Что такое задержка сети OTN

Что такое задержка?

В системе связи задержка является критически важным техническим показателем, который обозначает время, необходимое для передачи данных от одного сетевого устройства к другому в сети.

Задержка в основном состоит из трех частей: задержка передачи, задержка распространения и задержка обработки.

• Задержка передачи: время, затраченное от начала поступления исходных данных на передающую сторону сетевого устройства, до времени, проведенного от передающей стороны до момента, когда они полностью попадут в среду передачи. Размер этой задержки зависит от объема данных, пропускной способности канала и производительности обработки сетевого устройства.
• Задержка распространения: время, необходимое для того, чтобы данные были отправлены с отправляющей стороны и получены на принимающей стороне. Размер этой задержки зависит от расстояния передачи, среды передачи, количества промежуточных сетевых устройств/производительности обработки.
• Задержка обработки: время, необходимое сетевому устройству, чтобы начать получать информацию и свести ее к исходным данным. Эта задержка зависит от производительности обработки сетевого устройства.

Как рассчитывается задержка передачи данных от сетевого устройства 1 к сетевому устройству 3?

Как видно из рисунка, для расчета задержки он все равно разделен на три части:

• Задержка передачи сетевого устройства 1:

Время, затрачиваемое ожидающими передачи данными A, начиная с момента их поступления на передающую сторону сетевого устройства 1 до момента их отправки с передающей стороны сетевого устройства 1, пока они полностью не войдут в канал передачи между сетевым устройством 1 и сетью. устройство 2.

На эту часть задержки сильно влияет производительность сетевого устройства 1. Если скорость обработки высокая, задержка передачи будет низкой.

• Данные проходят через сетевое устройство 2 и задержка передачи от сетевого устройства 1 к сетевому устройству 3:

На эту часть задержки влияет расстояние передачи, количество промежуточных устройств в сети и производительность обработки. Можно сделать однозначный вывод, что если расстояние передачи близко, промежуточные сетевые устройства меньше, а производительность обработки промежуточных сетевых устройств высокая, задержка передачи низкая.

• Задержка обработки данных, восстановленных сетевым устройством 3:

На эту часть задержки сильно влияет производительность обработки сетевого устройства 3. Если скорость обработки высокая, задержка обработки будет низкой.

Что такое задержка в сетях OTN?

Определение задержки в обобщенной системе связи было объяснено ранее. Тогда какова задержка в сети OTN?

Сеть OTN — это система связи, использующая OTN (оптическая транспортная сеть) устройства в качестве сетевого оборудования и оптоволокно в качестве среды передачи. Задержка в сети OTN — это количество времени, необходимое для передачи данных от устройства OTN на передающей стороне к устройству OTN на принимающей стороне.

Как и в системах связи общего назначения, задержка в сети OTN состоит из трех компонентов: задержки передачи, задержки распространения и задержки обработки.

Ниже приведен типичный состав сетевой системы OTN и диаграмма распределения задержек.

Задержка передачи

Задержка передачи — это время, необходимое необработанным данным для поступления на передающий конец устройства OTN на передающем конце, для отправки с передающего конца и до тех пор, пока они полностью не попадут в линейное волокно.

Необработанные данные подвергаются следующим двум основным потокам обработки на передающем конце оборудования OTN, прежде чем данные могут быть отправлены в оптоволокно для передачи.

1. Через грузовик – OTU (оптический транспондер), преобразованный в оборудование OTN, может передавать данные. OTU на обработку данных тратит мгновенную задержку порядка 10мкс ~ 100мкс.

2. Через контрольную точку – WDM обеспечивает комбинированную оптоволоконную передачу нескольких оптических сигналов данных. Мгновенное время задержки, затрачиваемое блоком объединения/разделения на обработку данных, составляет порядка нс.

Задержка распространения

Задержка распространения — это время, необходимое для того, чтобы данные, отправленные с передающего устройства OTN, были получены принимающим устройством OTN. Данные, отправляемые с отправляющего устройства OTN, в основном передаются по оптоволоконному кабелю. Задержка оптоволокна составляет порядка 5 мкс/км.

Поскольку оптические сигналы в оптических волокнах могут вызывать эффекты дисперсии, для компенсации проблем, вызванных дисперсией, могут потребоваться модули компенсации дисперсии. Следовательно, задержка распространения должна также включать задержку передачи, вызванную модулями компенсации дисперсии.

Когда расстояние передачи велико, необходимо добавить ретрансляторы (т. е. блоки оптического усиления) в сеть OTN для регенерации и усиления оптических сигналов перед продолжением передачи. Из приведенного выше анализа мы видим, что на задержку распространения влияют оптические волокна, модули компенсации дисперсии и блоки оптического усиления.

Задержка обработки

Размер задержки обработки зависит от «принимающего OTN-устройства». Из приведенного выше «Состав сетевой системы OTN и диаграмма распределения задержек» мы видим, что процесс обработки данных принимающего OTN-устройство это в точности обратный процесс обработки данных отправляющего устройства OTN.

Через контрольную точку (блок мультиплексирования/демультиплексирования) мультиплексированный оптический сигнал данных в оптоволокне восстанавливается до одноканального оптического сигнала данных.

Через грузовик (блок OTU) одноканальный оптический сигнал данных преобразуется в исходные данные. Следовательно, мы можем предположить, что задержка обработки такая же, как и задержка передачи, на которую в основном влияют блок оптической пересылки OTU и блок мультиплексирования/демультиплексирования.

Таким образом, мы видим, что на задержку сети OTN в основном влияют канал передачи (например, оптоволокно) и физические устройства (такие как блок OTU, блок мультиплексирования/демультиплексирования и блок оптического усиления).

Как уменьшить задержку сети OTN?

Как мы знаем, сеть 5G требует сверхнизкой задержки, и даже сквозная задержка всей сети должна составлять всего 1 мс. Сеть OTN, как важная несущая сеть сети 5G, обычно начинается с двух факторов: канала передачи и физического устройства, проанализированных выше, чтобы уменьшить задержку и удовлетворить требования к сверхнизкой задержке сети 5G.

Метод 01 Оптимизация канала передачи

Используйте минималистский дизайн сетевой архитектуры, уменьшите количество промежуточных узлов пересылки, уменьшите количество промежуточных блоков оптического усиления, постройте сеть с одним переходом и уменьшите задержку передачи. Используйте технологию когерентной оптической связи, которая не требует модулей компенсации дисперсии и может устранить дополнительную задержку передачи, вносимую модулями компенсации дисперсии.

Когерентная оптическая связь не означает, что передача света является когерентной световой связью, и любая система оптической связи использует лазер. Это связано с тем, что передающая сторона использует когерентную модуляцию, а принимающая сторона использует когерентную технологию для обнаружения в системе когерентной оптической связи, поэтому это называется когерентной оптической связью.

Метод 02. Оптимизация физических устройств

• Оптимизируйте блок OTU и уменьшите задержку, вносимую блоком OTU.
• Используйте усилитель RAMAN вместо EDFA, чтобы уменьшить задержку блока оптического усиления.
• Используйте передовую технологию оптического слоя для реализации прямого и переключения оптических сигналов, а также уменьшения количества оптико-электро-оптических регенераций.