок транспортування оптичного каналу), який додає вирівнювання кадру та пряму корекцію помилок (FEC) для надійної передачі.
- OTU передається по оптичному каналу через систему DWDM і відновлюється на дальньому кінці.
Короткий огляд функцій рівня OTN
| Шар | ПІБ | Основна роль |
|---|---|---|
| ОПУ | Блок корисного навантаження оптичного каналу | Адаптує та відображає клієнтські сигнали в кадрі OTN; обробляє регулювання швидкості між годинником клієнта та годинником OTN |
| ODU | Блок даних оптичного каналу | Забезпечує моніторинг рівня-шляху, моніторинг тандемного з’єднання (до 6 рівнів), виявлення несправностей і накладні витрати на --кінцеве керування |
| OTU | Блок транспортування оптичного каналу | Додає вирівнювання кадру та FEC; визначає транспорт-рівня розділу між суміжними елементами мережі |
Сам кадр OTN організований як 4 рядки по 4080 стовпців байтів, з байтами FEC, інтегрованими в кінці кожного рядка. Цей фіксований розмір кадру - на відміну від фіксованої частоти кадрів, що використовується в SONET/SDH -, є навмисним вибором конструкції, який дозволяє OTN ефективно масштабувати різні бітрейти, від OTU1 приблизно 2,7 Гбіт/с до OTUCn кратно 100 Гбіт/с. TheITU-T продовжує оновлення серії G.709, додавши підтримку 25G, 50G і гнучких інтерфейсів понад-100G, щоб йти в ногу з транспортом 5G і вимогами DCI високої ємності.
Ключові переваги OTN для мережевих операторів
Розгортання OTN на основі оптичної інфраструктури дає кілька конкретних переваг, яких не дає передача голої довжини хвилі:
Пряме виправлення помилок (FEC).FEC Ріда-Соломона, визначений у G.709, може забезпечити покращення співвідношення сигнал-до-шуму до 6,2 дБ. На практиці це означає більший проміжок між місцями регенерації, розслаблені специфікації компонентів і можливість підтримувати прозору оптичну мережу на більшій кількості підсилювачів.
Моніторинг продуктивності на кількох рівнях.ODU надає операторам можливість моніторингу частоти бітових помилок на кожному-шляху, моніторинг тандемного з’єднання в шести проміжних доменах та індикатори несправностей (AIS, BDI), які допомагають швидко ізолювати проблеми -, а не вирішувати проблеми на всій довжині хвилі.
Клієнт-незалежний транспорт.OTN може передавати трафік Ethernet, IP/MPLS, Fibre Channel, відео та застарілий трафік SONET/SDH в одній структурі кадру. Це робить його практичним для мереж, які обслуговують змішані навантаження, а не один протокол.
Послуга грумінг і мультиплексування.Сигнали ODU з нижчою-швидкістю можна мультиплексувати в контейнери з-вищою швидкістю (наприклад, чотири сигнали ODU1 в один ODU2 або кілька сигналів ODUflex в OPUCn). Це дозволяє операторам ефективніше заповнювати ємність довжини хвилі замість того, щоб приділяти всю лямбда-систему маленькому клієнту.
Стандартизований OAM.На відміну від власних накладень керування, накладні витрати OTN визначаються стандартами ITU-T, що забезпечує взаємодію багатьох-постачальників на транспортному рівні та чіткіше розмежування послуг між доменами операторів.
OTN проти DWDM: у чому різниця?
Одним із найпоширеніших моментів плутанини є зв’язок між OTN і DWDM. Вони не одне і те ж і працюють на різних функціональних рівнях.
| Аспект | DWDM | OTN |
|---|---|---|
| Основна функція | Мультиплексування оптичних довжин хвиль - передає кілька довжин хвиль по одному волокну | Цифрова транспортна структура - інкапсулює, відстежує та керує послугами, що передаються на цих довжинах хвиль |
| Шар | Фізичний / оптичний рівень | Цифровий рівень 1 (транспорт і управління) |
| Виправлення помилок | Не включено | Стандартизований FEC, визначений G.709 |
| Контроль продуктивності | Обмежується оптичною потужністю та OSNR | Моніторинг BER за-шляхом, TCM, індикатори несправностей |
| Поінформованість про послуги | Лише{0}}рівень довжини хвилі | Може розрізняти та керувати окремими службами в межах довжини хвилі |
| Мультиплексування | Мультиплексування довжини хвилі (оптичний домен) | Мультиплексування з часовим-поділом контейнерів ODU (цифровий домен) |
У більшості робочих мереж DWDM і OTN працюють разом. DWDM забезпечує необроблену оптичну пропускну здатність - багато довжин хвиль на однійодномодове-волокно-, тоді як OTN забезпечує цифровий інтелект, який дозволяє операторам керувати тим, що передається на кожній довжині хвилі. Ви можете запускати DWDM без OTN (наприклад, у простих службах довжини хвилі «точка--точка»), але ви втрачаєте структурований моніторинг, FEC і можливості обробки, які надає OTN. Щоб глибше розглянути, якТехнології мультиплексування WDMстосуються транспортних інфраструктур, дивіться наш посібник із мультиплексування.
OTN проти SONET/SDH: чому галузь просунулася вперед
SONET/SDH добре служив телекомунікаційній галузі протягом десятиліть, але його конструкція базувалася на синхронному транспортуванні голосу TDM. Оскільки трафік IP та Ethernet став домінуючим, з’явилося кілька обмежень. OTN був розроблений із самого початку, щоб усунути ці прогалини.
Філософія фреймового дизайну.SONET/SDH використовує фіксовану частоту повторення кадрів 8000 кадрів за секунду, причому розмір кадру зростає зі збільшенням швидкості передачі даних. OTN змінює це: він використовує фіксований розмір кадру (4 рядки × 4080 стовпців) і зменшує період кадру в міру зростання частоти. Відповідно доФункція Ciena-за-порівнянням функцій, цей підхід із фіксованим-розміром-кадри є однією з найважливіших структурних відмінностей між двома технологіями.
FEC і охоплення.SONET/SDH не включає стандартний механізм FEC. OTN визначає FEC як частину кадру OTU, що безпосередньо розширює діапазон передачі та зменшує потребу у дорогій регенерації.
Масштабованість.Стандарти SONET/SDH досягають OC-768 (приблизно 40 Гбіт/с). OTN нативно підтримує 100G (OTU4) і далі, з масштабуванням OTUCn до 400G, 800G і вище за допомогою модульних будівельних блоків 100G.
Моніторинг тандемного з'єднання.OTN підтримує до шести рівнів TCM, порівняно з набагато більш обмеженим моніторингом у SONET/SDH. Це важливо в середовищах із кількома-операторами чи -доменами, де кожен сегмент потребує незалежної видимості ефективності.
Тим не менш, SONET/SDH не зник миттєво. Багато операторів досі надають застарілі послуги TDM, і OTN розроблено для прозорої передачі цих сигналів у межах свого корисного навантаження -, надаючи мережевим планувальникам шлях міграції, а не примусове виривання-і-заміну.
Програми OTN у мережах Telecom, DCI та Enterprise
Актуальність OTN виходить за рамки традиційних-магістральних мереж операторів дальньої мережі. Ось середовища, де це приносить найбільшу цінність:
Телекомунікаційна магістраль і транспорт метро.Оператори, які будують регіональні або національні магістральні мережі, покладаються на OTN для налагодження послуг на сотнях довжин хвиль, ізоляції збоїв між абонентськими лініями та стандартизованої передачі обслуговування між взаємопов’язаними операторами.
Інтерконнект центру обробки даних (DCI).Коли організації об’єднують центри обробки даних на міських, регіональних або-далеких відстанях, їм, як правило, потрібна більше, ніж чиста пропускна здатність. Їм потрібне розділення послуг між орендарями, розширення охоплення за допомогою FEC і можливість налаштувати кілька клієнтських каналів 10G/100G на спільні довжини хвиль. OTN у поєднанні з DWDM є звичайним вибором дизайну для каналів DCI, які мають передавати змішаний трафік - реплікацію сховища, між-кластерні обчислення та керування - через те самеволоконно-оптична інфраструктура.
Підключення підприємства та кампусу.Великі підприємства з кількома сайтами та високими -вимогами до пропускної здатності - фінансові установи, лікарні, дослідницькі лабораторії - все частіше використовують транспорт із підтримкою OTN-, щоб отримати функції моніторингу та захисту, яких бракує простим зв’язкам Ethernet-to-точка.
5G транспорт.ITU-T визначив інтерфейси OTU25 і OTU50 спеціально для передачі сигналів Ethernet 25GBASE-R і 50GBASE-R, які використовуються в мережах радіодоступу 5G, що робить OTN відповідним для мобільної інфраструктури останнього покоління.
Поширені помилки OTN
«OTN і DWDM — це одне й те саме».Вони не є. DWDM — метод оптичного мультиплексування; OTN — це цифрова транспортна структура, яка ґрунтується на ній. Багато мереж використовують обидва разом, але вони вирішують різні проблеми.
«OTN лише для великих операторів».У той час як оператори були першими, OTN тепер використовується в сценаріях DCI, підприємства та 5G. Будь-яке середовище, яке потребує структурованого моніторингу та керування послугами через оптичне волокно, може отримати вигоду.
«Ви повинні розуміти кожен службовий байт, щоб використовувати OTN».Абревіатури - OPU, ODU, OTU, OCh, OMS, OTS - можуть бути величезними. На практиці основна концепція проста: OTN пакує клієнтський трафік, додає моніторинг і FEC і транспортує його в стандартному форматі. Детальні поля накладних витрат важливі для розробників обладнання та інженерів-випробувачів, але мережеві планувальники можуть ефективно працювати з моделлю рівня та функціональними перевагами, які вона надає.
"OTN замінює DWDM."OTN доповнює DWDM, а не замінює його. Вам все ще потрібен оптичний шар для пропускної здатності довжини хвилі; OTN додає рівень цифрового керування та захисту над ним.
Часті запитання про OTN
Яку проблему вирішує OTN?
OTN вирішує проблему керування, моніторингу та захисту різноманітних клієнтських послуг через оптичне волокно. Без OTN оператори мають необроблену пропускну здатність, але їм бракує стандартизованих інструментів для-виявлення збоїв у службі, виправлення помилок і обробки трафіку на транспортному рівні.
Чи є OTN технологією фізичного чи транспортного рівня?
OTN працює нацифровий рівень 1- транспортний рівень над фізичним оптичним рівнем. Він покладається на фізичний рівень (оптоволокно, підсилювачі, DWDM) для передачі світла, але крім цього додає цифрову інкапсуляцію, моніторинг і FEC. Архітектура ITU-T G.872 визначає OTN як оптичний (OCh, OMS, OTS) і цифровий (OPU, ODU, OTU) підрівні.
Чи можна використовувати DWDM без OTN?
так DWDM може працювати незалежно для передачі довжин хвиль по волокну. Однак без OTN оператори втрачають стандартизований FEC,-моніторинг продуктивності кожного шляху, моніторинг тандемного з’єднання та керування-сервісним рівнем. Для простих посилань «точка--точка» це може бути прийнятним; для складних багатосервісних-мереж це зазвичай не так.
Які стандартні бітрейти OTN?
Стандарт G.709 визначає кілька контейнерів із фіксованою -швидкістю: OTU1 (~2,7 Гбіт/с), OTU2 (~10,7 Гбіт/с), OTU3 (~43 Гбіт/с) і OTU4 (~112 Гбіт/с). Окрім 100G, структура OTUCn забезпечує модульну пропускну здатність n × 100 Гбіт/с. Новіший G.709.4 додає OTU25 і OTU50 для транспортних додатків 5G. ODUflex дозволяє гнучко розподіляти пропускну здатність відповідно до точної швидкості клієнта.
У чому різниця між OTN ітранспондер?
Транспондер – це апаратний пристрій, який перетворює клієнтські сигнали в OTN-кадрові довжини хвилі (і навпаки). OTN — це протокол і структура кадру, які реалізує транспондер. Іншими словами, транспондер - це обладнання; OTN є стандартом, якому він дотримується.
Висновок
OTN — це стандартизований цифровий транспортний рівень, який робить оптичні мережі більш керованими, більш стійкими та краще підходить для передачі змішаних послуг у масштабі. Він працює з DWDM -, а не замість нього -, і забезпечує структуровану інкапсуляцію, виправлення помилок, моніторинг продуктивності та мультиплексування послуг, яких бракує необробленим оптичним посиланням.
Для мережевих планувальників, які оцінюють варіанти транспортування, ключовими питаннями є те, чи потрібна вам видимість кожної-послуги, чи має значення FEC-розширене охоплення та чи виправдовують ваш мікс трафіку та робоча модель додатковий транспортний інтелект. Якщо відповідь на ці запитання ствердна, OTN належить до вашої архітектури.
Щоб продовжити вивчення оптоволоконної інфраструктури, яка лежить в основі оптичного транспорту, перегляньте наші посібники наОдномодове-волокно OS1 проти OS2, внесені втрати проти зворотних втрат, інаш-поглиблений аналіз технології OTN.
Джерела
- Рекомендація ITU-T G.709/Y.1331 «Інтерфейси для оптичної транспортної мережі (OTN)» -itu.int/rec/T-REC-G.709
- Рекомендація ITU-T G.872 «Архітектура оптичної транспортної мережі (OTN)»
- Новини ITU, «Стандарти ITU розширюють можливості оптичної транспортної мережі» (2021) -itu.int
- Ciena, "OTN проти SONET/SDH: порівняння відмінностей" -ciena.com
- ITU-T Study Group 15, OTN Навчальний посібник -itu.int (PDF)
- VIAVI Solutions, "G.709 – Оптична транспортна мережа (OTN)" документ -viavisolutions.com (PDF)
