Сети нового поколения на транспортном уровне (ip-sdh, otn). Преимущества перед технологией dwdm.
SDH — обеспечивает хорошую, строго определенную скорость передачи данных. Поток бит организован в виде пакетов фиксированного размера, которые посылаются каждые 125 мкс, независимо от того, содержат ли они пользовательские данные.
Для передачи пакетов по таким каналам необходим некоторый механизм формирования кадров, способный отличать иногда возникающие пакеты от непрерывного потока бит, в котором они передаются. Для обеспечения такого механизма на IP-маршрутизаторах работает протокол PPP.
PPP — это протокол точка-точка, выполняющий обнаружение ошибок, поддерживающий несколько протоколов, разрешающий аутентификацию и имеющий ряд других свойств. PPP обеспечивает метод формирования кадров, однозначно обозначающий конец одного кадра и начало следующего. Формат кадров также обеспечивает обнаружение ошибок.
Поле Адрес (Address) - всегда значение 11111111, это означает, что все станции должны принимать этот кадр.
За полем адреса следует Управляющее поле (Control=00000011), это число означает ненумерованный кадр.
Четвертое поле кадра PPP — Протокол. Оно определяет тип пакета, содержащегося в поле Данные.
Поле Данные - по умолчанию используется длина 1500 байт.
Перед тем как попасть в поток данных SDH, полезная информация протокола PPP шифруется. Проблема в том, что потоку данных SDH для успешной синхронизации требуется частая смена значений бит. В колебаниях голосового сигнала это происходит естественным образом, но при пересылке данных только пользователь выбирает, какую информацию отправлять, и это может быть, например, длинная последовательность нулей. Благодаря шифрованию вероятность того, что пользователь сам вызовет проблемы, передав длинную последовательность нулей, сводится почти к нулю.
Перед тем как передавать кадры PPP по каналу SDH, необходимо установить и сконфигурировать соединение PPP.
OTN – технология оптических транспортных сетей (Optical Transport Network), которая обеспечивает передачу и мультиплексирование цифровых данных по волновым каналам DWDM. За счет расширенных возможностей мультиплексирования OTN различные типы трафика—включая Ethernet, трафик систем хранения данных, цифровое видео и SONET/SDH—можно передавать в одном кадре транспортной единицы оптического канала (OTU): OTU-1 со скоростью 2,7 Гбит/с, OTU-2 — 10,7 Гбит/с, OTU-3 — 43 Гбит/с или OTU-4 — 112 Гбит/с, ODU0 – 1,2 Гбит/с.
Стек протоколов OTN состоит из 4-х уровней.
Нижний уровень протоколов составляет оптический канал (Optical Channel, Och); обычно это спектральный канал DWDM.
Протокол OPU (блок пользовательских данных оптического канала) ответственен за доставку данных между пользователями сети. Он занимается инкапсуляцией пользовательских данных, таких как кадры SDH или Ethernet, в блоки OPU, выравниванием скоростей передачи пользовательских данных и блоков OPU, а на приемной стороне извлекает пользовательские данные и передает их пользователю. В зависимости от скорости передачи данных этому протоколу соответствуют блоки OPU1, OPU2 и OPU3.
Протокол ODU (блок данных оптического канала) так же, как и протокол OPU, работает между конечными узлами сети OTN. В его функции входит мультиплексирование и демультиплексирование блоков OPU, то есть, например, мультиплексирование четырех блоков OPU1 в один блок OPU2. Кроме того, протокол ODU поддерживает функции мониторинга качества соединений в сети OTN. Этот протокол формирует блоки ODU соответствующей скорости, добавляя к соответствующим блокам OPU свой заголовок.
Протокол OTU (транспортный блок оптического канала) работает между двумя соседними узлами сети OTN, которые поддерживают функции электрической регенерации оптического сигнала. Основное назначение этого протокола — контроль и исправление ошибок с помощью кодов FEC. Этот протокол добавляет к блоку ODUk свой концевик, содержащий код FEC, образуя блок OTUk. Блоки OTUk помещаются непосредственно в оптический канал.
Преимущества сети OTN: Сеть OTN позволяет передавать сигналы видео, голоса данных с гарантированным качеством; Защищает сеть от неблагоприятных «смешиваний» разнородных сервисов, экономит полосу пропускания и прозрачно переносит любой трафик; Легко масштабируется, поддерживает выделенные каналы Ethernet на скоростях 1GbE, 10GbE, 40GbE, 100GbE и выше; Любые расстояния - сеть OTN практически не имеет ограничений по количеству узлов в одном кольце; С использованием технологии OTN Control Plane, позволяет создавать автоматические полносвязные конфигурации с восстановлением связи за 50 мсек; Использование FEC (Forward Error Correction) в OTN позволяет обнаруживать и исправлять битовые ошибки, возникающие вследствие физического ухудшения параметров среды передачи.
Преимущества OTN перед DWDM: Сети на базе DWDM позволили увеличить скорость передачи данных существующих оптических каналов, однако при этом были утеряны защита и не хватает средств контроля и управления оптическими каналами.
Для обеспечения функций контроля и управления в OTN все клиентские сигналы структурируются и приобретают стандартную цифровую форму. Именно этим свойством оптические каналы, построенные по технологии OTN, отличается от каналов, полученных в результате использования технологии DWDM.
Основным недостатком сети на базе DWDM является возникновение переходного влияния на ближних и дальних концах соседних каналов. В OTN это исключается.
Однако, технология OTN не заменяет технологии DWDM, а дополняет ее волновые каналы «цифровой оболочкой».