Оптические транспортные сети

Оптические транспортные сети строятся из набора оптических сетевых элементов (Network Elements – NE), соединенных оптоволоконными каналами, способными обеспечить такие функции, как транспорт, мультиплексирование, маршрутизация, управление, контроль и живучесть каналов, по которым передаются сигналы.

Отличительной характеристикой OTN является ее способность транспортировать любой цифровой сигнал независимо от специфики клиента. Это обеспечивается тем, что граница OTN располагается между уровнем клиента и оптическим каналом таким образом, чтобы включить сервер-специфические процессы и исключить клиентские. В контексте структуры протокола такое разделение достигается за счет завертывания (wrapping) данных клиента в цифровой конверт из служебной (overhead – OH) информации. Поэтому стандарт ITU-T G.709, описывающий технологию OTN, часто называют Digital Wrapper (DW).

Транспортный уровень OTN разделяется на три составляющие. Его элементами являются оптические каналы (Optical Channel – OCh), секции оптического мультиплексирования (Optical Multiplexing Section layer – OMS) и секции оптической передачи (Optical Transmission Section layer – OTS). На каждом из уровней соединения между двумя конечными точками, называемые trail, содержат данные о вышележащем уровне, а также служебную информацию, необходимую для завершения дорожки и локализации ошибок.

В OTN определена иерархия сети, называемая иерархией оптической передачи (Optical Transport Hierarchy – OTH). OTN строится на базовых единицах, называющихся модулями оптической передачи (Optical Transport Module – OTM). OTN может объединять множество волновых каналов, каждый из которых способен работать с разной скоростью. Сегодня OTN, как правило, предоставляет две скорости передачи данных. Один интерфейс имеет пропускную способность 2,7 Gbps, что позволяет прозрачно передавать сигнал SDH/STM-16. Второй поддерживает 10,7 Gbps, что, в свою очередь, обеспечивает прозрачную передачу сигналов STM-64 или WAN-интерфейс 10 Gbps. Он может быть модифицирован таким образом, чтобы передавать также трафик LAN 10 Gbps, поступающий от коммутаторов и маршрутизаторов IP/Ethernet.

Рис. 2. Базовая транспортная структура OTN

Рассмотрим несколько подробнее, как выполняется процедура инкапсуляции клиентских данных (рис. 2). На первом этапе к ним добавляется некая порция служебной информации (OH), которая формирует Optical channel Payload Unit (OPU). Этот блок используется для поддержки различных клиентских сигналов. Он регулирует отображение (преобразование) множества клиентских сигналов и обеспечивает информацию о типе транспортируемого сигнала. Стандарт ITU-T G.709 на данный момент поддерживает как асинхронное, так и синхронное отображение клиентских сигналов на секцию полезной нагрузки.

Далее путем добавления к OPU второго набора OH образуется Optical channel Data Unit (ODU). Он позволяет пользователю осуществлять мониторинг парного соединения (Tandem Connection Monitoring – TCM), мониторинг пути (Path Monitoring – PM) и ряд других функций.

Наконец, к ODU добавляются третий набор служебных данных и информация для прямого исправления ошибок (без требования повторной передачи) FEC (Forward Error Correction), в результате чего получается Optical channel Transport Unit (OTU). Этот блок используется для поддержки транспортировки через один или более оптических каналов. Он также содержит в качестве своей части секцию выравнивания кадра FAS (Frame Alignment Section), информация из которой применяется в интересах функционирования сети.

Итак, подводя краткие итоги, можно утверждать, что оптическая транспортная сеть предназначена для обеспечения не только высоких скоростей передачи данных, но и гибкого и надежного администрирования. OTN позволяет управлять DWDM-сетями, применяющими для передачи несколько длин волн, столь же эффективно, как это выполняется в сетях SDH для одной длины волны. Кроме того, к числу основных преимуществ OTN можно отнести полную обратную совместимость с SDH и прозрачность для существующих коммуникационных протоколов, а реализация механизма FEC позволяет сетевым операторам использовать имеющиеся сети более эффективно.