OTN چیست؟ لایه ها، OTN در مقابل DWDM و زمانی که به آن نیاز دارید

OTN مخففشبکه حمل و نقل نورییک چارچوب استاندارد حمل و نقل دیجیتال تعریف شده توسطتوصیه ITU-T G.709. به اپراتورها روشی ساختاریافته برای محصور کردن، مالتی پلکس، سوئیچ، نظارت و مدیریت سیگنال های کلاینت متنوع - مانند اترنت، IP، ذخیره سازی، و SONET/SDH قدیمی - روی زیرساخت فیبر نوری ارائه می دهد.

OTN لایه انتقال دیجیتالی است که ترافیک مشتری را در قالب قاب استاندارد می‌پیچد، تصحیح خطا و نظارت بر عملکرد را اضافه می‌کند و آن را به طور قابل اعتماد در شبکه‌های نوری حمل می‌کند.

بر خلاف یک پیوند نوری خالی که به سادگی نور را از یک سر به سر دیگر حرکت می دهد، OTN یک لایه مدیریتی و حفاظتی را در بالای انتقال فیبر اضافه می کند. به همین دلیل است که اپراتورهای مخابراتی، اپراتورهای مرکز داده و شرکت‌های بزرگ هر زمان که به ایزوله‌سازی خطا، سرویس{1}}رویت در سطح، و حمل‌ونقل مقیاس‌پذیر در ستون فقرات، مترو یااتصال فیبر نوریمحیط ها
 

OTN چگونه کار می کند: لایه ها، ساختار قاب و جریان سیگنال

OTN از یک مدل کپسوله سازی لایه ای پیروی می کند. سیگنال مشتری که وارد شبکه می شود، قبل از اینکه در کانال نوری ارسال شود، چندین مرحله را طی می کند. فرآیند را می توان به صورت زیر خلاصه کرد:

• سیگنال مشتری (اترنت، IP، کانال فیبر یا پروتکل دیگر) در یک نگاشت می شودOPU(واحد بارگذاری کانال نوری)، که به عنوان محفظه بار عمل می کند.
• OPU در یک بسته بندی شده استODU(واحد داده کانال نوری)، که سربار را برای نظارت بر مسیر، نظارت بر اتصال پشت سر هم و مدیریت{0}}به- اضافه می کند.
• ODU بیشتر در یک کپسوله شده استOTU(واحد انتقال کانال نوری)، که تراز فریم و تصحیح خطای رو به جلو (FEC) را برای انتقال مطمئن اضافه می کند.
• OTU از طریق یک کانال نوری در سراسر سیستم DWDM حمل می شود و در انتهای آن بازیابی می شود.

عملکرد لایه OTN در یک نگاه

خود فریم OTN به صورت 4 ردیف با 4080 ستون بایتی سازماندهی شده است که بایت های FEC در انتهای هر سطر یکپارچه شده است. این اندازه فریم ثابت - برخلاف نرخ فریم ثابت مورد استفاده در SONET/SDH - یک انتخاب طراحی عمدی است که به OTN اجازه می‌دهد تا به طور موثر در نرخ‌های بیت مختلف، از OTU1 در حدود 2.7 گیگابیت بر ثانیه تا OTUCn در مضرب‌های 100 گیگابیت بر ثانیه مقیاس‌بندی کند. راITU-T به به روز رسانی سری G.709 ادامه داده است، افزودن پشتیبانی برای 25G، 50G، و انعطاف پذیر فراتر از رابط های 100G برای همگام شدن با حمل و نقل 5G و الزامات DCI با ظرفیت بالا.
 

مزایای کلیدی OTN برای اپراتورهای شبکه

استقرار OTN در بالای زیرساخت نوری چندین مزیت عینی به همراه دارد که حمل و نقل طول موج خالی ارائه نمی کند:

تصحیح خطای جلو (FEC).Reed{0}}Solomon FEC تعریف شده در G.709 می‌تواند تا 6.2 دسی بل سیگنال-به{4}}بهبود نسبت نویز ارائه دهد. در عمل، این به معنای فاصله‌های طولانی‌تر بین سایت‌های بازسازی، مشخصات اجزای راحت‌تر، و توانایی پشتیبانی از شبکه‌های نوری شفاف در پرش‌های بیشتر تقویت‌کننده است.

نظارت بر عملکرد در چندین لایهسربار ODU به اپراتورها در هر{0}}مسیر میزان خطای بیتی نظارت، نظارت بر اتصال پشت سر هم در حداکثر شش دامنه میانی و نشانگرهای خطا (AIS، BDI) را می‌دهد که به جای عیب‌یابی کل طول موج به انتها، به جداسازی سریع مشکلات کمک می‌کنند -.

حمل و نقل{0}}مشتری.OTN می تواند اترنت، IP/MPLS، کانال فیبر، ویدئو و ترافیک قدیمی SONET/SDH را در همان ساختار فریم حمل کند. این باعث می شود که برای شبکه هایی که به جای یک پروتکل واحد، بارهای کاری مختلط را ارائه می دهند، عملی باشد.

خدمات نظافت و مالتی پلکس.سیگنال‌های ODU با نرخ پایین‌تر-را می‌توان در کانتینرهای با نرخ{1} بالاتر مالتی پلکس کرد (به عنوان مثال، چهار سیگنال ODU1 در یک ODU2 یا چندین سیگنال ODUflex در یک OPUCn). این به اپراتورها اجازه می دهد تا به جای اختصاص یک لامبدا به یک مشتری کوچک، ظرفیت طول موج را با کارایی بیشتری پر کنند.

OAM استاندارد شدهبرخلاف پوشش‌های مدیریتی اختصاصی، سربار OTN توسط استانداردهای ITU{0}}T تعریف می‌شود، که قابلیت همکاری چند فروشنده را در لایه انتقال و مرزبندی سرویس پاک‌تر بین دامنه‌های اپراتور را ممکن می‌سازد.

OTN در مقابل DWDM: تفاوت چیست؟

یکی از رایج ترین نقاط سردرگمی، رابطه بین OTN و DWDM است. آنها یک چیز نیستند و در سطوح مختلف عملکردی عمل می کنند.

در اکثر شبکه های تولید، DWDM و OTN با هم کار می کنند. DWDM ظرفیت نوری خام - طول موج های زیادی را در یک واحد فراهم می کندفیبر تک حالت-- در حالی که OTN هوش دیجیتالی را ارائه می‌کند که به اپراتورها اجازه می‌دهد تا روی هر طول موج سوار شوند. می‌توانید DWDM را بدون OTN اجرا کنید (مثلاً در سرویس‌های ساده از نقطه-به-نقطه طول موج)، اما قابلیت‌های نظارت ساختاری، FEC و نظافتی را که OTN ارائه می‌دهد از دست می‌دهید. برای نگاه عمیق تر به چگونگیفناوری های مالتی پلکس WDMمربوط به چارچوب های حمل و نقل، راهنمای مالتی پلکس ما را ببینید.
 

OTN در مقابل SONET/SDH: چرا صنعت به جلو رفت؟

SONET/SDH برای چندین دهه به صنعت مخابرات خدمت کرد، اما طراحی آن ریشه در حمل و نقل صوتی TDM همزمان داشت. همانطور که ترافیک IP و اترنت غالب شد، چندین محدودیت ظاهر شد. OTN از همان ابتدا برای رفع این شکاف ها طراحی شد.

فلسفه طراحی قابSONET/SDH از نرخ تکرار فریم ثابت 8000 فریم در ثانیه استفاده می کند که با افزایش نرخ بیت، اندازه فریم افزایش می یابد. OTN این را معکوس می کند: از اندازه قاب ثابت (4 ردیف × 4080 ستون) استفاده می کند و با افزایش نرخ ها، دوره فریم را کاهش می دهد. با توجه بهویژگی Ciena-با-مقایسه ویژگی، این رویکرد اندازه ثابت-قاب- یکی از مهم‌ترین تفاوت‌های ساختاری بین این دو فناوری است.

FEC و رسیدن.SONET/SDH دارای مکانیزم استاندارد FEC نیست. OTN FEC را به عنوان بخشی از قاب OTU تعریف می کند که مستقیماً دسترسی انتقال را افزایش می دهد و نیاز به بازسازی پرهزینه را کاهش می دهد.

مقیاس پذیری.استانداردهای SONET/SDH بالاتر از OC-768 (تقریباً 40 گیگابیت بر ثانیه) هستند. OTN به طور بومی از 100G (OTU4) و فراتر از آن پشتیبانی می کند، با مقیاس OTUCn به 400G، 800G و بالاتر از طریق بلوک های ساختمانی مدولار 100G.

نظارت بر اتصال پشت سر همOTN تا شش سطح TCM را پشتیبانی می کند، در مقایسه با نظارت بسیار محدودتر در SONET/SDH. این در محیط‌های چند-اپراتور یا چند دامنه{2}}که هر بخش نیاز به مشاهده عملکرد مستقل دارد اهمیت دارد.

گفته شد، SONET/SDH یک شبه ناپدید نشده است. بسیاری از اپراتورها هنوز سرویس‌های قدیمی TDM را حمل می‌کنند و OTN برای انتقال آن سیگنال‌ها به‌طور شفاف در محموله خود طراحی شده است - به برنامه‌ریزان شبکه یک مسیر مهاجرت را به جای ریپ کردن-و{3}}اجباری{-و{3}}شخصی می‌دهد.

برنامه های OTN در مخابرات، DCI و شبکه های سازمانی

ارتباط OTN فراتر از ستون فقرات حامل حمل‌ونقل طولانی{0}} سنتی است. در اینجا محیط هایی هستند که در آن بیشترین ارزش را ارائه می دهد:

ستون فقرات مخابرات و حمل و نقل مترو.اپراتورهایی که شبکه‌های ستون فقرات منطقه‌ای یا ملی را ایجاد می‌کنند برای اصلاح خدمات در صدها طول موج، جداسازی خطا بین مدارهای مشتری، و انتقال استاندارد بین اپراتورهای متصل به هم، به OTN متکی هستند.

اتصال مرکز داده (DCI).وقتی سازمان‌ها مراکز داده را در فواصل مترو، منطقه‌ای یا مسافت‌های طولانی-به یکدیگر متصل می‌کنند، معمولاً به پهنای باندی بیش از خام نیاز دارند. آنها به جداسازی خدمات بین مستاجرین، گسترش دسترسی از طریق FEC و توانایی اصلاح چندین مدار مشتری 10G/100G روی طول موج های مشترک نیاز دارند. OTN همراه با DWDM یک انتخاب طراحی متداول برای پیوندهای DCI است که باید ترافیک مختلط - تکرار ذخیره سازی، بین-محاسبات خوشه ای، و مدیریت - را بر روی یکسان انجام دهد.زیرساخت فیبر نوری.

ارتباط سازمانی و پردیس.شرکت‌های بزرگ با سایت‌های متعدد و نیازمندی‌های پهنای باند بالا - موسسات مالی، بیمارستان‌ها، آزمایشگاه‌های تحقیقاتی - به‌طور فزاینده‌ای از حمل و نقل دارای قابلیت OTN-برای به دست آوردن ویژگی‌های نظارت و حفاظتی استفاده می‌کنند که پیوندهای ساده اترنت-به- فاقد آن هستند.

حمل و نقل 5GITU{0}}T رابط های OTU25 و OTU50 را به طور خاص برای حمل سیگنال های اترنت 25GBASE-R و 50GBASE-R مورد استفاده در شبکه های دسترسی رادیویی 5G تعریف کرده است، و OTN را به جدیدترین نسل زیرساخت های تلفن همراه مرتبط می کند.
 

تصورات غلط رایج OTN

"OTN و DWDM یکسان هستند."آنها نیستند. DWDM روش مالتی پلکس نوری است. OTN چارچوب حمل و نقل دیجیتالی است که در بالای آن قرار دارد. بسیاری از شبکه ها از هر دو با هم استفاده می کنند، اما مشکلات مختلفی را حل می کنند.

"OTN فقط برای اپراتورهای بزرگ است."در حالی که اپراتورها اولین پذیرندگان بودند، OTN اکنون در سناریوهای حمل و نقل DCI، سازمانی و 5G استفاده می شود. هر محیطی که به نظارت ساختاری و مدیریت خدمات بر روی فیبر نوری نیاز دارد، می تواند از آن بهره مند شود.

"برای استفاده از OTN باید هر بایت سربار را درک کنید."اختصارات - OPU، ODU، OTU، OCh، OMS، OTS - ممکن است بسیار زیاد باشد. در عمل، مفهوم اصلی ساده است: OTN ترافیک مشتری را بسته بندی می کند، نظارت و FEC را اضافه می کند، و آن را در قالب استاندارد حمل می کند. فیلدهای سربار دقیق برای طراحان تجهیزات و مهندسان آزمایش اهمیت دارد، اما برنامه ریزان شبکه می توانند به طور موثر با مدل لایه و مزایای عملکردی آن کار کنند.

"OTN جایگزین DWDM می شود."OTN به جای جایگزینی DWDM مکمل آن است. شما هنوز به لایه نوری برای ظرفیت طول موج نیاز دارید. OTN مدیریت دیجیتال و لایه حفاظتی را در بالای آن اضافه می کند.

سوالات متداول درباره OTN

OTN چه مشکلی را حل می کند؟

OTN مشکل مدیریت، نظارت و حفاظت از خدمات مختلف مشتری را از طریق فیبر نوری حل می کند. بدون OTN، اپراتورها ظرفیت طول موج خام دارند، اما فاقد ابزارهای استاندارد برای شناسایی خطا در هر سرویس، تصحیح خطا، و اصلاح ترافیک در لایه انتقال هستند.

آیا OTN یک لایه فیزیکی یا فناوری لایه انتقال است؟

OTN درلایه دیجیتال 1- لایه انتقال بالای لایه نوری فیزیکی. برای انتقال نور به لایه فیزیکی (فیبر، تقویت‌کننده‌ها، DWDM) متکی است، اما کپسوله‌سازی دیجیتال، نظارت و FEC را در بالای آن اضافه می‌کند. معماری ITU{3}}T G.872 OTN را به صورت زیر لایه های نوری (OCh، OMS، OTS) و دیجیتال (OPU، ODU، OTU) تعریف می کند.

آیا می توانید از DWDM بدون OTN استفاده کنید؟

بله. DWDM می تواند به طور مستقل برای حمل طول موج در فیبر عمل کند. با این حال، بدون OTN، اپراتورها FEC استاندارد شده، هر-نظارت عملکرد مسیر، نظارت بر اتصال پشت سر هم و مدیریت لایه{3}}سرویس را از دست می‌دهند. برای پیوندهای ساده از نقطه-به-این ممکن است قابل قبول باشد. برای شبکه‌های چند سرویس{7} پیچیده معمولاً اینطور نیست.

نرخ بیت استاندارد OTN چیست؟

استاندارد G.709 چندین کانتینر با نرخ ثابت تعریف می‌کند: OTU1 (~2.7 گیگابیت در ثانیه)، OTU2 (~10.7 گیگابیت در ثانیه)، OTU3 (~43 گیگابیت در ثانیه) و OTU4 (~112 گیگابیت در ثانیه). فراتر از 100G، چارچوب OTUCn ظرفیت ماژولار n × 100 گیگابیت بر ثانیه را فراهم می کند. G.709.4 جدیدتر OTU25 و OTU50 را برای برنامه های حمل و نقل 5G اضافه می کند. ODUflex امکان تخصیص پهنای باند انعطاف پذیر متناسب با نرخ دقیق مشتری را فراهم می کند.

تفاوت بین OTN ویک فرستنده?

ترانسپوندر یک دستگاه سخت افزاری است که سیگنال های سرویس گیرنده را به طول موج های OTN{0}}تبدیل می کند (و بالعکس). OTN پروتکل و ساختار فریمی است که ترانسپوندر پیاده سازی می کند. به عبارت دیگر، ترانسپوندر تجهیزات است. OTN استانداردی است که از آن پیروی می کند.

نتیجه گیری

OTN لایه انتقال دیجیتال استاندارد شده ای است که شبکه های نوری را قابل مدیریت تر، انعطاف پذیرتر و برای حمل سرویس های ترکیبی در مقیاس مناسب تر می کند. با DWDM - نه به جای آن - کار می‌کند و کپسوله‌سازی ساختاریافته، تصحیح خطا، نظارت بر عملکرد، و خدمات چندگانه‌سازی را فراهم می‌کند که پیوندهای نوری خام فاقد آن هستند.

برای برنامه‌ریزان شبکه که گزینه‌های حمل‌ونقل را ارزیابی می‌کنند، سؤالات کلیدی این است که آیا به قابلیت مشاهده در هر سرویس نیاز دارید، آیا FEC{1}}دسترسی گسترده‌تری دارد، و آیا ترکیب ترافیک و مدل عملیاتی شما هوش حمل‌ونقل اضافه‌شده را توجیه می‌کند یا خیر. اگر پاسخ این سؤالات مثبت است، OTN متعلق به معماری شماست.

برای ادامه یادگیری در مورد زیرساخت فیبر که زیربنای حمل و نقل نوری است، راهنمای ما را بررسی کنیدفیبر تک حالته OS1 در مقابل OS2-, از دست دادن درج در مقابل از دست دادن بازگشت، وتجزیه و تحلیل عمیق فناوری OTN ما-.

منابع

• ITU{0}}T Recommendation G.709/Y.1331, "Interfaces for the Optical Transport Network (OTN)" -itu.int/rec/T-REC-G.709
• ITU{0}}توصیه G.872، "معماری برای شبکه حمل و نقل نوری (OTN)"
• اخبار ITU، "استانداردهای ITU قابلیت های شبکه حمل و نقل نوری را افزایش می دهد" (2021) -itu.int
• Ciena، "OTN در مقابل SONET/SDH: مقایسه تفاوت ها" -ciena.com
• ITU-T Study Group 15, OTN Tutorial -itu.int (PDF)
• VIAVI Solutions, "G.709 – The Optical Transport Network (OTN)" white paper -viavisolutions.com (PDF)