DWDM ja OTN ovat kaksi aallonpituusjakoisen siirtotekniikan viime vuosina kehittämää teknistä järjestelmää: DWDM:ää voidaan pitää aiempana PDH:na (point-to-point transmission), ja online- ja offline-palvelut suoritetaan ODF:ssä kovien hyppyjohtimien kautta; OTN on kuin SDH (variable types of Networking), ja siinä on ristikytkentätoiminto (olipa kyseessä sitten sähköisen tai optisen kerroksen ristikytkentä).
Koska ALL IP -prosessi kiihtyy jatkuvasti, OTN on tällä hetkellä valtavirta laitteita valittaessa verkon rakentamisen alkuvaiheessa riippumatta siitä, onko kyseessä kansallinen, maakunnallinen runkoverkko vai paikallinen WDM-verkkojärjestelmä. OTN-laitteet ovat vähitellen korvanneet DWDM-laitteet ainutlaatuisilla eduillaan (samanlainen kuin SDH-laitteet korvaavat PDH-laitteet). Uutena teknologiana ja tuotemuotona OTN:stä on tullut nykyisen teollisuuden painopiste. Tässä artikkelissa analysoidaan ja vertaillaan DWDM- ja OTN-laitteita sekä -teknologiaa.
1 DWDM:n ja OTN:n peruskäsitteet
Palveluvaatimusten ja rakeisuuden muuttuessa on välttämätöntä multipleksoida suuren rakeisuuden omaavia palveluita optisten kuitujen (yksi- tai kaksikuituisten) kautta ja jakaa ne sitten eri aallonpituuksiin pitkän matkan siirtoa varten. Aallonpituusjakoinen multipleksointitekniikka kehittyy ajan kuluessa.
DWDM on aallonpituusjakoinen multipleksointi (Wavelength Division Multiplexing), jossa eri aallonpituuksilla olevat optiset signaalit multipleksoidaan samaan kuituun siirtoa varten. WDM-tekniikka on erittäin kypsä perinteinen aallonpituusjakoinen tekniikka, jota on käytetty yli kymmenen vuotta. Se voidaan jakaa kahteen spesifikaatioon: harva aallonpituusjakoinen multipleksointi (CWDM), jossa on suuri aallonpituusväli (20 nm); tiheä aallonpituusjakoinen multipleksointi (DWDM), jossa on pieni aallonpituusväli (alle tai yhtä suuri kuin 0,8 nm). CWDM:n lyhyen siirtoetäisyyden vuoksi suuri määrä DWDM-laitteita on käytössä eri operaattoreiden olemassa olevissa siirtoverkoissa.
Avoin DWDM-järjestelmä koostuu seuraavista osista: OTM suorittaa optisen linjan pääteaseman palvelun lastauksen ja purkamisen, OA suorittaa multipleksoidun signaalin puhtaan optisen relevahvistuksen optisen linjan vahvistusasemalle, ja OTU suorittaa epästandardin aallonpituuden signaalivalon täyttääkseen standardin aallonpituuden signaalivalon G .694.1(2) aallonpituuden muunnosfunktion, OMU/ODU: suorittaa G.694.1(2) kiinteän aallonpituuden signaalivalon multipleksoinnin/demultipleksoinnin, OBA (tehovahvistin) parantaa yhdistetyn optisen signaalin tehoa lisäämällä , mikä lisää kunkin aallonpituuden lähtöoptista tehoa, ja OPA (esiviivitys) parantaa kunkin aallonpituuden vastaanottoherkkyyttä lisäämällä tulomultipleksoidun signaalin optista tehoa.
OTN on optinen siirtoverkko (Optical Transport Network), joka tunnetaan myös nimellä OTH (Optical Transport Hierarchy) ITU-T:ssä. Se kehitettiin perinteisen aallonpituusjaon pohjalta ja yhdisti DWDM:n ja SDH:n edut. Se yhdistää optisen ja sähköisen alueen prosessoinnin edut, tarjoaa valtavan siirtokapasiteetin, täysin läpinäkyvän päästä päähän -aallonpituus-/aliaallonpituusyhteyden ja kantoaaltotason suojauksen, ja se on erinomainen teknologia laajakaistaisten suurhiukkaspalveluiden siirtämiseen. Viimeisten viiden vuoden aikana operaattorit ovat ottaneet käyttöön OTN-laitteita laajassa mittakaavassa erilaisissa siirtoverkoissa.
2 DWDM:n ja OTN:n teknisten ominaisuuksien vertailu
Vaikka DWDM-järjestelmä parantaa huomattavasti optisten kuitujen lähetystehokkuutta ja tukee laaja-alaisten palveluiden siirtoa, aallonpituusjakotekniikan rajoitusten vuoksi aallonpituudet konfiguroidaan pisteestä pisteeseen -muodossa, eikä niitä voida säätää dynaamisesti. Resurssien käyttöaste ei ole korkea, eikä palveluiden säätöjoustavuus ole riittävä. Liiketoiminnan kulku on muuttunut, ja sen säätäminen on erittäin monimutkaista. DWDM-palveluiden välinen aikataulutus on pääasiassa fyysistä aikataulutusta ODF:ssä. Verkonhallinta valvoo vain optisen kerroksen suorituskykyä (verkonhallintatavuja on vähän ja verkonhallintatiedot ovat yksinkertaisia), ja vianetsintämenetelmiä on vähän ja ylläpito on vaikeaa.
OTN perii DWDM:n suuren kapasiteetin siirtotoiminnon ja sillä on joustavat optoelektroniset yhteisajoitus- ja suojausominaisuudet. ROADM-teknologian, OTH-teknologian, G.709-kapselointi- ja ohjaustason käyttöönoton ansiosta se ratkaisee perinteisten WDM-verkkojen ongelman, joissa ei ole aallonpituus-/aliaallonpituuspalveluiden ajoitusominaisuuksia. Heikko verkko-ominaisuus, heikko suojausominaisuus ja muita ongelmia. Sähköinen kerros toteuttaa ajoituksen aallonpituuksien (kuten GE, 2,5G, 10G, 40G, 100G-hiukkasten) perusteella, ja optisen kerroksen ajoitus perustuu pääasiassa 10G-, 40G- tai 100G-aallonpituuksiin ja korkeaan kaistanleveyden käyttöön. Sillä on runsaasti yleisrajabittejä ja sen OAM /P-toiminto on vahvempi kuin WDM:llä.
Lisäksi OTN:ää ja DWDM:ää voidaan käyttää yhteisesti optisella tasolla, erona on, että OTN:ssä on sähköisen tason alikehys. Siksi joihinkin olemassa olevan verkon DWDM-laitteisiin lisätään elektroniset ristikytkentäalikehykset ja päivitetään OTN:ksi.
3 DWDM- ja OTN-verkkojen vertailu
OTN:n ja DWDM:n sekaverkko menettää OTN:n edut (kehysrakenne eroaa perinteisestä WDM:stä, ja yhteydellä on vaikutusta).
Koska OTN-optinen ristikytkentä toteutetaan pääasiassa ROADM-moduulilla (jossa on WSS-kytkin), ROADM:n korkean hinnan vuoksi OM/OD- ja OADM-moduuleja käytetään rengasverkon ja ketjuverkon muodostamiseen OTN-verkoissa.
Ketjutetuissa verkoissa (kuten kaukoliikenteen runkolinjoissa) OTN:n edut eivät välttämättä tule täysin esiin suhteellisen kiinteiden välipalveluiden ja suojausmenetelmien vuoksi, mutta joissakin suhteissa on silti etuja (korkea kanavatehokkuus johtaa alhaisempiin kustannuksiin kuin perinteinen WDM). Nykyinen runkoverkko käyttää enimmäkseen DWDM:ää ja OTN:ää päällekkäiseen verkkoon.
Paikallisverkossa perinteisen WDM-tekniikan ei pitäisi pystyä tähän, koska palveluita on yhdistettävä usein, verkon rakennetta ja aikataulutusta muutetaan ja suojausmenetelmää on muutettava joustavasti. OTN-verkon käytön edut ovat itsestäänselvyyksiä.
OTN tarjoaa mahdollisuuden hallita jokaista aallonpituutta jokaisella kuidulla, ja OTN voi paremmin sopeutua tulevaan verkon kehitykseen.
4 DWDM- ja OTN-kantopalveluiden vertailu
OTN-verkon sähköisen ristiinkytkentäkyvyn kysyntä johtuu yksiaaltoisen 10G-nopeuden yleistymisestä. Kun kanava saavuttaa 10G:n nopeuden, sen OTU voi kuljettaa 4 * 2,5G:tä tai 8–9 GE:tä; DWDM käyttää pisteestä pisteeseen -menetelmää. Jos palvelukysyntä on pieni, OTU-investoinnit näyttävät olevan hukkaan heitettyjä. Tätä varten on tarpeen ottaa käyttöön ristiinkytkentätoiminto, joka on samanlainen kuin SDH DWDM:ssä, jotta OTN:n sähköistä ristiinkytkentätoimintoa voidaan kehittää.
OTN:llä on sähköinen ristiinkytkentäominaisuus eli kanavakohtainen alinopeusristiinkytkentäominaisuus (aivan kuten SDH:lla). Samanaikaisesti optinen ristikytkentä ja sähköinen ristikytkentä ovat toisistaan riippumattomia. Jos optinen ristikytkentäominaisuus on olemassa, mutta sähköistä ristikytkentää ei ole, tai sähköinen ristikytkentä on olemassa ilman optista ristikytkentää, sitä voidaan kutsua OTN:ksi.
Verkonrakennusmallien erojen (kustannukset, palvelupartikkelit ja virtaussuunta) vuoksi sähköistä ristiinkytkentämenetelmää käytetään enimmäkseen Kiinassa ja optista ristiinkytkentämenetelmää ulkomailla.
5 Johtopäätös
Yllä olevan analyysin ja vertailun perusteella voidaan nähdä, että OTN ja DWDM eroavat toisistaan merkittävästi teknologian ja sovellusten suhteen. Ristikytkentäkapasiteetin, palvelun rakeisuuden ja verkon joustavuuden näkökulmasta OTN on erittäin tehokas ja pystyy paremmin vastaamaan tulevaisuuden verkkojen ristikytkentätarpeisiin.
OTN-järjestelmän palvelusiirron läpinäkyvyyden, vahvan virheenkorjauskyvyn, joustavan optisen/sähköisen kerroksen aikataulutuskyvyn, kunnossapidon hallintakyvyn ja laitteistokapasiteetin skaalautuvuuden (80 * 100G-laitteita on nyt kaupallistettu) ansiosta erilaiset siirtoverkot OTN-laitteiden käyttöönotto on tullut väistämättömäksi.
Julkaisuaika: 25.10.2022