DWDM en OTN zijn twee technische systemen die de afgelopen jaren zijn ontwikkeld met behulp van golflengteverdelingstechnologie: DWDM kan worden beschouwd als de voorloper van PDH (point-to-point transmissie), waarbij de online en offline diensten via ODF (Optical Distribution Frame) worden gerealiseerd door middel van hardwarematige jumpers; OTN is vergelijkbaar met SDH (Severity-Types-Networking), met de functie van kruisverbinding (zowel op elektrisch als op optisch niveau).
Met de voortdurende versnelling van het ALLIP-proces is OTN momenteel, ongeacht of het om een nationaal, provinciaal of lokaal WDM-netwerk gaat, de gangbare keuze voor apparatuur in de beginfase van de netwerkaanleg. OTN-apparatuur heeft DWDM-apparatuur geleidelijk aan vervangen vanwege de unieke voordelen (vergelijkbaar met SDH-apparatuur die PDH-apparatuur vervangt). Als nieuwe technologie en productvorm staat OTN momenteel in de belangstelling van de industrie. Dit artikel analyseert en vergelijkt DWDM- en OTN-apparatuur en -technologie.
1. Basisconcepten van DWDM en OTN
Door de veranderende service-eisen en granulariteit is het noodzakelijk om diensten met een hoge granulariteit te multiplexen via optische vezels (enkele of dubbele vezels) en deze vervolgens te verdelen in verschillende golflengten voor transmissie over lange afstanden. De technologie van golflengteverdelingmultiplexing (WDM) is ontstaan als reactie op de huidige behoeften.
DWDM staat voor Wavelength Division Multiplexing (golflengteverdelingmultiplexing), een technologie die optische signalen van verschillende golflengten combineert in dezelfde glasvezel voor transmissie. WDM is een zeer volwassen, traditionele technologie voor golflengteverdeling die al meer dan tien jaar bestaat. Er zijn twee varianten: Sparse Wavelength Division Multiplexing (CWDM), met een groot golflengte-interval (20 nm); en Dense Wavelength Division Multiplexing (DWDM), met een klein golflengte-interval (minder dan of gelijk aan 0,8 nm). Vanwege de korte transmissieafstand van CWDM worden veel DWDM-apparaten ingezet in de bestaande transmissienetwerken van diverse operators.
Het open DWDM-systeem bestaat uit de volgende onderdelen: OTM verzorgt het laden en lossen van diensten voor het optische lijnterminalstation, OA verzorgt de zuivere optische relaisversterking van het gemultiplexte signaal voor het optische lijnversterkerstation, en de OTU zet het signaal met een niet-standaard golflengte om naar een standaard golflengte volgens de G.694.1(2)-norm. OMU/ODU: verzorgt de multiplexing/demultiplexing van het G.694.1(2)-signaal met vaste golflengte. OBA (vermogensversterker) verbetert het vermogen van het gecombineerde optische signaal door de λ-waarde te verhogen, waardoor het uitgangsvermogen van elke golflengte toeneemt. OPA (voorversterking) verbetert de ontvangstgevoeligheid van elke golflengte door het optische vermogen van het ingangsgemultiplexte signaal te verhogen.
OTN is een optisch transportnetwerk, ook wel bekend als OTH (Optical Transport Hierarchy) binnen de ITU-T. Het is ontwikkeld op basis van traditionele golflengteverdeling en combineert de voordelen van DWDM en SDH. Het integreert de voordelen van optische en elektrische verwerking, biedt een enorme transmissiecapaciteit, volledig transparante end-to-end golflengte-/subgolflengteverbindingen en bescherming op draaggolfniveau, en is een uitstekende technologie voor het verzenden van breedbanddiensten met grote datavolumes. De afgelopen vijf jaar hebben operators op grote schaal OTN-apparatuur ingezet in diverse transmissienetwerken.
2. Vergelijking van de technische kenmerken van DWDM en OTN
Hoewel het DWDM-systeem de transmissie-efficiëntie van glasvezels aanzienlijk verbetert en de transmissie van diensten met een hoge granulariteit ondersteunt, zijn golflengtes door de beperkingen van de golflengteverdelingstechnologie punt-na-punt geconfigureerd en kunnen ze niet dynamisch worden aangepast. De benutting van de resources is niet hoog en de flexibiliteit voor serviceaanpassing is onvoldoende. De bedrijfsprocessen zijn veranderd en aanpassen is zeer complex. De planning tussen DWDM-diensten is voornamelijk gebaseerd op fysieke planning op de ODF. Het netwerkbeheer monitort alleen de prestaties van de optische laag (er zijn weinig netwerkbeheerbytes en de netwerkbeheerinformatie is eenvoudig), er zijn weinig methoden voor probleemoplossing en het onderhoud is complex.
OTN erft de transmissiefunctie met hoge capaciteit van DWDM en beschikt over flexibele opto-elektronische gezamenlijke plannings- en beveiligingsmogelijkheden. Door de introductie van ROADM-technologie, OTH-technologie, G.709-encapsulatie en een besturingsvlak lost het de problemen op van traditionele WDM-netwerken zonder mogelijkheden voor planning op basis van golflengte/subgolflengte, zoals zwakke netwerkcapaciteit en zwakke beveiligingsmogelijkheden. De elektrische laag implementeert planning op basis van subgolflengtes (zoals 0G, 2,5G, 10G, 40G, 100G), terwijl de planning op de optische laag voornamelijk gebaseerd is op 10G, 40G of 100G golflengtes, met een hoge bandbreedtebenutting. Het beschikt over ruime overheadbytes en de OAM/P-functie is sterker dan die van WDM.
Bovendien kunnen OTN en DWDM op de optische laag door elkaar gebruikt worden. Het verschil is dat OTN een subframe op de elektrische laag heeft. Daarom worden sommige DWDM-apparaten in het bestaande netwerk uitgebreid met elektronische cross-connect subframes en geüpgraded naar OTN.
3. Vergelijking van DWDM- en OTN-netwerken
De combinatie van OTN en DWDM in het netwerk zal de voordelen van OTN tenietdoen (de framestructuur verschilt van die van traditioneel WDM, en dit heeft gevolgen voor de verbinding).
Aangezien optische cross-connecties in OTN-netwerken hoofdzakelijk worden gerealiseerd met behulp van ROADM-modules (belast met WSS-switches), worden, gezien de hoge kosten van ROADM, OM/OD- en OADM-modules gebruikt om ringnetwerken en ketennetwerken te vormen in OTN-netwerken.
Bij gekoppelde netwerken (zoals langeafstandsverbindingen) komen de voordelen van OTN niet altijd volledig tot uiting vanwege de relatief vaste tussenliggende diensten en beveiligingsmethoden. Er zijn echter nog steeds voordelen op bepaalde vlakken (hoge kanaalefficiëntie leidt tot lagere kosten dan traditionele WDM). Het huidige trunknetwerk maakt voornamelijk gebruik van DWDM en OTN voor een gecombineerde netwerkverbinding.
Voor een lokaal netwerk is traditionele WDM ongeschikt, omdat diensten frequent moeten worden verbonden, de netwerkstructuur regelmatig wordt gewijzigd en de beveiligingsmethode flexibel moet worden aangepast. De voordelen van OTN-netwerken zijn dan ook overduidelijk.
OTN biedt de mogelijkheid om elke golflengte op elke vezel afzonderlijk te beheren, waardoor OTN zich beter kan aanpassen aan toekomstige netwerkontwikkelingen.
4 Vergelijking van DWDM- en OTN-dragerdiensten
De vraag naar elektrische cross-connects voor OTN komt voort uit de opkomst van een single-wave 10G-snelheid. Wanneer een kanaal 10G bereikt, kan de bijbehorende OTU 4*2,5G of 8 tot 9 GE's transporteren; DWDM maakt gebruik van een point-to-point-methode. Als de vraag naar diensten laag is, lijkt de investering in een OTU verspilling. Daarom is het nodig om een cross-connect-functie, vergelijkbaar met SDH, te introduceren in DWDM, om zo de elektrische cross-connect-functie van OTN verder te ontwikkelen.
OTN beschikt over elektrische crossover-functionaliteit, oftewel sub-rate crossover-functionaliteit per kanaal (vergelijkbaar met SDH). Tegelijkertijd zijn optische cross-connectie en elektrische cross-connectie onafhankelijk van elkaar. Als er optische cross-connectie mogelijk is maar geen elektrische cross-connectie, of elektrische cross-connectie zonder optische cross-connectie, kan dit OTN worden genoemd.
Vanwege de verschillen in netwerkconstructiemodellen (kosten, servicedeeltjes en stroomrichting) wordt in China voornamelijk de elektrische crossover-methode gebruikt, terwijl in het buitenland vooral de optische crossover-methode wordt toegepast.
5 Conclusie
Uit de bovenstaande analyse en vergelijking blijkt dat OTN en DWDM significant verschillen qua technologie en toepassing. Vanuit het perspectief van cross-connectiecapaciteit, servicegranulariteit en netwerkflexibiliteit is OTN zeer krachtig en kan het beter voldoen aan de behoeften van toekomstige netwerkcross-connecties.
Door de transparantie van de gegevensoverdracht via OTN-systemen, de sterke foutcorrectiemogelijkheden, de flexibele planningsmogelijkheden voor de optische/elektrische laag, de mogelijkheden voor onderhoudsbeheer en de schaalbaarheid van de apparatuurcapaciteit (80*100G-apparatuur is inmiddels commercieel verkrijgbaar), is de introductie van OTN-apparatuur in diverse transmissienetwerken onvermijdelijk geworden.
Geplaatst op: 25 oktober 2022