DWDM и OTN — это две технические системы, разработанные в последние годы на основе технологии передачи с разделением по длинам волн: DWDM можно рассматривать как предшественницу PDH (передача «точка-точка»), где онлайн- и офлайн-сервисы предоставляются через ODF с помощью аппаратных перемычек; OTN похожа на SDH (различные типы сетей) и имеет функцию кросс-соединения (будь то кросс-соединение электрического или оптического уровней).
В условиях непрерывного ускорения процесса внедрения IP-технологий, в настоящее время, независимо от национальной магистральной сети, провинциальной магистральной сети или локальной сети WDM, OTN является основным выбором оборудования на начальном этапе построения сети. Оборудование OTN постепенно вытесняет оборудование DWDM благодаря своим уникальным преимуществам (аналогично тому, как оборудование SDH заменяет оборудование PDH). Как новая технология и новая форма продукта, OTN стала предметом пристального внимания современной отрасли. В данной статье будет проведен анализ и сравнение оборудования и технологий DWDM и OTN.
1. Основные понятия DWDM и OTN.
В связи с изменением требований к услугам и их детализацией, возникает необходимость мультиплексирования услуг с высокой детализацией по оптическим волокнам (одноволоконным или двухволоконным) и последующего разделения их на различные длины волн для передачи на большие расстояния. Технология мультиплексирования с разделением по длинам волн появилась в соответствии с требованиями времени.
DWDM (Wavelength Division Multiplexing) — это мультиплексирование с разделением по длинам волн, при котором оптические сигналы разных длин волн передаются по одному и тому же волокну. Технология WDM — это очень зрелая традиционная технология разделения по длинам волн, существующая уже более десяти лет. Она может быть разделена на две спецификации: разреженное мультиплексирование с разделением по длинам волн (CWDM) с большим интервалом длин волн (20 нм); плотное мультиплексирование с разделением по длинам волн (DWDM) с малым интервалом длин волн (менее или равно 0,8 нм). Из-за малой дальности передачи CWDM, большое количество устройств DWDM развернуто в существующих сетях передачи различных операторов.
Открытая система DWDM состоит из следующих частей: OTM выполняет загрузку и выгрузку сервиса для оптической линейной терминальной станции, OA выполняет обработку чисто оптического релейного усиления мультиплексированного сигнала для оптической линейной усилительной станции, а OTU выполняет преобразование нестандартного светового сигнала с длиной волны в соответствии с функцией преобразования стандартного светового сигнала с длиной волны согласно G.694.1(2), OMU/ODU: выполняет мультиплексирование/демультиплексирование светового сигнала с фиксированной длиной волны согласно G.694.1(2), OBA (усилитель мощности) повышает мощность объединенного оптического сигнала за счет увеличения, тем самым увеличивая выходную оптическую мощность каждой длины волны, и OPA (предварительное усиление) повышает чувствительность приема каждой длины волны за счет увеличения оптической мощности входного мультиплексированного сигнала.
OTN (Optical Transport Network) — это оптическая транспортная сеть, также известная как OTH (Optical Transport Hierarchy) в ITU-T. Она была разработана на основе традиционного разделения длин волн и объединила преимущества DWDM и SDH. Она интегрирует преимущества обработки в оптической и электрической областях, обеспечивает огромную пропускную способность, полностью прозрачное сквозное соединение по длинам волн/субволновым диапазонам и защиту на уровне несущей, и является превосходной технологией для передачи широкополосных услуг с большими объемами данных. За последние пять лет операторы широко внедрили оборудование OTN в различных сетях передачи данных.
2. Сравнение технических характеристик DWDM и OTN.
Несмотря на то, что система DWDM значительно повышает эффективность передачи по оптическим волокнам и поддерживает передачу услуг с высокой степенью детализации, из-за ограничений технологии разделения длин волн, конфигурации длин волн осуществляются в режиме «точка-точка» и не могут динамически регулироваться. Коэффициент использования ресурсов невысок, а гибкость настройки услуг недостаточна. Изменились бизнес-процессы, и настройка становится очень сложной. Планирование между услугами DWDM в основном осуществляется физически на оптическом волокне (ODF). Сетевое управление ограничивается мониторингом производительности оптического уровня (количество байтов сетевого управления невелико, а информация о сетевом управлении проста), методов устранения неполадок мало, а техническое обслуживание сопряжено с высокими трудностями.
OTN наследует функцию передачи больших объемов данных DWDM и обладает гибкими возможностями оптоэлектронного совместного планирования и защиты. Благодаря внедрению технологий ROADM, OTH, инкапсуляции G.709 и плоскости управления, она решает проблему традиционных сетей WDM, в которых отсутствуют возможности планирования услуг на основе длин волн/субволновых интервалов, а также проблемы слабой сетевой и защитной способности. На электрическом уровне планирование осуществляется на основе субволновых интервалов (таких как GE, 2.5G, 10G, 40G, 100G), а на оптическом уровне — в основном на длинах волн 10G, 40G или 100G, что обеспечивает высокую эффективность использования полосы пропускания; она обладает большим объемом служебных данных, а ее функция OAM/P более эффективна, чем у WDM.
Кроме того, OTN и DWDM могут использоваться совместно на оптическом уровне, разница заключается в том, что OTN имеет подкадр электрического уровня. Поэтому некоторые устройства DWDM в существующих сетях модернизируются с помощью электронных кросс-коммутационных подкадров до версии OTN.
3. Сравнение сетей DWDM и OTN
Смешанное использование сетей OTN и DWDM приведет к потере преимуществ OTN (структура кадра отличается от традиционной WDM, и это повлияет на качество соединения).
Поскольку оптические кросс-коммутаторы OTN в основном реализуются с помощью модуля ROADM (с установленным коммутатором WSS), учитывая высокую стоимость ROADM, для формирования кольцевой и цепной сети в сетях OTN используются модули OM/OD и OADM.
В сетях с цепочками (например, в магистральных линиях связи большой протяженности) преимущества OTN не всегда проявляются в полной мере из-за относительно фиксированных промежуточных услуг и методов защиты, но в некоторых аспектах преимущества все же есть (высокая эффективность канала приводит к снижению затрат по сравнению с традиционным WDM), в современных магистральных сетях для наложения сетей в основном используются DWDM и OTN.
В случае локальной сети, где требуется частое подключение сервисов, частые изменения и планирование сетевой структуры, а также гибкая адаптация методов защиты, традиционные WDM-сети не могут этого обеспечить. Преимущества использования OTN-сетей очевидны.
Технология OTN обеспечивает возможность управления каждой длиной волны на каждом волокне, и OTN может лучше адаптироваться к будущему развитию сети.
4. Сравнение услуг передачи данных DWDM и OTN.
Потребность в электрических кроссоверах OTN обусловлена появлением одноволновой скорости 10G. Когда канал достигает 10G, его OTU может передавать 4*2,5G или от 8 до 9 GE; DWDM использует метод "точка-точка". Если спрос на услуги невелик, инвестиции в OTU оказываются неэффективными. В связи с этим необходимо ввести функцию кросс-коммутации, аналогичную SDH, в DWDM, чтобы развить функцию электрической кросс-коммутации OTN.
OTN обладает возможностью электрического кроссовера, то есть возможностью кроссовера на субскоростных каналах (подобно SDH). В то же время оптический и электрический кроссовер независимы друг от друга. Если есть возможность оптического кроссовера, но нет электрического, или электрический кроссовер без оптического, то это можно назвать OTN.
Из-за различий в моделях построения сети (стоимость, тип обслуживаемых частиц и направление потока) в Китае чаще используется метод электрического кроссовера, а за рубежом — метод оптического кроссовера.
5. Заключение
На основе проведенного анализа и сравнения видно, что OTN и DWDM существенно различаются по технологиям и применению. С точки зрения пропускной способности межсетевых соединений, детализации услуг и гибкости сети, OTN является очень мощным инструментом и лучше отвечает потребностям будущих сетей в области межсетевых соединений.
Благодаря прозрачности передачи данных в системе OTN, мощным возможностям коррекции ошибок, гибкой системе планирования оптического/электрического уровней, возможностям управления техническим обслуживанием и масштабируемости оборудования (оборудование 80*100G уже коммерциализировано), внедрение оборудования OTN в различные сети передачи данных стало неизбежным.
Дата публикации: 25 октября 2022 г.