Пояснительная записка (1195006), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Такие модули могут мультиплексироваться.Появление “уплотняющей” технологии DWDM в оптоволоконной сети позволило увеличить один из ключевых параметров существующих волокон — полосупропускания. В итоге увеличилась скорость передачи данных, однако появиласьпроблема — управляемость трафика. Существующие стандартные системыDWDM имеют ограниченные возможности управления интегральным многоканальным сигналом, требуют значительных дополнительных усилий и средств длядетального контроля передаваемого потока.
В этом случае информация в волоконно-оптических линиях связи передаётся одновременно большим количествомсветовых волн. Сети DWDM работают по принципу коммутации каналов, приэтом каждая световая волна представляет собой отдельный спектральный канал инесет собственную информацию.Появление Оптической Транспортной Сети (OTN) позволило успешно совместить гибкость и надежность технологии SDH c широкой пропускной способностью, гарантируемой системами DWDM.
Таким образом, сеть OTN позволяетприменить лучшие черты технологии SDH, такие как управляемость, возможность администрирования, расширяемость и надежность к DWDM-сетям. Подобная структура сети описана в Рекомендации МСЭ-Т G.709 Network Node Interfacefor the Optical Transport Network (OTN). Этот стандарт (Digital Wrapper) переноситтехнологию SONET/SDH, работающую на одной длине волны, на шаг вперед кволновой многоканальности, а предлагаемый режим коррекции ошибок FEC(Forward Error Correction) в совокупности c гибкостью архитектуры оптическихсетей открывает возможность для уменьшения числа регенераторов сигнала и, какследствие, снижение затрат на внедрение и обслуживание сети.В связи c тем, что требования к пропускной способности сети увеличиваютсяcкаждым годом, за счет увеличения числа пользователей, а также различного рода16приложений, наиболее целесообразно использовать технологию OTN, как наиболее современную, высокоскоростную и эффективную систему передачи.1.7 Основные принципы работы OTNСеть OTN – это технологическая система передачи, обеспечивающая передачу речи, видеоинформации, данных и ЛВС на большие расстоянияcиспользованием оптоволоконного кабеля [5].
Система основывается на узлах,соединенных друг c другом по принципу «точка-точка» волоконно-оптическимиканалами, образуя двойное кольцо со встречными направлениями передачи данных. Такая топология, в сочетании cвстроенными возможностями защиты отсбоев, обеспечивает весьма высокую надежность системы.Основная задача, поставленная перед OTN, — совместить мультисервиснуюпередачу пакетизированных данных и системного трафика cуправлением и мониторингом любого из существующих оптических каналов, не несущих нагрузкина сеть.
Существует функция добавления заголовков к транспортным структурам, называемая Wraped Overhead (WOH), которая является адаптированной кDWDM версией строительства транспортных модулей STM. Благодаря этойфункции, стала реальной возможность контроля и управления клиентской сигнальной информацией.Основные характеристики, изначально заложенные в технологию OTN:-прозрачность для протоколов;-обратная совместимость со всеми существующими протоколами;-возможность использования FEC;-уменьшение затрат на регенерацию сигнала.Передача данных по сети может проходить как на достаточно разнородныхучастках, так и внутри одного оптического сегмента. Системы управления неспособны работать c чистым оптическим сигналом, не преобразованным в цифровой формат.17Стандарт МСЭ-Т G.709 определяет следующие функции интерфейсов оптической транспортной сети:-функционирование заголовков в многоканальной оптической сети;-создание структур оптической транспортной единицы (OTU);-обеспечение пропускной способности и маркировки информации.Модель сети OTN сходна c моделью SDH и приведена на рис.
1.6. Здесь фор-мируются оптические каналы (OCh), секция мультиплексирования (OMS) итранспортная секция (OTS).Рисунок 1.6 - Модель сети OTNПередача полезной нагрузки или клиентского сигнала транспортным потоком, организация которого представлена ниже (рис. 1.7).Рисунок 1.7 - Формирование структуры транспортного потока OTN18К данным (Client) добавляется заголовок (OH), образуя таким образом единицу нагрузки (OPU — Optical channel Payload Unit). Еще один OH добавляетсяк OPU, что составляет единицу данных (ODU — Optical channel Data Unit). Следующий OH и данные для FEC добавляются к ODU. В результате получаетсятранспортная единица оптического канала (OTU — Optical channel TransportUnit).
Последующее добавление заголовка создает “маркированный” оптическийканал (OCh), передаваемый на несущей определенного “цвета”. ДополнительныеOH могут быть добавлены к различным оптическим каналам для реализацииуправления маркированными каналами внутри транспортной сети. После этогоформируются секции мультиплексирования (OMS) и передачи (OTS).Результатом процесса формирования становится оптический канал OCh, приведенный на рис. 1.8 и содержащий полезную нагрузку (клиентский сигнал), заголовки различных уровней (структуры OH) и корректирующую информацию(FEC).Рисунок 1.8 - Структура оптического канала OTNЗаголовок, обеспечивающий управление и контроль за OTN, состоит из четырех подструктур: Единицы нагрузки (OPU), Единицы данных (ODU),Транспортной единицы (OTU) и маркера принадлежности кадра (FAS —Frame Alignment signal).
Данные (Client) или полезная нагрузка могут быть выражены в форме любого из существующих протоколов, например, SONET,SDH, Ethernet.19Тип передаваемых данных определяется cпомощью OPU, содержащей маркеры различных сигналов (рис. 1.9). Заголовок единицы нагрузки включает всебя идентификатор структуры данных (PSI — Payload Structure Identifier), имеющий идентификатор типа нагрузки (PT — Payload Type), и остаток заголовка,связанный cмаркировкой данных, например, “биты заполнения” (Justificationbits), используемые при асинхронной маркировке. Заголовки OPU могут добавляться и убираться только в точке формирования и расформирования единицы.Рисунок 1.9 - Формирование маркера полезной нагрузки оптического каналаПри мультиплексировании блоков ODU поле пользовательских данныхблока OPUk разбивается на трибутарные слоты (Tributary Slot, TS), в которыепомещаются данные блока OPUk-1 (рис. 1.10).20Рисунок 1.10 -Мультиплексирование блоков OTNВ OTN применяется процедура прямой коррекции ошибок (FEC), в которойиспользуются коды Рида-Соломона RS(255,239).
В этом самокорректирующемся коде данные кодируются блоками по 255 байт, из которых 239 байт являются пользовательскими, а 16 байт представляют собой корректирующий код.Коды Рида-Соломона позволяют исправлять до 8 ошибочных байт в блоке из 255байт, что является очень хорошей характеристикой для самокорректирующегокода. Применение кода Рида-Соломона позволяет улучшить отношение мощности сигнала к мощности шума на 5 дБ.
Этот эффект дает возможность увеличитьрасстояние между регенераторами сети на 20 км или использовать менее мощные передатчики сигнала.1.8 Выбор оборудования1.8.1 Основные компоненты транспортной оптической сетиОсновной целью создания оптических транспортных сетей является резкоеувеличение эффективности использования существующих и перспективныхволоконно-оптических линий связи (ВОЛС). Отклонение фактической скорости передачи данных от реально возможной пропускной способности существующих ВОЛС обусловлено физическими ограничениями передачи оптических импульсов.
Эти ограничения определяются хроматической и поляризационной дисперсиями в одномодовом кабеле. Для преодоления этого ограничения существуют методы мультиплексирования оптических сигналовcразделением по длине волны, известные как DWDM, и передачей оптическихсолитонов, то есть специальной формы оптических импульсов, которые за21счет большой энергии способны преодолевать уширение, вызываемое дисперсией.Основные компоненты среды DWDM в модели OTN [6]:-одномодовое стекловолокно, имеющее окна прозрачности стандартных волокон (согласно G.652, G.653, G.654, G.655) 1280-1360 нм и 1430-1580 нм (рис.1.11) и волокно типа All Wave, у которого сглажены выбросы затухания (указанные стекловолокна соответствуют рекомендациям по величине дисперсиив указанных диапазонах (от 3 до 20 пс / ( нм * км )));Рисунок 1.11 - Характеристика затухания одномодового оптического волокна по рекомендации ITU-T G.957-оптические усилители (полупроводниковые, эрбиевые, рамановские);-оптические мультиплексоры и демультиплексоры;-оптические переключатели и кроссовые коммутаторы;-оптические регенераторы;-компенсаторы дисперсионных искажений;-оптические фильтры и многие другие компоненты.В оптической транспортной сети могут быть образованы оптические тракты,которые используются для загрузки информационными сигналами различногопроисхождения (PDH: E1, E2, E3, E4; SDH: STM-N, VC-4/VC-3, ячейки ATM,22пакеты IP и так далее).
При этом каждый оптический тракт самостоятелен в организации, кроссовых переключениях, обслуживании (рис.1.12).Рисунок 1.12 - Электрические и оптические тракты в транспортнойоптической сетиДля каждого тракта выделяется отдельная оптическая несущая волна. Распределение волн приведено в рекомендации ITU-T G.692. Частотный интервалмежду волнами может составлять 1000 ГГц, 600 ГГц, 400 ГГц, 200 ГГц, 100 ГГц,50 ГГц, 25 ГГц. Оптическая секция мультиплексирования обеспечивает соединение/разделение этих волн.
В оптической секции образуется модуль cнесущимичастотами (n-несущих), который сопровождается сервисным оптическим сигналом. Оптическая секция ретрансляции – это участок между оптическими усилителями многоволновой сети. Пример конфигурации линейного оптического ретранслятора приведен ниже (рис.1.13).23Рис. 1.13 - Оптический ретранслятор1.8.2 Описание оборудования передовых компанийКомпания Связьтранснефть осуществляет строительство ВОЛС c использованием новейшего телекоммуникационного оборудования ведущих мировыхпроизводителей Ciena, Huawei, Cisco.
Данные поставщики занимаются производством как отдельного оборудования (транспондеров, мультиплексоров, фильтров и других устройств для организации сети), так и полномасштабных оптических платформ. В связи c тем, что в оптических платформах предусмотрены всесистемы для корректной работы линии связи (в частности системы управления,компенсаторы дисперсии, фильтры, источники питания, а также резервное оборудование) было принято решение об их рассмотрении в вариациях, предложенных ведущими производителями.Пакетная оптическая платформа производителя Ciena.Ciena 6500 объединяет комплексные возможности сетей Ethernet, TDM иWDM в одной платформе для экономичного предоставления имеющихся и новых услуг, от границы доступа до ядра магистральной сети [7].Платформа имеет 4 варианта полок, каждый из которых работает на одном итом же программном обеспечении cвзаимозаменяемыми печатными платами дляупрощения операций и экономии на запасных частях (рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
