100G OTN: будущая тенденция в построении магистральных сетей IDC

 

В сочетании с потребностями развития услуг IDC в ​​этом документе анализируется текущая ситуация с развитием 100G OTN (оптической транспортной сети), ключевые технологии, эксплуатация и обслуживание оборудования, а также другие аспекты. Компания считает, что строительство сети OTN 100G станет важным направлением развития будущего строительства магистральной сети вещания. 

Тенденция развития технологий IDC

 

Сегодня бурно развиваются новые технологии, такие как облачные вычисления и Интернет вещей. Кроме того, с постоянной популярностью пользователей фиксированного широкополосного доступа, масштабным развертыванием видеоуслуг высокой четкости и появлением большого количества широкополосных приложений потребность в полосе пропускания магистральных сетей передачи будет продолжать быстро расти. Статистика OIF показывает, что среднегодовые темпы роста трафика операторов сетевого ШПД намного превышают темпы роста их выручки. Операторы должны снизить стоимость передачи на единицу трафика, чтобы снизить давление на доходы. Повышение пропускной способности системы является наиболее эффективным средством снижения совокупной стоимости владения. После нескольких лет усилий стандарт 100G был завершен, и технология совершила прорыв. Основные производители оборудования выпустили продукцию 100G, и наступила эра 100G.

Анализ 100G Базовая технология OTNх годов

 

  • Технология модуляции линии 100G OTN

 Передача OTN на большие расстояния в основном ограничена следующими физическими ограничениями: OSNR, дисперсия, нелинейный эффект и PMD. Эти физические ограничения тесно связаны со скоростью сигнала модуляции. Чем выше частота модуляции, тем очевиднее влияние.

QPSK (квадратурная фазовая манипуляция) - лучший выбор для режима модуляции 100 Гбит / с, поскольку скорость передачи сигнала 100 Гбит / с составляет 112 Гит / с или выше. Если QPSK модуляция будет принята напрямую, к оптическим / электрическим компонентам системы будут предъявляться очень высокие технические требования. Поэтому вводится схема мультиплексирования с оптической поляризацией. Мультиплексирование поляризации использует два независимых состояния оптической поляризации для передачи услуг 56 ГГц. Каждое состояние поляризации принимает модуляцию QPSK, которая может дополнительно снизить скорость передачи до 28 Гбит / с. Таким образом, требования к пропускной способности оптических / электрических устройств могут быть уменьшены, а энергопотребление и стоимость системы могут быть уменьшены.

В частности, на передающей стороне сигнал 100G делится на четыре низкоскоростных сигнала. С накладными расходами OTN и FEC скорость каждого сигнала составляет 28 Гбит / с. Свет, излучаемый лазером, разлагается на состояния вертикальной и горизонтальной поляризации. Использование двух состояний поляризации с одинаковой частотой для передачи сигналов может снизить скорость вдвое, уменьшить полосу пропускания и адаптироваться к более компактному разнесению каналов. QPSK использует четыре фазы передачи для модуляции оптического сигнала каждого состояния поляризации. Затем QPSK-модулированные оптические сигналы двух состояний поляризации будут объединены и выведены вместе. Мультиплексирование с поляризацией (PM) и QPSK снижают скорость модуляции до 1/4, чтобы снизить стоимость системы 100G.

Схема когерентной передачи 100G DWDM

100G Схема когерентной передачи DWDM

  • Когерентный прием и технология DSP

Из-за случайного изменения состояния поляризации оптического сигнала PM-QPSK после передачи на большие расстояния между гетеродином на приемном конце и принимаемым оптическим сигналом возникает разность частот и разность фаз. Зрелое решение - использовать технологию высокоскоростной обработки электрических сигналов (DSP) для обработки принятого сигнала. Используя сложную передовую технологию обработки и компенсации электрических сигналов, допуск PMD и CD системы 100G может быть лучше, чем у системы 10G, снизить стоимость передачи, вносимую PMD и CD, и иметь высокую оптическую чувствительность приема.

По сравнению с прямым приемом NRZ, технология компенсации DSP может улучшить допуск OSNR почти до 6 дБ. Используя технологию компенсации DSP, допуск системной дисперсии может достигать 40000-60000ps / нм, а допуск PMD может достигать 25-30ps, чтобы реализовать более простое развертывание сети.

  • 100Gтехнология модуля CFP на стороне клиента

IEEE определяет скорость 100GE как 103.125 Гбит / с. IEEE и ITU-T определяют четыре интерфейса физического уровня 100GE. Хотя соответствующие стандарты на стороне клиента 10x10G все еще обсуждаются, OIF определил, что оптический модуль 100G CFP с возможностью горячей замены на стороне клиента имеет 4 длины волны (4 × 25G, 100GBASE-LR4 / ER4) и 10 длин волн (10 × 10G , 100GBASE-LR10 / ER10). Среди них 100GBASE-LR4 CFP и 100GBASE-LR10 CFP широко используются в высокоскоростных маршрутизаторах, коммутаторах и на стороне клиентов систем WDM. Кроме того, клиентский модуль 100G CFP использует технологию фотонной интеграции (PIC) для реализации небольшого объема и низкого энергопотребления.

Модуль Fiber Mall CFP 100G LR4

Файбер Молл CFP 100G LR4 модуль

В системе 100G WDM / OTN для доступа к сервисам 100GE или OTU4 широко используются инкапсулированные CFP модули на стороне клиента. Наиболее широко используются 100GBASE-LR4 и 100GBASE-LR10. Однако технологии 100GBASE-ER4 и 100GBASE-ER10 еще недостаточно развиты и нуждаются в дальнейшем развитии.

Преимущества технологии 100G OTN

 

From the rapid development of the 100G OTN industry chain and the mature application of the technology, the time is ripe to lay out the backbone network of 100G OTN in the broadcasting system.

-100G OTN технология обеспечивает точную работу больших трубопроводов

Ключом к эффективному использованию конвейера 100G является точная и полная возможность OAM самого конвейера. Сеть SDH / SONET может обеспечивать только возможность мониторинга соединений уровня 1 (TCM), в то время как сеть WDM не имеет возможности мониторинга и управления на уровне каналов, поэтому управляемость сети и безопасность услуг являются низкими. И OTN предоставляет богатые служебные байты для передачи сигнала мониторинга на длину волны / субдлина волны, чтобы реализовать активное восприятие канала длины волны для службы. Кроме того, OTN может обеспечивать функцию мониторинга соединений уровня 6 и может реализовывать иерархическое и сегментированное точное управление на уровне каналов для сценариев приложений нескольких операторов, нескольких производителей оборудования и нескольких подсетей.

100G Технология OTN имеет идеальный механизм защиты

Технология 100G OTN имеет полную защиту оптического и электрического уровней, что может значительно повысить надежность 100G. Стандарт OTN определяет различные механизмы защиты на уровне сети, такие как защита оптических линий, защита оптических каналов, защита SNCP, защита ODUK1 + 1, защита кольцевой сети ODUk и т. Д.

Что касается защиты оптического уровня, обычно используется защита оптического канала 1 + 1. Функция одновременного выбора отдельного диска OCP используется для одновременных сигналов клиентов по каналам с разной длиной волны, чтобы избежать прерывания обслуживания, вызванного отказом одного OTU.

Что касается защиты электрического уровня, 100G OTN обычно использует защиту ODUK 1 + 1 для реализации одновременного избирательного приема через пересечение электрического уровня, а время защитного переключения составляет менее 50 мс.

-100G OTN может реализовать эффективную передачу нескольких услуг

С момента своего развития OTN полностью обладает характеристиками подшипников с широким проходом. Продукты OTN с расширенными пакетами обладают возможностями обработки, такими как кроссовер ODUk, коммутация пакетов, кроссовер VC и и т.д., и могут реализовывать унифицированную передачу TDM и пакетных услуг.

OTN имеет унифицированную пропускную способность SDH, OTUK, службы Ethernet, службы FC, службы CPRI и службы PON, а также различных интерфейсов на стороне клиента, поддерживающих вышеуказанные службы. Таким образом, отрасль в целом считает, что OTN 100G - лучшая технология для соответствия различным сервисным портам и решения проблемы мультисервисной передачи.

 

Подводя итог, можно сказать, что преимущества OTN 100G для построения, эксплуатации и технического обслуживания сети в основном включают:

  1. Конструкция компенсации оптической дисперсии и демультиплексирования поляризации на линии передачи упрощена, и конструкция линии более проста;
  2. Он устраняет зависимость от оптического волокна с низким PMD и подходит для передачи по оптическому волокну с различными спецификациями, чтобы облегчить повышение скорости оптоволоконной линии;
  3. Устранение влияния нелинейного эффекта оптического волокна DCF на линию передачи, уменьшение количества линейных усилителей и влияние шума ASE, снижение стоимости линии и повышение пропускной способности системы на большие расстояния;

Двойной транспондер 100G OTN

Двойной транспондер 100G OTN

  1. Уменьшается задержка передачи по линии. Согласно расчету задержки для оптического волокна 1us длиной 5 км, уменьшение задержки, вызванное устранением оптического волокна DCF, является очень значительным, что имеет большое значение для чувствительной к задержке прикладной среды;
  2. Время восстановления защиты составляет менее 50 мс (в отличие от системы 40G). Алгоритм адаптивной компенсации дисперсии цифровой обработки сигналов 100G быстро сходится и полностью удовлетворяет требованиям задержки восстановления уровня несущей.

волокно Mall100G OTN помогает развитию сети IDC

 

В 2022 году масштабы закупок OTN 100G для операторов IDC будут становиться все больше и больше, а промышленная цепочка 100G OTN будет постепенно созревать. По сравнению с 10G / 40G стоимость строительства станет все более очевидной. Кроме того, зрелость базовой технологии 100G, выдающиеся преимущества управления сетью и удобство обслуживания системы на более поздних этапах сделают строительство сети OTN 100G важной тенденцией развития построения магистральных сетей радио и телевидения.

 

Оставьте комментарий

Наверх