OTN (Mạng truyền tải quang) là mạng truyền tải đường trục thế hệ tiếp theo dựa trên công nghệ WDM và được tổ chức trên lớp quang. Nói tóm lại, nó là một mạng truyền tải thế hệ tiếp theo dựa trên sự phân chia bước sóng.
Giới thiệu
OTN là một thế hệ mới của "hệ thống truyền tải kỹ thuật số" và "hệ thống truyền tải quang học" dựa trên công nghệ WDM và được tổ chức ở lớp quang học, là thế hệ tiếp theo của mạng truyền tải đường trục. OTN là một thế hệ mới của "hệ thống truyền tải kỹ thuật số" và "hệ thống truyền dẫn quang học" được chuẩn hóa bởi một loạt các khuyến nghị của ITU-T như G.872, G.709 và G.798, sẽ giải quyết các vấn đề của mạng WDM truyền thống với không có khả năng lập lịch dịch vụ theo bước sóng/bước sóng phụ, khả năng kết nối mạng yếu và khả năng bảo vệ yếu, v.v. OTN giải quyết hàng loạt vấn đề của các hệ thống truyền thống thông qua một loạt các giao thức, trải rộng trên miền điện truyền thống (vận chuyển số) và miền quang (vận chuyển tương tự ) và là một tiêu chuẩn thống nhất để quản lý các miền điện và quang.
OTN về cơ bản xử lý các dịch vụ ở mức bước sóng và nó nâng cấp mạng truyền tải lên giai đoạn mạng quang đa bước sóng thực sự. Nhờ sự kết hợp giữa xử lý miền quang và điện, OTN cung cấp dung lượng truyền dẫn lớn, kết nối bước sóng/bước sóng phụ hoàn toàn trong suốt từ đầu đến cuối và khả năng bảo vệ cấp nhà cung cấp dịch vụ, làm cho nó trở thành công nghệ tối ưu để cung cấp các dịch vụ băng thông rộng, chi tiết lớn.
Những lợi ích chính
Ưu điểm chính của OTN là nó hoàn toàn tương thích ngược, nó có thể xây dựng trên các chức năng quản lý SONET/SDH hiện có, nó không chỉ cung cấp tính minh bạch đầy đủ của các giao thức truyền thông hiện có mà còn cung cấp khả năng kết nối và kết nối đầu cuối cho WDM, nó cung cấp các thông số kỹ thuật cho các kết nối lớp quang cho ROADM và bổ sung khả năng tổng hợp và tiết kiệm bước sóng phụ. Khả năng liên kết và kết nối đầu cuối được xây dựng chủ yếu trên SDH và cung cấp một mô hình cho lớp quang.
Khái niệm OTN bao trùm cả mạng lớp quang và lớp điện, và công nghệ của nó kế thừa những ưu điểm kép của SDH và WDM, với các tính năng kỹ thuật chính được thể hiện trong:
1. Đóng gói tín hiệu nhiều khách hàng và truyền dẫn trong suốt
Cấu trúc khung OTN dựa trên ITU-TG.709 có thể hỗ trợ ánh xạ và truyền trong suốt các tín hiệu khác nhau của khách hàng, chẳng hạn như SDH, ATM, Ethernet, v.v. ITU-TG.sup43 cung cấp các đề xuất bổ sung cho các mức truyền trong suốt khác nhau cho các dịch vụ 10GE , trong khi đối với GE, 40GE, 100GE Ethernet, các dịch vụ mạng riêng Kênh sợi quang (FC) và các dịch vụ mạng truy cập Mạng quang thụ động Gigabit (GPON) Việc ánh xạ tiêu chuẩn hóa các khung này tới các khung OTN hiện đang được thảo luận.
2. Ghép kênh băng thông, chéo và cấu hình ở mức độ chi tiết lớn
OTN xác định độ chi tiết băng thông của lớp điện là đơn vị dữ liệu đường dẫn quang (O-DUK, k=0,1,2,3), nghĩa là ODUO (GE, 1000M/S) ODU1 (2.5Gb/s), ODU2 (10Gb /s) và ODU3 (40Gb/s) và độ chi tiết băng thông của lớp quang dưới dạng bước sóng, trái ngược với độ chi tiết lập lịch của VC-12/VC-4 cho SDH Độ chi tiết cấu hình, ghép kênh và ghép kênh OTN lớn hơn đáng kể, có thể cải thiện đáng kể khả năng thích ứng và hiệu quả truyền dẫn của các dịch vụ khách hàng dữ liệu băng thông cao.
3. Khả năng quản lý chi phí và bảo trì mạnh mẽ
OTN cung cấp khả năng quản lý mào đầu tương tự như SDH và cấu trúc khung OTN ở lớp đường dẫn quang OTN (OCh) tăng cường đáng kể khả năng giám sát kỹ thuật số của lớp này. Ngoài ra, OTN cung cấp 6 lớp Giám sát kết nối song song (TCM) lồng nhau, cho phép thực hiện phương pháp giám sát hiệu suất đồng thời từ đầu đến cuối và đa phân đoạn cho mạng OTN. Các công cụ quản lý phù hợp được cung cấp để truyền tải giữa các nhà điều hành.
4. Khả năng bảo vệ và kết nối mạng nâng cao
Sự ra đời của cấu trúc khung OTN, giao thoa ODUk và bộ ghép kênh và phân chia quang có thể cấu hình lại đa chiều (ROADM) đã nâng cao đáng kể khả năng kết nối mạng của các mạng truyền tải quang, thay đổi hiện trạng dựa trên băng thông lập lịch SDH VC-12/VC-4 và WDM cung cấp băng thông truyền tải dung lượng cao từ điểm tới điểm. Việc áp dụng công nghệ Forward Error Correction (FEC) đã làm tăng đáng kể khoảng cách truyền dẫn của lớp quang. Ngoài ra, OTN sẽ cung cấp các chức năng bảo vệ dịch vụ linh hoạt hơn dựa trên các lớp điện và quang, chẳng hạn như bảo vệ kết nối mạng con quang (SNCP) và bảo vệ vòng chia sẻ dựa trên lớp ODUk và kênh quang hoặc bảo vệ phân đoạn ghép kênh dựa trên lớp quang. nhưng công nghệ vòng chia sẻ vẫn chưa được tiêu chuẩn hóa.
Kịch bản ứng dụng
Các mạng quang thông minh dựa trên OTN sẽ cung cấp một giải pháp rất được mong đợi để truyền các dịch vụ băng thông rộng chi tiết lớn. Mạng truyền dẫn chủ yếu bao gồm mạng truyền dẫn trục liên tỉnh, mạng truyền dẫn trục nội tỉnh và mạng truyền dẫn đô thị (cục bộ), có thể được chia thành lớp lõi, lớp hội tụ và lớp truy cập. Ưu điểm lớn nhất của công nghệ OTN so với SDH là nó cung cấp khả năng lập lịch trình và truyền tải băng thông chi tiết lớn. Do đó, việc công nghệ OTN có được sử dụng ở các cấp độ mạng khác nhau hay không phụ thuộc vào kích thước của độ chi tiết băng thông của các dịch vụ lập lịch biểu chính. Theo trạng thái hiện tại của mạng, mức độ chi tiết chính của việc lập lịch trình ở lớp lõi của mạng truyền dẫn đường trục liên tỉnh, mạng đường trục nội tỉnh và mạng truyền dẫn tàu điện ngầm (cục bộ) nói chung là Gb/s trở lên, do đó, công nghệ OTN với những ưu điểm tốt hơn và khả năng mở rộng có thể được sử dụng để xây dựng các lớp này theo sở thích. Đối với mức độ hội tụ và truy cập của các mạng truyền tải đô thị (cục bộ), công nghệ OTN cũng được ưu tiên khi các hạt lập lịch chính đạt đến mức Gb/s.
1. Mạng truyền tải quang đường trục quốc gia
Với mạng và các dịch vụ dựa trên IP, sự phát triển của các dịch vụ mới và sự gia tăng nhanh chóng của người dùng băng thông rộng, lưu lượng IP trên các đường trục quốc gia đã tăng lên đáng kể và nhu cầu băng thông tăng theo cấp số nhân qua các năm. Các đường trung kế quốc gia WDM mang các dịch vụ đường dài PSTN/2G, dịch vụ đường dài NGN/3G, dịch vụ đường trục quốc gia Internet, v.v. Do số lượng lớn các dịch vụ vòng bi, đường trục quốc gia WDM có nhu cầu rất cấp thiết để bảo vệ các dịch vụ vòng bi.
Sau khi áp dụng công nghệ OTN, chế độ mang của IP đường trục quốc gia qua OTN có thể thực hiện bảo vệ SNCP, bảo vệ mạng vòng tương tự như SDH, bảo vệ mạng MESH và các phương pháp bảo vệ mạng khác, và khả năng bảo vệ của nó tương đương với SDH, hơn nữa, độ phức tạp của thiết bị và chi phí cũng giảm đi rất nhiều.
2. Mạng truyền dẫn quang đường trục nội tỉnh/vùng
Các bộ định tuyến đường trục nội tỉnh/khu vực thực hiện các dịch vụ giữa các văn phòng đường dài (NGN/3G/IPTV/Đường dây khách hàng lớn, v.v.). Thông qua việc xây dựng mạng truyền dẫn quang OTN đường trục cấp tỉnh/khu vực, có thể thực hiện truyền dẫn an toàn và đáng tin cậy các dịch vụ hạt lớn GE/10GE, 2.5G/10GPOS; mạng vòng, mạng vòng phức tạp và mạng MESH có thể được hình thành; mạng có thể được mở rộng theo yêu cầu; Có thể thực hiện lập lịch trình chéo và tiết kiệm dịch vụ theo bước sóng/bước sóng phụ và có thể cung cấp các dịch vụ đường dây riêng cho khách hàng lớn theo bước sóng/bước sóng phụ; các dịch vụ khác như STM-1/ 4/16/64SDH, mạng MESH, v.v. cũng có thể được thực hiện. 4/16/64SDH, ATM, FE, DVB, HDTV, BẤT CỨ, v.v.
3. Mạng lưới giao thông quang học/tàu điện ngầm/địa phương
Trong lớp lõi của mạng tàu điện ngầm, mạng truyền tải quang OTN có thể thực hiện việc truyền các dịch vụ băng thông rộng hạt lớn giữa bộ định tuyến hội tụ tàu điện ngầm, bộ định tuyến hội tụ mạng cục bộ C4 (trung tâm quận/huyện) và bộ định tuyến lõi tàu điện ngầm. Đối với các dịch vụ Ethernet, có thể thực hiện hội tụ lớp 2 để cải thiện việc sử dụng băng thông của kênh Ethernet; dịch vụ bước sóng/bước sóng phụ có thể được phân kênh để thực hiện truy cập dịch vụ đường truyền riêng bước sóng/bước sóng phụ; hoạt động băng thông có thể được thực hiện bằng cách thực hiện băng thông theo yêu cầu và mạng riêng ảo quang, v.v. Từ mạng nhóm, cấu trúc mạng của mạng truyền dẫn đô thị phức tạp cũng có thể được tổ chức lại, làm cho hệ thống phân cấp của mạng truyền dẫn rõ ràng hơn.
4、Xây dựng mạng lưới độc quyền
Với sự gia tăng nhu cầu về các ứng dụng mạng doanh nghiệp, các doanh nghiệp lớn, cơ quan chính phủ, v.v., cũng có nhu cầu lập lịch mạch chi tiết lớn, trong khi mạng riêng rất kém về tài nguyên sợi quang so với mạng của nhà cung cấp dịch vụ, sự ra đời của OTN không chỉ tăng tính linh hoạt lập lịch trình của các mạch hạt lớn mà còn tiết kiệm một lượng lớn tài nguyên sợi quang.
Trong lớp truy cập của MAN, với sự dịch chuyển xuống của thiết bị truy cập băng thông rộng, thiết bị truy cập DSLAM như ADSL2+/VDSL2 sẽ được sử dụng rộng rãi và đường lên GE sẽ được sử dụng; với số lượng người dùng đường dây chuyên dụng GE trong nhóm ngày càng tăng, số lượng giao diện GE cũng sẽ tăng lên với số lượng lớn. là phù hợp. Một số lượng lớn các dịch vụ GE cần được truyền đến BAS và SR của văn phòng đầu cuối. Sự kết hợp giữa OTN hoặc OTN + OCDMA-PON là một lựa chọn tốt hơn, điều này sẽ giúp tiết kiệm đáng kể mức tiêu thụ nhanh chóng tài nguyên sợi quang do kết nối sợi quang trực tiếp gây ra, đồng thời, OTN có thể được sử dụng để đạt được sự bảo vệ dịch vụ và nâng cao khả năng quản lý và khả năng hoạt động của tài nguyên băng thông của lớp truy cập của MAN.
Xu hướng phát triển
OTN là một công nghệ mới cho ứng dụng, nhưng sự phát triển của chính nó đã trưởng thành trong nhiều năm và ITU-T đã bắt đầu phát triển các tiêu chuẩn OTN từ năm 1998 và đến năm 2003, các tiêu chuẩn chính đã cơ bản hoàn thành, chẳng hạn như OTN logic giao diện G.709, giao diện vật lý OTN G.959.1, tiêu chuẩn thiết bị G.798, tiêu chuẩn jitter G.8251, bảo vệ G.873.1, v.v. Ngoài ra, ITU-T cũng đã hoàn thành việc phát triển các thông số kỹ thuật chính cho OTN -dựa trên các mặt phẳng điều khiển và quản lý.
Ngoài sự phát triển ngày càng tăng của các tiêu chuẩn, công nghệ OTN cũng đã phát triển nhanh chóng trong những năm gần đây về thiết bị và thiết bị đo kiểm. Các nhà cung cấp thiết bị vận chuyển chính thống thường hỗ trợ một hoặc nhiều loại thiết bị OTN. Ngoài ra, các nhà cung cấp thiết bị đo lường giao thông chủ đạo thường cung cấp thiết bị hỗ trợ OTN.
Với sự thúc đẩy mạnh mẽ để phát triển dịch vụ nhanh chóng và sự hoàn thiện ngày càng tăng của công nghệ OTN và việc triển khai, công nghệ OTN đã được áp dụng một phần trong các mạng thử nghiệm hoặc thương mại. Tại Hoa Kỳ và Châu Âu, các nhà khai thác mạng lớn hơn như Verizon và Deutsche Telekom đã thiết lập mạng G.709 OTN như một thế hệ nền tảng truyền dẫn mới. OTN dự kiến sẽ chứng kiến sự tăng trưởng lớn trong những năm tới.
Các nhà khai thác nước ngoài thường đưa ra những yêu cầu đáng kể về khả năng hỗ trợ các giao diện OTN trong mạng truyền tải của họ, trong khi các ứng dụng mạng thực tế lại bị chi phối bởi thiết bị ROADM, điều này chủ yếu liên quan đến các yếu tố như chi phí quản lý và bảo trì mạng cũng như quy mô mạng. Từ năm 2007, China Telecom, China Netcom trước đây và China Mobile Group đã tiến hành nghiên cứu và thử nghiệm ứng dụng công nghệ OTN, và một số mạng lưới tỉnh cũng đã triển khai một phần mạng thử nghiệm dựa trên công nghệ OTN, với thiết bị OTN dựa trên phân tần lớp điện. và thiết bị OTN dựa trên ROADM. thiết bị OTN. Do chi phí bảo trì ROADM cao so với hệ thống bảo trì hiện tại, ROADM chỉ được sử dụng trong các thử nghiệm quy mô nhỏ bởi một số nhà khai thác, trong khi thiết bị OTN dựa trên giao thoa lớp điện đã được sử dụng trên quy mô lớn bởi các nhà khai thác lớn như Trung Quốc Mobile, Telecom, Unicom và Broadcast, cũng như các mạng tư nhân lớn như Southern Power và Sinopec.
Là sự lựa chọn tốt nhất cho sự phát triển của công nghệ mạng lưới giao thông, có thể hy vọng rằng công nghệ OTN sẽ được sử dụng rộng rãi hơn trong tương lai gần, trở thành công nghệ được các nhà khai thác lựa chọn để tạo ra một nền tảng mạng tuyệt vời và mở rộng thị trường kinh doanh của họ.
