Što je OTN? Slojevi, OTN nasuprot DWDM i kada vam zatreba

OTN je skraćenica zaOptička prijenosna mreža, standardizirani digitalni transportni okvir definiran od stranePreporuka ITU-T G.709. Operaterima pruža strukturiran način za kapsuliranje, multipleksiranje, prebacivanje, praćenje i upravljanje različitim klijentskim signalima - kao što su Ethernet, IP, pohrana i naslijeđeni SONET/SDH - preko infrastrukture optičkih vlakana.

OTN je digitalni prijenosni sloj koji obavija klijentski promet u standardnom formatu okvira, dodaje unaprijed ispravljanje pogrešaka i praćenje performansi te ga pouzdano prenosi kroz optičke mreže.

Za razliku od gole optičke veze koja jednostavno premješta svjetlost s jednog kraja na drugi, OTN dodaje sloj upravljanja i zaštite povrh prijenosa vlakana. To je razlog zašto se telekomunikacijski operateri, operateri podatkovnih centara i velika poduzeća oslanjaju na OTN kad god im je potrebna izolacija greške,-vidljivost na razini usluge i skalabilni prijenos preko okosnice, metroa ilisvjetlovodni interconnectokruženja.
 

Kako OTN radi: Slojevi, struktura okvira i tok signala

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

• Klijentski signal (Ethernet, IP, Fibre Channel ili drugi protokol) preslikava se uOPU(Optical Channel Payload Unit), koja služi kao spremnik korisnog tereta.
• OPU je umotan uODU(Optical Channel Data Unit), koja dodaje opterećenje za praćenje staze, praćenje tandemske veze i upravljanje end-to-end.
• ODU je dalje inkapsuliran u anOTU(Optical Channel Transport Unit), koja dodaje poravnanje okvira i naprijed ispravljanje pogrešaka (FEC) za pouzdan prijenos.
• OTU se prenosi optičkim kanalom preko DWDM sustava i obnavlja na udaljenom kraju.

Kratak pregled funkcija OTN sloja

Sam OTN okvir organiziran je kao 4 retka po 4080 stupaca bajtova, s FEC bajtovima integriranim na kraju svakog retka. Ova fiksna veličina okvira - za razliku od fiksne brzine okvira koja se koristi u SONET/SDH - je namjeran izbor dizajna koji omogućuje OTN-u učinkovito skaliranje preko različitih brzina prijenosa, od OTU1 na približno 2,7 Gbps do OTUCn na višekratnicima od 100 Gbps. TheITU-T je nastavio s ažuriranjem serije G.709, dodajući podršku za 25G, 50G i fleksibilna sučelja iznad-100G kako bi se održao korak s 5G transportom i DCI zahtjevima velikog kapaciteta.
 

Ključne prednosti OTN-a za mrežne operatere

Implementacija OTN-a povrh optičke infrastrukture donosi nekoliko konkretnih prednosti koje prijenos gole valne duljine ne pruža:

Forward Error Correction (FEC).Reed-Solomon FEC definiran u G.709 može pružiti do 6,2 dB poboljšanja omjera-na-šumu. U praksi to znači dulje raspone između mjesta regeneracije, opuštene specifikacije komponenti i mogućnost podržavanja transparentnog optičkog umrežavanja preko više skokova pojačala.

Praćenje performansi na više slojeva.ODU overhead daje operaterima praćenje stope pogrešaka bita po-stazi, praćenje tandemske veze preko do šest srednjih domena i indikatore grešaka (AIS, BDI) koji pomažu u brzoj izolaciji problema - umjesto rješavanja problema cijele valne duljine od kraja do kraja.

Klijent-agnostički prijevoz.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 umjesto jednog protokola.

Usluga dotjerivanja i multipleksiranja.ODU signali niže-brzine mogu se multipleksirati u-spremnike veće brzine (na primjer, četiri ODU1 signala u jedan ODU2 ili više ODUflex signala u OPUCn). To omogućuje operaterima da učinkovitije ispune kapacitet valne duljine umjesto da cijelu lambdu posvete malom klijentu.

Standardizirani OAM.Za razliku od vlasničkih slojeva upravljanja, OTN nadopterećenje definirano je ITU-T standardima, što omogućuje interoperabilnost više-dobavljača na prijenosnom sloju i čistije razgraničenje usluga između domena operatera.

OTN naspram DWDM: Koja je razlika?

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

U većini produkcijskih mreža DWDM i OTN rade zajedno. DWDM pruža sirovi optički kapacitet - više valnih duljina u jednojjedno{0}}modno vlakno- dok OTN pruža digitalnu inteligenciju koja operaterima omogućuje upravljanje onim što se kreće na svakoj valnoj duljini. Možete pokrenuti DWDM bez OTN-a (na primjer, u jednostavnim uslugama valne duljine od točke-do-točke), ali gubite mogućnosti strukturiranog nadzora, FEC-a i dotjerivanja koje pruža OTN. Za dublji uvid u to kakoWDM multipleksne tehnologijeodnose na transportne okvire, pogledajte naš vodič za multipleksiranje.
 

OTN vs SONET/SDH: Zašto je industrija krenula naprijed

SONET/SDH je desetljećima dobro služio telekomunikacijskoj industriji, ali je njegov dizajn bio ukorijenjen u sinkronom TDM prijenosu glasa. Kako su IP i Ethernet promet postali dominantni, pojavilo se nekoliko ograničenja. OTN je od samog početka osmišljen kako bi riješio te nedostatke.

Filozofija dizajna okvira.SONET/SDH koristi fiksnu stopu ponavljanja okvira od 8.000 okvira u sekundi, pri čemu veličina okvira raste kako se povećava brzina prijenosa. OTN ovo preokreće: koristi fiksnu veličinu okvira (4 retka × 4080 stupaca) i smanjuje period okvira kako stope rastu. PremaCienina značajka-po-usporedba značajki, ovaj pristup fiksne -veličine okvira- jedna je od najznačajnijih strukturnih razlika između dviju tehnologija.

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

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

Praćenje tandemske veze.OTN podržava do šest razina TCM-a, u usporedbi s mnogo ograničenijim nadzorom u SONET/SDH. Ovo je važno u okruženjima s više-operatora ili više-domena gdje svaki segment treba neovisnu vidljivost performansi.

Ipak, SONET/SDH nije nestao preko noći. Mnogi operateri još uvijek imaju naslijeđene TDM usluge, a OTN je dizajniran za transparentan prijenos tih signala unutar svog nosivosti - dajući mrežnim planerima put migracije umjesto prisilnog kidanja-i-zamjene.

OTN aplikacije u telekomunikacijskim, DCI i poslovnim mrežama

Relevantnost OTN-a nadilazi tradicionalne okosnice-prijevoznika dugog prijevoza. Ovo su okruženja u kojima donosi najveću vrijednost:

Telekom okosnica i metro transport.Prijevoznici koji grade regionalne ili nacionalne okosnice mreže oslanjaju se na OTN za usklađivanje usluga na stotinama valnih duljina, izolaciju kvarova između korisničkih krugova i standardizirane prijenose između međusobno povezanih operatera.

Međusobno povezivanje podatkovnog centra (DCI).Kada organizacije povezuju podatkovne centre preko metroa, regionalnih ili dugih-udaljenosti, obično im je potrebno više od sirove propusnosti. Potrebno im je odvajanje usluga između stanara, proširenje dosega putem FEC-a i mogućnost prilagođavanja višestrukih 10G/100G klijentskih krugova na zajedničke valne duljine. OTN u kombinaciji s DWDM uobičajeni je izbor dizajna za DCI veze koje moraju prenositi mješoviti promet - replikaciju pohrane, među-računanje klastera i upravljanje - preko istogoptička infrastruktura.

Povezivost poduzeća i kampusa.Velike tvrtke s višestrukim lokacijama i visokim-zahtjevima za propusnost - financijskih institucija, bolnica, istraživačkih laboratorija - sve više koriste OTN-prijenos kako bi dobile značajke nadzora i zaštite koje nedostaju jednostavnim Ethernet vezama točka-to-točka.

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

Uobičajene OTN zablude

"OTN i DWDM su ista stvar."Oni nisu. DWDM je metoda optičkog multipleksiranja; OTN je digitalni transportni okvir koji se nadovezuje na njega. Mnoge mreže koriste oboje zajedno, ali rješavaju različite probleme.

"OTN je samo za velike operatere."Dok su operateri bili rani usvojitelji, OTN se sada koristi u DCI, poslovnim i 5G transportnim scenarijima. Svako okruženje koje treba strukturirano praćenje i upravljanje uslugama preko optičkih vlakana može imati koristi.

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

"OTN zamjenjuje DWDM."OTN nadopunjuje DWDM umjesto da ga zamjenjuje. I dalje vam je potreban optički sloj za kapacitet valne duljine; OTN dodaje sloj digitalnog upravljanja i zaštite iznad sebe.

Često postavljana pitanja o OTN-u

Koji problem rješava OTN?

OTN rješava problem upravljanja, nadzora i zaštite različitih klijentskih usluga putem optičkih vlakana. Bez OTN-a, operateri imaju kapacitet sirove valne duljine, ali im nedostaju standardizirani alati za-otkrivanje greške po usluzi, ispravljanje pogrešaka i dotjerivanje prometa na transportnom sloju.

Je li OTN fizički sloj ili tehnologija prijenosnog sloja?

OTN djeluje nadigitalni 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, nadzor i FEC. ITU-T G.872 arhitektura definira OTN tako da obuhvaća optičke (OCh, OMS, OTS) i digitalne (OPU, ODU, OTU) podslojeve.

Možete li koristiti DWDM bez OTN-a?

Da. DWDM može raditi neovisno za prijenos valnih duljina preko vlakana. Međutim, bez OTN-a, operateri gube standardizirani FEC, praćenje performansi po-putu, praćenje tandemske veze i upravljanje-slojem usluge. Za jednostavne veze od točke-do-točke to može biti prihvatljivo; za složene multi-uslužne mreže obično nije.

Koje su standardne brzine prijenosa OTN-a?

Standard G.709 definira nekoliko spremnika fiksne -brzine: OTU1 (~2,7 Gbps), OTU2 (~10,7 Gbps), OTU3 (~43 Gbps) i OTU4 (~112 Gbps). Izvan 100G, okvir OTUCn pruža modularni kapacitet n × 100 Gbps. Noviji G.709.4 dodaje OTU25 i OTU50 za 5G transportne aplikacije. ODUflex omogućuje fleksibilnu dodjelu propusnosti prilagođenu točnoj stopi klijenta.

Koja je razlika između OTN itransponder?

Transponder je hardverski uređaj koji pretvara klijentske signale u OTN-uokvirene valne duljine (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 prijenosni sloj koji čini optičke mreže upravljivijima, otpornijima i prikladnijima za prijenos mješovitih usluga na velikom broju. Radi s DWDM-om - ne umjesto njega - i pruža strukturiranu enkapsulaciju, ispravljanje pogrešaka, praćenje performansi i multipleksiranje usluga koje nedostaju neobrađene optičke veze.

Za mrežne planere koji procjenjuju mogućnosti prijevoza, ključna su pitanja trebate li vidljivost po-usluzi, je li FEC-prošireni doseg važan i opravdavaju li vaša kombinacija prometa i operativni model dodatnu inteligenciju prijenosa. Ako je odgovor na ta pitanja potvrdan, OTN pripada vašoj arhitekturi.

Kako biste nastavili učiti o optičkoj infrastrukturi koja podupire optički transport, istražite naše vodiče naOS1 nasuprot OS2 jedno-modno vlakno, uneseni gubitak vs povratni gubitak, inašu-dubinsku analizu OTN tehnologije.

Izvori

• ITU-T preporuka G.709/Y.1331, "Sučelja za optičku prijenosnu mrežu (OTN)" -itu.int/rec/T-REC-G.709
• ITU-T preporuka G.872, "Arhitektura za optičku prijenosnu mrežu (OTN)"
• ITU vijesti, "ITU standardi poboljšavaju mogućnosti optičke transportne mreže" (2021.) -itu.int
• Ciena, "OTN vs SONET/SDH: Usporedba razlika" -ciena.com
• ITU-T studijska grupa 15, OTN vodič -itu.int (PDF)
• VIAVI Solutions, "G.709 – The Optical Transport Network (OTN)" white paper -viavisolutions.com (PDF)