Стек протоколов OTN

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Сеть OTN(Optical Transport Network) — это оптическая транспортная сеть, которая обеспечивает мультиплексирование и передачу цифровых данных по волновым каналам DWDM.

Стек протоколов OTN[править | править код]

Стек протоколов OTN состоит из 4 уровней:

  • Оптический канал (Optical Channel, Och) — нижний уровень протоколов;
  • Протокол OPU(Optical Channel Payload Unit) — блок пользовательских данных оптического канала;
  • Протокол ODU(Optical Channel Data Unit) — блок данных оптического канала;
  • Протокол OTU(Optical Channel Transport Unit) — транспортный блок оптического канала.

Оптический канал[править | править код]

Нижний уровень протоколов составляет оптический канал; обычно это спектральный канал DWDM. Данный уровень примерно соответствует фотонному уровню технологии SDH.

Протокол OPU[править | править код]

Протокол OPU ответственен за доставку данных между пользователями сети. Он обеспечивает:

  • инкапсуляцию пользовательских данных, таких как кадры Ethernet и SDH, в блоки OPU;
  • выравнивание скоростей передачи пользовательских данных и блоков OPU;
  • на приемной стороне извлекает пользовательские данные и передает их пользователю.

В зависимости от скорости передачи данных этому протоколу соответствуют блоки OPU1, OPU2, OPU3 и OPU4. Для выполнения своих функций протокол OPU добавляет к пользовательским данным свой заголовок OPU OH(OverHead). Блоки OPU не модифицируются сетью.

Протокол ODU[править | править код]

Протокол ODU работает между конечными узлами сети OTN. В его функции входят:

  • мультиплексирование и демультиплексирование блоков OPUU. (Например, мультиплексирование четырёх блоков OPU1 в один блок OPU2;
  • мониторинг качества соединений в сети OTN.

Этот протокол формирует блоки ODU требуемой скорости, добавляя к соответствующим блокам OPU свой заголовок. Протокол ODU является аналогом протокола линии SDH.

Протокол OTU[править | править код]

Протокол OTU работает между соседними узлами сети OTN, которые поддерживают функции электрической регенерации оптического сигнала, называемые также функциями 3R(retiming, reshaping and regeneration). Основное назначение протокола — контроль и исправление ошибок с помощью кодов FEC. Этот протокол добавляет к блоку ODUk свой концевик, содержащий код FEC, образуя блок OTUk. Протокол OTU соответствует протоколу секции SDH. Блоки OTUk помещаются непосредственно в оптический канал.

Кадр OTN[править | править код]

Кадр OTN обычно представляется в виде матрицы, состоящей из 4080 столбцов-байтов и четырёх строк.
Кадр состоит из поля пользовательских данный(Payload) и служебных полей блоков OPU, ODU и OTU. Формат кадра зависит от уровня скорости OTN.
Поле пользовательских данных располагается с 17-го по 3824-й столбец и занимает все четыре строки кадра, а заголовок блока OPU занимает столбцы 15 и 16 также в четырёх строках. При необходимости заголовок OPU OH может занимать несколько кадров подряд (например, такой вариант встречается в том случае, когда нужно описать структуру поля пользовательских данных, мультиплексирующую несколько блоков OPU более низкого уровня).
Блок ODU представлен только заголовком ODU OH. Блок OTU состоит из заголовка OTU OH и концевика OTU FEC, содержащего код коррекции ошибок FEC.
Начинается кадр с небольшого поля выравнивания кадра, необходимого для распознавания начала кадра.

Табл. Формат кадра OTN
выравнивание кадра OTU OH O

P

U O

H

Пользовательские данные OTU FEC
ODU OH


Иерархия скоростей технологии OTN[править | править код]

Интерфейс G.709 Битовая скорость кадров OTN (Гбит/с) Клиентский кадр Битовая скорость клиента (Гбит/с)
OTU1 2.666 STM-16 2.488
OTU2 10.709 STM-64 9.953
OTU3 43.018 STM-256 39.813
OTU4 111.8 100G Ethernet 100

Коррекция ошибок[править | править код]

В процедуре прямой коррекции ошибок (FEC) используются кода 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 байтов в блоке из 255 байт.
Применение кода Рида-Соломона позволяет улучшить отношение мощности сигнала к мощности шума на 5дБ при уменьшении уровня битовых ошибок с 10−3(без применения FEC) до 10−2(после применения FEC). Этот эффект дает возможность увеличить расстояние между генераторами сети на 20 км или использовать менее мощные передатчики сигнала.

Ссылки[править | править код]

  • Optical Transport Network Tutorial[1]

Литература[править | править код]

В. Олифер, Н. Олифер, «Компьютерные сети», 5 издание