Rețea de transport optic

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare

În domeniul telecomunicațiilor, rețeaua de transport optic (OTN) este o arhitectură a rețelei de transport pentru rețelele optice de telecomunicații bazate pemultiplexarea prin diviziune în lungime de undă (WDM).

Caracteristicile OTN sunt standardizate de ITU-T și sunt definite în principal de G.709 (aspecte funcționale ale interfeței de rețea), G.798 (modelul funcțional al nodului de rețea) și G.872 (arhitectura generală a rețea) net).

Descriere

Exemplu de pachet de fibre optice utilizat în rețelele OTN

Arhitectură

Arhitectura rețelei oferă un model capabil să descrie atât adaptarea directă a semnalului digital client într-un canal optic ( Optical Channel , OCh), cât și adaptarea preliminară a semnalului digital în cadrul unor structuri mai complexe și rate de biți prefixate ( Optical Transport Ierarhie sau OTH , ierarhie optică de transport), cu un mecanism similar cu cel al SDH . Modelul acoperă, de asemenea, cazul rețelelor DWDM existente de prima generație (denumite pre-OTN), oferind o adaptare optică simplă, fără funcționalitatea suplimentară pentru supravegherea rețelei.

Conform recomandării UIT-T G.872, funcționalitățile care trebuie furnizate de rețelele OTN sunt:

  1. transport ;
  2. multiplexare ;
  3. rutare ;
  4. supraveghere;
  5. controlul și verificarea performanței;
  6. supraviețuirea semnalelor clientului prin intermediul mecanismelor de protecție și regenerare optică.

Modelul nivelului digital

Intriga OTH

Standardele G.709 și G.798 definesc o structură de cadru în care să adapteze semnalul de intrare digital înainte de a-l converti înapoi într-un canal optic. Structura graficului este inspirată de cea adoptată pentru transmisiile pe SDH / SONET și identifică trei entități fundamentale, fiecare dintre acestea fiind asociată cu informații de serviciu pentru supravegherea și protecția rețelei :

  1. Unitatea de încărcare utilă a canalului optic , OPU, care constituie primul nivel de adaptare
  2. Unitatea de date cu canale optice , ODU, care este utilizată pentru rutare și transportarea semnalului la destinație
  3. Unitatea de transport cu canale optice , OTU, care constituie adaptarea finală înainte de conversia electro-optică.

Cadrul OTH este reprezentat în mod normal sub forma unei matrice formată din 4 linii de 4080 octeți fiecare. Ordinea temporală de transmisie este pe linii: mai întâi se transmit octeții de la 1 la 4080 din prima linie, apoi cei de la 1 la 4080 din a doua linie și așa mai departe.

Structura complotului OTH
1 7 8 14 15 16 17 ........... 3824 3825 ........... 4080
Rândul 1 Cuvânt de aliniere OTU deasupra capului OPU
deasupra capului
Sarcina utilă OPU OTU FEC
Rândul 2 LA
Rândul 3 ODU deasupra capului
Rândul 4 LA

Mecanismul de construcție al unui cadru OTH urmează un proces similar cu cel utilizat în SDH: semnalul digital al clientului constituie sarcina utilă a containerului OPU, în cadrul căruia este adaptat. Deoarece semnalul de intrare nu este în mod normal în fază cu cadrul OPU, punctul său de plecare nu va coincide, în general, cu primul octet util al sarcinii utile, ci va fi într-o poziție diferită, care este stocată în overhead-ul asociat . .

OPU este la rândul său adaptat, cu o procedură similară, în cadrul unui ODU.

ODU astfel obținut poate fi în continuare multiplexat cu un proces recursiv, devenind o parte a sarcinii utile a unui OPU și a ODU ierarhiei sale superioare. La sfârșitul acestui proces recursiv, ODU rezultat constituie OTU, cu adăugarea de octeți OTU overhead și, la sfârșitul cadrului, rezultatul procesării algoritmului de corectare a erorilor înainte (FEC) aplicat întregului textură.

Inserarea FEC este fundamentală deoarece, pe baza unui algoritm sofisticat Reed Solomon , permite detectarea și corectarea unui număr relativ mare de erori de linie în timpul recepției semnalului. În practică, acest lucru permite alungirea secțiunilor optice, deoarece erorile introduse de degradarea propagării și atenuarea mediului fizic pot fi compensate de FEC. În acest sens, introducerea unei structuri de tip OTH garantează o îmbunătățire în ceea ce privește utilizarea resurselor fizice ale rețelei.

Ierarhii de transport

Standardul asociază fiecărei entități o serie de rate de biți, cu toleranță relativă, care stabilesc o ierarhie și prevede posibilitatea multiplicării entităților unei ierarhii inferioare într-o entitate cu o ierarhie superioară, permițând astfel asocierea mai multor semnale digitale la același canal optic.fizician. Această ierarhie se numește Ierarhia Optică de Transport (OTH).

Există cinci niveluri de ierarhie, concepute pentru adaptarea optimă la principalele tipuri de semnale utilizate în rețelele de telecomunicații:

  • Nivel 0, cu rate la 1,2 Gb / s (potrivit pentru transportarea Gigabit Ethernet )
  • Nivel 1, cu o rată de 2,5 Gb / s (potrivit pentru transportul SDH de tip STM-16)
  • Nivelul 2, cu o rată de 10 Gb / s (potrivit pentru transportul SDH de tip STM-64 și Ethernet 10 gigabit )
  • Nivelul 3, cu rate la 40 Gb / s (proiectat pentru coloane vertebrale de mare capacitate, de fapt, înlocuiește SDH de tip STM-256)
  • Nivelul 4, cu o rată de 100 Gb / s (proiectat pentru coloane vertebrale de capacitate foarte mare, adecvat pentru transportul a 100 Gigabit Ethernet)

În plus față de aceste niveluri fixe ale ratei de biți, standardul definește, de asemenea, niveluri ierarhice flexibile pentru uz general. Aceste niveluri permit adaptarea și transportul semnalelor digitale generice la rate de biți nestandardizate sau nespecificate.

Mai detaliat, entitățile ierarhice prevăzute de standard sunt:

Ierarhia OTU
Tip OTU Rata de biți nominală Toleranţă
OTU1 2,666,057,143 kbit / s ± 20 ppm
OTU2 10.709.225,316 kbit / s
OTU3 43,018,413,559 kbit / s
OTU4 111.809.973,568 kbit / s
Ierarhia ODU-urilor
Tipul ODU Rata de biți nominală Toleranţă Notă
ODU0 1.244.160 kbit / s ± 20 ppm 1
ODU1 2.498.775,126 kbit / s
ODU2 10.037.273,924 kbit / s
ODU3 40,319,218,83 kbit / s
ODU4 104.794.445,815 kbit / s
Ierarhii speciale ale ratei de biți
ODU2e 10.399.525,316 kbit / s ± 100 ppm 2
ODUflex pentru semnale de rată de biți constante 239/238 × rata de biți a semnalului max. ± 100 ppm 3
ODUflex pentru semnale mapate GFP-F A se vedea nota 4 max. ± 20 ppm 3

Notă:

  1. Un ODU0 este transportat pe un ODU1, ODU2, ODU3 sau ODU4
  2. Un ODU2e este transportat pe un ODU3 sau un ODU4
  3. Un ODUflex este transportat pe un ODU2, ODU3 sau ODU4
  4. Corespondența dintre rata de biți a ODUflex și rata de biți a semnalului de intrare este determinată de o serie de formule matematice
Ierarhia OPU
Tipul OPU Rata de biți nominală Toleranţă
OPU0 1.238.954,310 kbit / s ± 20 ppm
OPU1 2.488.320.000 kbit / s
OPU2 9.995.276,962 kbit / s
OPU3 40.150.519,322 kbit / s
OPU4 104.355.975,330 kbit / s
Ierarhii speciale ale ratei de biți
OPU2e 10.356.012,658 kbit / s ± 100 ppm
OPUflex pentru semnale de rată de biți constante rata de biți a semnalului max. ± 100 ppm
OPUflex pentru semnale mapate prin GFP-F 239/238 × rata de biți a ODUflex max. ± 20 ppm

Modelul nivelului optic

În modelul general al OTN, semnalul digital, care poate fi de tip nativ (SDH, Gigabit Ethernet , canal Fiber sau orice alt tip de semnal) sau preadaptat într-o structură OTH, este asociat cu un canal optic : această operațiune implică, de obicei, și conversia semnalului în sine din electric în optic. Informațiile generale sunt asociate cu fiecare OCh pentru monitorizarea și gestionarea stratului de transport fizic.

OTN pre-OTN
OTN complet
SDH, GbE, MPLS, ATM, IP, ....
Nivel digital OPU OTN redus
ODU SDH, GbE
SDH, GbE
SAU TU
Nivel optic A λ n x λ OSC Pre-OTN
Optic
Fizic
Secțiune (OPS)
n x Canal optic (OCh) OCh deasupra capului
Secțiune multiplexă optică (OMSn) OMS peste cap
Secțiunea de transmisie optică (OTSn) OTS peste cap
OTM-0 OTM-n (n> 1) Pre-OTN

OCh-urile care împărtășesc aceeași cale sunt apoi multiplexate împreună, conform tehnicii DWDM, pentru a constitui o secțiune multiplexă optică (OMS), care construiește entitatea de transport între nodurile terminale unde OCh-urile individuale, adică λ unic, sunt terminate la returnează semnalul digital original. OMS poate fi, de asemenea, asociat cu informații generale pentru monitorizarea și protecția întregii secțiuni, adică a întregului flux multiplexat.

Informațiile generale ale OCh individuale și ale OMS sunt transmise pe o lungime de undă separată a serviciului (în afara benzii aeriene care constituie canalul de servicii optice sau OSC).

Transportul fizic al semnalului multiplexat între două noduri adiacente este modelat prin secțiunea de transmisie optică (OTS), care este compusă din OMS plus informațiile specifice aeriene pentru monitorizarea și protejarea rutei fizice. Această entitate funcțională este, de asemenea, asociată cu funcțiile de regenerare a semnalului de tip 3R ( reamplificare, remodelare și redimensionare, adică re-amplificare a semnalului, regenerare a formei de undă și resincronizare la rata de biți nominală). De asemenea, o parte din OTS este OSC care conține cheltuielile generale ale OCh, OMS și OTS în sine.

Semnalul general transmis fizic prin rețea, care va fi compus în cele din urmă λ plus OSC, este denumit modulul de transport optic (OTM) de comandă , prescurtat în OTM-n.

În cazul degenerat în care fluxul multiplexat este constituit dintr-un singur λ - care nu poate fi chiar „colorat”, care nu necesită multiplexare DWDM - OCh, OMS și OTS coincid substanțial și sunt considerate ca o singură entitate, secțiunea fizică optică (OPS, secțiunea fizică optică). În această configurație, semnalul final transmis este denumit OTM-0.

Modelul este, de asemenea, capabil să acopere sisteme DWDM preexistente (așa - numitele sisteme pre-OTN ), definite ca acelea pentru care semnalul de intrare nu suferă nicio prelucrare sau se adaugă informații aeriene, dar este direct multiplexat în DWDM o conversie electro-optică sau o transpunere a frecvenței optice („colorarea” semnalului).

Interfețe IrDI și IaDI

Spre deosebire de nivelul digital, pentru nivelul optic standardul nu oferă ierarhii și nici nu fixează valori pentru numărul de λ asociat cu un OTM. Cu toate acestea, se face distincția între transportul într-un domeniu de rețea (de exemplu, în cadrul rețelei aceluiași operator) și transportul între rețelele operatorilor diferiți. În acest scop, standardul definește conceptele de interfață intra-domeniu (IaDI) și respectiv interfață inter-domeniu (IrDI).

Pentru interfețele de tip IrDI, pe lângă definirea caracteristicilor de compatibilitate la nivel fizic, sunt definite și OTM-uri particulare, caracterizate prin regenerare de tip 3R la ambele capete, printr-un număr prestabilit de λ și prin funcționalitate redusă, adică fără „OSC și fără posibilitatea utilizării informațiilor aferente pentru monitorizarea optică a nivelului. Legislația în acest scop definește următoarele clase de interfețe:

  1. OTM-0.m, unde se referă la ierarhia OTU transportat. Acest tip de interfață este caracterizat printr-un singur λ necolorat (fără multiplexare la nivelul DWDM), adică printr-un singur canal optic.
  2. OTM-nr.m, unde este numărul de λ care alcătuiește fluxul multiplexat, indică faptul că este o funcționalitate redusă OTM, este un număr sau o combinație de numere care rezumă ierarhia OTU sau ierarhiile purtate. De exemplu, OTM-16r.24 indică o interfață cu funcționalitate redusă (fără OSC), compusă dintr-un flux DWDM cu 16 λ, adică 16 canale optice, dintre care unele poartă OTU2, iar restul poartă OTU4. Pentru această clasă, standardul stabilește valorile = 16 și = 32, adică are doar 16 și 32 de interfețe de canal.
  3. OTM-0.mvn, unde se referă la ierarhia OTU transportat, indică faptul că fiecare OTU este împărțit în mai multe λ fiecare reprezentând o bandă (transport cu mai multe benzi ) e indică numărul de benzi utilizate pentru fiecare OTU. „0” indică faptul că interfața poartă o singură entitate de transport (o singură OTU). Pentru această clasă, standardul stabilește perechile de valori ( = 3, = 4) și ( = 4, = 4) corespunzând respectiv unui OTU3 transportat pe 4 λ și unui OTU4 transportat pe 4 λ.

Pentru interfețele de tip IaDI, regenerarea de tip 3R nu este obligatorie, dar, pe de altă parte, OTM-ul utilizat este funcționalitate completă, adică OSC este prezent și, prin urmare, este posibil să monitorizezi și să gestionezi nivelul optic prin informațiile generale. Există o singură clasă de interfețe, numită OTM-nm, unde este numărul de λ care alcătuiește fluxul multiplexat e este un număr sau o combinație de numere care rezumă ierarhia sau ierarhiile OTU transportate, similar clasei OTM-nr.m. Standardul nu stabilește valori preferențiale nici pentru n, nici pentru m, lăsând astfel libertatea completă de combinație în cadrul fiecărui domeniu de rețea.

Standard de referință

Arhitectura rețelei

  • UIT-T G.871 (10/00): Cadru pentru recomandări privind rețeaua de transport optic
  • UIT-T G.872 (11/01): Arhitectura rețelelor optice de transport , amendamentul 1 (12/03) , rectificarea 1 (01/05)
  • UIT-T G.873.1 (03/06): Rețea de transport optic (OTN): protecție liniară

Aspecte funcționale

  • UIT-T G.709 / Y.1331 (12/09): Interfețe pentru rețeaua de transport optic (OTN)
  • UIT-T G.798 (12/06): Caracteristicile blocurilor funcționale ale echipamentelor de rețea de transport optic , amendamentul 1 (12/08) , rectificarea 1 (01/09)

Aspecte de gestionare a rețelei

  • UIT-T G.874 (03/08): Aspect de gestionare a recomandărilor rețelei de transport optic
  • UIT-T G.874.1 (01/02): Rețea de transport optic (OTN): Model de informații de gestionare a protocolului neutru pentru vizualizarea elementului de rețea

Interfețe fizice

  • ITU-T G.692 (1998): Interfețe optice pentru sisteme multicanal cu amplificatoare optice
  • UIT-T G.959.1 (11/09): Interfețe de strat fizic ale rețelei de transport optic

Notă


linkuri externe