Was ist OTN-Netzwerkverzögerung?

Was ist Verzögerung?

In einem Kommunikationssystem ist die Verzögerung ein kritischer technischer Index, der sich auf die Zeitspanne bezieht, die für die Datenübertragung von einem Netzwerkgerät zu einem anderen im Netzwerk benötigt wird.

Die Verzögerung besteht hauptsächlich aus drei Teilen: Übertragungsverzögerung, Ausbreitungsverzögerung und Verarbeitungsverzögerung.

• Übertragungsverzögerung: Die Zeit, die vom Beginn der Eingabe der Originaldaten am sendenden Ende des Netzwerkgeräts bis zur vollständigen Übertragung im Übertragungsmedium vom sendenden Ende vergeht. Die Größe dieser Verzögerung hängt von der Datenmenge, der Kanalbandbreite und der Verarbeitungsleistung des Netzwerkgeräts ab.
• Ausbreitungsverzögerung: Die Zeit, die benötigt wird, bis die Daten vom sendenden Ende gesendet werden, um am empfangenden Ende empfangen zu werden. Die Größe dieser Verzögerung hängt von der Übertragungsentfernung, dem Übertragungsmedium, der Anzahl zwischengeschalteter Netzwerkgeräte/Verarbeitungsleistung ab.
• Verarbeitungsverzögerung: Die Zeit, die ein Netzwerkgerät benötigt, um Informationen zu empfangen und diese auf die Originaldaten zu reduzieren. Diese Verzögerung hängt von der Verarbeitungsleistung des Netzwerkgeräts ab.

Wie berechnet sich die Verzögerung für die Datenübertragung von Netzwerkgerät 1 zu Netzwerkgerät 3?

Wie aus der Abbildung ersichtlich ist, ist es zur Verzögerungsberechnung immer noch in drei Teile unterteilt:

• Übertragungsverzögerung von Netzwerkgerät 1:

Die Zeit, die die zur Übertragung anstehenden Daten von A benötigen, beginnend mit ihrem Eingang auf der sendenden Seite von Netzwerkgerät 1 über den Zeitpunkt, zu dem sie von der sendenden Seite von Netzwerkgerät 1 ausgesendet werden, bis sie vollständig in die Übertragungsverbindung zwischen Netzwerkgerät 1 und Netzwerk eintreten Gerät 2.

Dieser Teil der Verzögerung wird stark von der Leistung des Netzwerkgeräts 1 beeinflusst. Bei hoher Verarbeitungsgeschwindigkeit ist die Übertragungsverzögerung gering.

• Die Daten durchlaufen Netzwerkgerät 2 und die Übertragungsverzögerung von Netzwerkgerät 1 zu Netzwerkgerät 3:

Dieser Teil der Verzögerung wird durch die Übertragungsentfernung, die Anzahl der Zwischengeräte im Netzwerk und die Verarbeitungsleistung beeinflusst. Daraus kann klar geschlossen werden, dass bei geringer Übertragungsentfernung die Anzahl der Zwischennetzwerkgeräte geringer ist und die Verarbeitungsleistung der Zwischennetzwerkgeräte schnell ist und die Übertragungsverzögerung gering ist.

• Verarbeitungsverzögerung der von Netzwerkgerät 3 wiederhergestellten Daten:

Dieser Teil der Verzögerung wird stark von der Verarbeitungsleistung des Netzwerkgeräts 3 beeinflusst. Wenn die Verarbeitungsgeschwindigkeit hoch ist, ist die Verarbeitungsverzögerung gering.

Was ist Verzögerung in OTN-Netzwerken?

Die Definition der Verzögerung in einem verallgemeinerten Kommunikationssystem wurde bereits erläutert. Wie groß ist dann die Verzögerung des OTN-Netzwerks?

Ein OTN-Netzwerk ist ein Kommunikationssystem, das verwendet OTN (Optisches Transportnetzwerk) Geräte als Netzwerkausrüstung und Glasfaser als Übertragungsmedium. Die Latenz eines OTN-Netzwerks ist die Zeit, die benötigt wird, um Daten vom OTN-Gerät auf der Sendeseite zum OTN-Gerät auf der Empfangsseite zu übertragen.

Wie bei Allzweck-Kommunikationssystemen besteht die Latenz eines OTN-Netzwerks aus drei Komponenten: Übertragungsverzögerung, Ausbreitungsverzögerung und Verarbeitungsverzögerung.

Nachfolgend finden Sie ein typisches Diagramm zur Zusammensetzung und Verzögerungsverteilung eines OTN-Netzwerksystems.

Übertragungsverzögerung

Die Übertragungsverzögerung ist die Zeit, die die Rohdaten benötigen, um auf der sendenden Seite des OTN-Geräts einzutreffen, von der sendenden Seite ausgesendet zu werden und bis sie vollständig in der Leitungsfaser sind.

Die Rohdaten durchlaufen auf der sendenden Seite des OTN-Geräts die folgenden zwei Hauptverarbeitungsabläufe, bevor die Daten zur Übertragung an die Leitungsfaser gesendet werden können.

1. Über die LKW-OTU (Optical Transponder Unit), die in OTN-Geräte umgewandelt wurde, können die Daten übertragen werden. OTU verarbeitet Daten mit einer momentanen Verzögerung in der Größenordnung von 10 μs bis 100 μs.

2. Durch den Checkpoint – WDM erreicht eine faserkombinierte Übertragung mehrerer optischer Datensignale. Die momentane Verzögerungszeit, die die Kombinations-/Aufteilungseinheit für die Verarbeitung der Daten benötigt, liegt in der Größenordnung von ns.

Ausbreitungsverzögerung

Die Ausbreitungsverzögerung ist die Zeit, die benötigt wird, bis Daten vom sendenden OTN-Gerät gesendet und vom empfangenden OTN-Gerät empfangen werden. Die vom sendenden OTN-Gerät gesendeten Daten werden hauptsächlich über Glasfaser übertragen. Die Verzögerung optischer Fasern liegt in der Größenordnung von 5 μs/km.

Da optische Signale in optischen Fasern Dispersionseffekte verursachen können, sind möglicherweise Dispersionskompensationsmodule erforderlich, um die durch die Dispersion verursachten Probleme zu kompensieren. Daher muss die Ausbreitungsverzögerung auch die durch die Dispersionskompensationsmodule verursachte Übertragungsverzögerung umfassen.

Wenn die Übertragungsentfernung groß ist, müssen Repeater (d. h. optische Verstärkungseinheiten) entlang des OTN-Netzwerks hinzugefügt werden, um die optischen Signale vor der Fortsetzung der Übertragung zu regenerieren und zu verstärken. Aus der obigen Analyse können wir erkennen, dass die Ausbreitungsverzögerung durch optische Fasern, Dispersionskompensationsmodule und optische Verstärkungseinheiten beeinflusst wird.

Verarbeitungsverzögerung

Die Größe der Verarbeitungsverzögerung hängt vom „empfangenden OTN-Gerät“ ab. Aus dem obigen „Zusammensetzungs- und Verzögerungsverteilungsdiagramm des OTN-Netzwerksystems“ können wir den Datenverarbeitungsprozess des Empfängers erkennen OTN-Gerät ist genau der umgekehrte Vorgang der Datenverarbeitung des sendenden OTN-Geräts.

Durch den Prüfpunkt (Multiplex-/Demultiplexeinheit) wird das gemultiplexte optische Datensignal in der Glasfaser in ein optisches Einkanal-Datensignal wiederhergestellt.

Über den LKW (OTU-Einheit) wird das einkanalige optische Datensignal in Originaldaten umgewandelt. Daher können wir davon ausgehen, dass die Verarbeitungsverzögerung mit der Übertragungsverzögerung übereinstimmt und hauptsächlich von der optischen Weiterleitungseinheit OTU und der Multiplex-/Demultiplexeinheit beeinflusst wird.

Daher können wir sehen, dass die OTN-Netzwerkverzögerung hauptsächlich von der Übertragungsverbindung (z. B. Glasfaser) und physischen Geräten (z. B. OTU-Einheit, Multiplex-/Demultiplex-Einheit und optische Verstärkungseinheit) beeinflusst wird.

Wie kann die Verzögerung des OTN-Netzwerks reduziert werden?

Wie wir wissen, erfordert das 5G-Netzwerk eine extrem geringe Verzögerung, und selbst die Ende-zu-Ende-Verzögerung des gesamten Netzwerks muss nur 1 ms betragen. Das OTN-Netzwerk als wichtiges Trägernetzwerk des 5G-Netzwerks geht im Allgemeinen von den beiden oben analysierten Faktoren Übertragungsverbindung und physisches Gerät aus, um die Verzögerung zu reduzieren und die Anforderungen des 5G-Netzwerks an extrem niedrige Verzögerungen zu erfüllen.

Methode 01 Übertragungsstrecke optimieren

Verwenden Sie ein minimalistisches Netzwerkarchitekturdesign, reduzieren Sie zwischengeschaltete Weiterleitungsknoten, reduzieren Sie zwischengeschaltete optische Verstärkungseinheiten, bauen Sie ein Single-Hop-Netzwerk auf und reduzieren Sie Übertragungsverzögerungen. Verwenden Sie eine kohärente optische Kommunikationstechnologie, die keine Dispersionskompensationsmodule benötigt und die durch Dispersionskompensationsmodule verursachte zusätzliche Übertragungsverzögerung eliminieren kann.

Kohärente optische Kommunikation bedeutet nicht, dass es sich bei dem Übertragungslicht um kohärente Lichtkommunikation handelt, und jedes optische Kommunikationssystem verwendet Laser. Dies liegt daran, dass das sendende Ende kohärente Modulation und das empfangende Ende kohärente Technologie zur Erkennung im kohärenten optischen Kommunikationssystem verwendet, weshalb es als kohärente optische Kommunikation bezeichnet wird.

Methode 02: Physische Geräte optimieren

• Optimieren Sie die OTU-Einheit und reduzieren Sie die durch die OTU-Einheit verursachte Verzögerung.
• Verwenden Sie einen RAMAN-Verstärker anstelle von EDFA, um die Verzögerung der optischen Verstärkungseinheit zu reduzieren.
• Nutzen Sie fortschrittliche optische Schichttechnologie, um direkte und schaltende optische Signale zu realisieren und die Anzahl der optisch-elektrischen-optischen Regenerationen zu reduzieren.