Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Пакетно-оптические транспортные сети. Технологии оптических транспортных сетей. Ч. 2. Учебное пособие
.pdf
2.2. Рекомендации МСЭ
Рисунок 2.3 - Сводка Рекомендаций МСЭ-Т по оптическим транспортным
сетям OTN
Теперь мы рассмотрим основные рекомендации МСЭ-T, которые
определяют OTN (рисунок 2.3). Рекомендация G.871 определяет "кадры для
оптической транспортной сети" и обеспечивает обзор различных рекомендаций.
Есть две рекомендации, описывающие архитектурные аспекты OTN: G.872
описывает слоистую структуру сети, включая объединения клиент / сервер,
топологию сети, мультиплексирование и передачу сигналов и маршрутизацию.
Вторая рекомендация G.873 определяет применение OTN, включая взаимосвязи
с другими сетями, переключение на резерв и линейное резервирование
(G.873.1). В рекомендации G.870 приведены термины, определения и
аббревиатуры, используемые в комплексе рекомендаций по OTN. Она может
рассматриваться как часть комплекса рекомендаций, посвященных
терминологии транспортных сетей. На основании структур и отображений
сигнала рекомендация G.709 описывает интерфейсы сетевого узла,
необходимые для включения взаимосвязи сетевых элементов OTN и
транспортировки клиентских сигналов в OTN [23]. Рекомендация G.709
определяет требования к сигналам оптического транспортного модуля порядка
"n" (Optical Transport Module — OTM n). Указанные требования обеспечивают
функционирование и управление оптическими сетями различной
топологической конфигурации: точка-точка, кольцо, ячеистая структура.
32
Интерфейсы, определённые в настоящей рекомендации, могут быть
использованы в качестве сетевых интерфейсов "пользователь-сеть" (UNI) и
интерфейсов сетевых узлов (NNI) оптической транспортной сети. Несколько
рекомендаций освещают физический уровень. Рекомендация G.959.1
обеспечивает спецификацию интерфейсов. В данной рекомендации
представлены спецификации физического слоя междоменного интерфейса
(interdomain interface — IrDI) оптической транспортной сети, которая может
применять мультиплексирование с разделением по длинам волн (wavelength
division multiplexing — WDM). Междоменные интерфейсы в пределах OTN
образуются однонаправленными одноканальными и многоканальными
линейными системами, работающими по принципу "точка-точка". Их
изначальная цель — дать возможность поперечно совместимым интерфейсам
перекрыть границу между двумя административными доменами.
Спецификации междоменных интерфейсов включают в себя варианты
применения для внутриофисных, коротких и длинных пролетов без линейных
усилителей. Данная версия рекомендации включает в себя одноканальные
интерфейсы вплоть до скорости оптического транспортного блока третьего
порядка (Optical Transport Unit — OTU3), равной 39,808 Гбит/с и
многоканальные интерфейсы, соответствующие OTL4.4 (OTL — Optical
Channel Transport Lane, или транспортная трасса оптического канала) с
приблизительной скоростью 27,952 Гбит/с. Рекомендация G.671 обеспечивает
аспекты передачи, связанные с компонентами для оборудования OTN.
Рекомендация G.664 описывает процедуры оптической безопасности и
требования. На основе рекомендации G.709 рекомендация G.798 описывает
функциональные характеристики оборудования, содержащего OTN уровни. В
дополнение рекомендации G.798, модели управления информацией для сетевых
элементов OTN описываются в рекомендации МСЭ-Т G.875.
Кроме того, рекомендация G.874 будет охватывать аспекты управления
оптическими сетевыми элементами (ONE), концентрируясь на функциях
наблюдения для управления неисправностями, управления конфигурациями и
мониторинга производительности независимо от клиента. Рекомендация G.8201
определяет параметры и характеристики ошибок для международных трактов
блоков данных оптического канала (Optical Data Unit — ODUk),
транспортируемых через OTN, как это описано в G.709. Индекс k обозначает
иерархический уровень блока. Хотя эта рекомендация конкретно
ориентирована на нормы для международных трактов ODUk, принципы
распределения норм могут быть применены к параметрам ошибок для трактов
ODUk при проектировании национальных или частных сетей. Рекомендация
G.8201 основывается на концепции измерений блоков с использованием кода
33
обнаружения ошибок (Error Detection Code —EDC). Рекомендация G.8201
рассматривает как измерения в процессе эксплуатации, т.е. без перерыва
работы, так и измерения с перерывом работы. В данной рекомендации в
дополнение к оценке состояния тракта рассматривается также мониторинг
тандемного соединения. Рекомендация G.8251 определяет максимальные
сетевые ограничения фазового дрожания (джиттера) и блуждания фазы
(вандера), т.е. значения, которые не должны превышаться. Нормируется также
минимальная аппаратурная стойкость к джиттеру и вандеру, которая должна
обеспечиваться на любых интерфейсах OTN. Требования к характеристикам
джиттера и вандера, которые определены в данной рекомендации, должны
соблюдаться, для того чтобы обеспечить удовлетворительные сетевые
характеристики и взаимодействие оборудования, произведенного различными
изготовителями. Рекомендация M.2401 рассматривает нормы на качественные
показатели и процедуры для подготовки к работе и для эксплуатации
международных трактов и секций многих операторов в пределах оптической
транспортной сети.
2.3. Уровни OTN-OTH
Рисунок 2.4 - Электрооптический и оптический уровни OTN
Все уровни (рисунок 2.4) оптической транспортной сети можно разделить
на два класса: электрооптический и оптический.
34
Рисунок 2.5 - Электрооптический уровень OTN
Электрооптический уровень состоит из трех функциональных
подуровней: OCh, ODU, OTU. Уровень OCh обеспечивает формирование
цифровых транспортных структур оптической транспортной иерархии через
генерацию блоков для упаковки информации пользователя: OPU, ODU, OTU
[17]. Также уровень OCh обеспечивает преобразование электрических сигналов
в оптические на передаче и обратную операцию на приеме с регенерацией
амплитуды, формы и длительности импульсов сигнала (функции 3R).
Рассмотрим компоненты структуры, представленной на рисунках 2.5 и 2.6.
OPUk (Optical Channel Payload Unit-k) — блок оптического канала
нагрузки порядка k, где k = 1, 2, 3. Эта циклическая информационная структура
используется для адаптации информации пользователя к транспортировке в
оптическом канале. Блок OPUk состоит из поля информационной нагрузки и
заголовка.
ODUk (Optical Data Unit-k) — блок данных оптического канала порядка k,
где k = 1, 2, 3. Эта информационная структура состоит из поля информации
OPUk и заголовка. ODUk-P (ODUk Path) — блок данных оптического канала
порядка k, поддерживающий тракт из конца в конец сети OTN. ODUk-T, ODUkTCM, ODUk Tandem Connection Monitoring — блок данных оптического канала,
поддерживающий наблюдение (мониторинг) парных (тандемных) соединений в
сети OTN. Один блок ODUk-T допускает поддержку мониторинга до шести
тандемных соединений.
35
OTUk (Optical Transport Unit-k) — оптический транспортный блок
порядка k, где k = 1, 2, 3. Эта информационная структура используется для
транспортировки ODUk через одно или больше соединений (кроссовые
соединения в узлах) оптических каналов. Блок OTUk определен в двух версиях
— OTUkV и OTUk. Он рекомендован к применению на локальных участках
OTN в полной и упрощенной формах исполнения. OTUkV характеризуется как
частично стандартизированная структура, рекомендуемая для применения в
составе оптического транспортного модуля ОТМ в полной форме исполнения.
OTUkV состоит из блока данных оптического канала, заголовка для управления
соединением оптического канала и поля исправления ошибок FEC. Блок OTUk
направляется на оптический модулятор, где формируются импульсные
оптические посылки на определённой волне излучения. Волны излучения
каждого OCh объединяются в оборудовании оптической секции
мультиплексирования OMS (Optical Multiplex Section).
Рисунок 2.6 - Структура соединения в сети OTN-OTH
Уровень оптического канала предполагает выполнение нескольких этапов
обработки поступающего сигнала пользователя: сначала из оптического
пользовательского сигнала выделяют полезное содержимое и добавляют
заголовок OPU, затем добавляется заголовок ODU, который позволяет
контролировать соединение через сеть OTN по принципу «из конца в конец»
(E2E), далее добавляется заголовок OTU и проверочное поле для контроля за
ошибками. Сформированный электрический сигнал в транспондере
36
используется для модуляции светового луча, т.е. для формирования
оптического канала OCh (рисунок 2.6). Таким образом, оптический канал OCh
является связующим звеном для всех уровней.
Рисунок 2.7 - Оптический уровень OTN
Оптический уровень состоит из трех функциональных подуровней
(рисунок 2.7): OCh, OMS, OTS. Уровень оптического канала (ОСh)
обеспечивает соединение из конца в конец для прозрачной передачи различных
оптических сигналов клиента. Поэтому он обеспечивает соединение
оптических каналов для гибкой маршрутизации сети. Оптический канал
соответствует OTU в электрооптическом уровне. Он использует одну длину
волны, также называемую "λ", для транспортировки OTU. Уровень оптического
канала включает служебную информацию, которая передается в отдельном
оптическом канале, так называемый контролирующий оптический канал (OSC).
Этот оверхед обеспечивает надзорные функции для обеспечения операций на
уровне сети и функции управления, такие как соединения резервов, качества
обмена параметров службы и живучести сети. Это включает в себя оценку
качества передачи и передачу обнаружений и индикаций дефекта.
На уровне оптической секции мультиплексирования OMS-n производится
мультиплексирование/демультиплексирование n оптических каналов. Число
37
1 ≤ n ≤ 16 указывает на оптические частоты, рекомендованные для передачи
сигналов через волоконно-оптические линии в диапазоне 1260–1675 нм. В этом
диапазоне возможно группирование оптических частот блоками из n в модули
OTM-n для их последующей трансляции в оптических секциях OTS
(Optical Transmission Section).
На уровне оптической секции передачи OTS-n формируются и
расформировываются оптические транспортные модули OTM-n.m, OTM-nr.m,
OTM-0.m (Optical Transport Module). Индексы ОТМ определены для
обозначения различных вариантов построения интерфейсов [17].
Индекс «n» используется для обозначения максимального числа волн
передачи. Если n = 0, то это признак одной волны передачи.
Индекс «r» используется для обозначения упрощенных функций, в
частности ОТМ не содержит отдельный волновой сервисный канал передачи
заголовков.
Индекс «m» используется для обозначения иерархической ступени ОТН с
соответствующей скоростью передачи в варианте комбинирования скоростей.
Он является расширенным, по сравнению с индексом «k», обозначением
(m = 1, 2, 3, 12, 123, 23).
Индекс «k» используется для обозначения поддерживаемой
иерархической скорости ОТН. Так k = 1 соответствует скорости 2,7 Гбит/с,
k = 2 соответствует скорости 10.7 Гбит/с, k = 3 соответствует скорости
41.2 Гбит/с.
38
2.4. Способы восстановления оптического сигнала
Рисунок 2.8 - Способы восстановления оптического сигнала
При передаче оптических сигналов по оптоволокну происходит их
затухание. Для восстановления оптических сигналов предусмотрено три
способа:
- 1R - усиление (при этом усиливается как собственно сигнал, так и шум);
- 2R - восстановление формы импульсов (но без восстановления синхрони-
зации);
- 3R - полная регенерация (т.е. восстанавливаются и форма, и синхрони-
зация) (рисунок 2.8).
39
2.5. Пример оптической транспортной сети OTN
Рисунок 2.9 - Пример оптической транспортной сети OTN
На рисунке 2.9 показан пример оптической транспортной сети OTN.
Оборудование клиентского доступа (CA) отправляет клиентский сигнал,
например, сигнала уровня STM-N или Ethernet, в OPU и создает OTH
сигнал. Этот сигнал передается через OTN и прерывается в оборудовании
клиентского доступа. Для покрытия больших расстояний используются
линейные оптические усилители (OLA) для усиления оптического сигнала.
Оптический кросс или оптические мультиплексоры ввода / вывода
используются для переключения оптических каналов между различными
портами. Для переключения одного сигнала ODU, который представляет собой
электрический уровень, необходимо прекратить высокие уровни сигнала. Это
требует оптико-электрического преобразования, в том числе регенерации
3R. Для этой операции может использоваться электрический ODU кросс
подключения. После включения ODU электрооптическое преобразование
сигнала выполняется для создания оптического сигнала OTS. OTS с его
связанным заголовком прекращается в каждом сетевом элементе.
Оптический кросс или оптические мультиплексоры подключены только к
оптическому уровню. Они не выполняют оптико-электро-оптическое
преобразование. Поэтому только OMS должна быть прекращена. Если оптикоэлектрическое преобразование должно быть выполнено, весь оптический
раздел должен быть прекращен, в том числе оптический канал и OTU,
использующий электрическое ODU кросс-соединение.
40
2.6. Размещение клиентского сигнала и мультиплексирование оптических
каналов
Рисунок 2.10 - Размещение клиентского сигнала и мультиплексирование
оптических каналов
Клиентский трафик направляется в область полезной нагрузки и
добавляются байты заголовка. Это приводит к созданию блока полезной
нагрузки оптического канала (OPU). Следующий уровень базируется на основе
OPU. К OPU добавляются байты заголовка, байты для Tandem Connection
Monitoring (TCM) для создания блока данных оптического канала (ODU). ODU
вместе с байтами заголовка и байтами упреждающей коррекции
ошибок (FEC) представляют собой оптический транспортный блок
(OTU), последний электрический уровень. OTU затем преобразуется в
оптический канал с определенной длиной волны. Несколько длин волн
мультиплексируются (рисунок 2.10).
Ниже рассмотрены как секция мультиплексирования OMS,
так и секция передачи OTS. Дополнительные байты заголовка добавляются
для каждого оптического канала. Они не передаются на той же длине волны
оптического канала. Этот дополнительный канал называется контролирующим
оптическим каналом (OSC). Оптические каналы вместе с дополнительными
байтами заголовка образуют (OMS). Байты заголовка также передаются в OSC.
Для (OTS) байты заголовка добавляются еще раз. Они также передаются в
OSC. В OSC дополнительные OTM каналы связи передаются для целей
управления.
41
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]