DWDM e OTN são dois sistemas técnicos desenvolvidos nos últimos anos com base na tecnologia de transmissão por divisão de comprimento de onda: o DWDM pode ser considerado o PDH (transmissão ponto a ponto) anterior, e os serviços online e offline são realizados no ODF por meio de jumpers físicos; o OTN é semelhante ao SDH (vários tipos de redes), com a função de interconexão (seja na camada elétrica ou na camada óptica).
Com a aceleração contínua do processo de implementação do protocolo ALL IP, atualmente, independentemente de se tratar de uma rede backbone nacional, provincial ou local com sistema WDM, o OTN é a principal escolha de equipamentos na fase inicial de construção de redes. Os equipamentos OTN têm gradualmente substituído os equipamentos DWDM devido às suas vantagens exclusivas (similar à substituição dos equipamentos PDH por equipamentos SDH). Como uma nova tecnologia e um novo formato de produto, o OTN tornou-se o foco da indústria atual. Este artigo analisará e comparará os equipamentos e tecnologias DWDM e OTN.
1. Conceitos básicos de DWDM e OTN
Com a mudança nos requisitos e na granularidade dos serviços, torna-se necessário multiplexar serviços de alta granularidade por meio de fibras ópticas (fibra única ou dupla) e, em seguida, dividi-los em diferentes comprimentos de onda para transmissão a longa distância. A tecnologia de multiplexação por divisão de comprimento de onda surge como uma necessidade dos tempos.
DWDM significa multiplexação por divisão de comprimento de onda (Wavelength Division Multiplexing), que multiplexa sinais ópticos de diferentes comprimentos de onda na mesma fibra para transmissão. A tecnologia WDM é uma tecnologia tradicional de divisão de comprimento de onda bastante consolidada, com mais de dez anos de existência. Ela pode ser dividida em duas especificações: multiplexação por divisão de comprimento de onda esparsa (CWDM), com um grande intervalo de comprimento de onda (20 nm); e multiplexação por divisão de comprimento de onda densa (DWDM), com um pequeno intervalo de comprimento de onda (menor ou igual a 0,8 nm). Devido à curta distância de transmissão da CWDM, um grande número de dispositivos DWDM é implantado nas redes de transmissão existentes de diversas operadoras.
O sistema DWDM aberto consiste nas seguintes partes: OTM completa o carregamento e descarregamento de serviço para a estação terminal de linha óptica, OA completa o processamento de amplificação de relé óptico puro do sinal multiplexado para a estação amplificadora de linha óptica, e o OTU completa a luz de sinal de comprimento de onda não padrão para atender à função de conversão de comprimento de onda G.694.1(2) da luz de sinal de comprimento de onda padrão, OMU/ODU: completa a multiplexação/demultiplexação da luz de sinal de comprimento de onda fixo G.694.1(2), OBA (amplificador de potência) melhora a potência do sinal óptico combinado aumentando , aumentando assim a potência óptica de saída de cada comprimento de onda, e OPA (pré-amplificação) melhora a sensibilidade de recepção de cada comprimento de onda aumentando a potência óptica do sinal multiplexado de entrada.
OTN é uma Rede de Transporte Óptico (Optical Transport Network), também conhecida como OTH (Optical Transport Hierarchy) na UIT-T. Foi desenvolvida com base na divisão de comprimento de onda tradicional e combina as vantagens do DWDM e do SDH. Integra as vantagens do processamento nos domínios óptico e elétrico, proporciona enorme capacidade de transmissão, conexão ponta a ponta totalmente transparente em comprimentos de onda/subcomprimentos de onda e proteção em nível de portadora, sendo uma excelente tecnologia para transmissão de serviços de banda larga com grande número de partículas. Nos últimos cinco anos, as operadoras implantaram equipamentos OTN em larga escala em diversas redes de transmissão.
2. Comparação das características técnicas de DWDM e OTN
Embora o sistema DWDM melhore significativamente a eficiência de transmissão das fibras ópticas e suporte a transmissão de serviços de alta granularidade, devido às limitações da tecnologia de divisão de comprimento de onda, os comprimentos de onda são configurados ponto a ponto e não podem ser ajustados dinamicamente. A taxa de utilização de recursos não é alta e a flexibilidade de ajuste de serviço é insuficiente. O fluxo de dados é alterado e o ajuste é bastante complexo. O agendamento entre os serviços DWDM é feito principalmente por meio de agendamento físico no ODF (Optical Device File). O gerenciamento de rede monitora apenas o desempenho da camada óptica (os dados de gerenciamento de rede são escassos e as informações fornecidas são simples), e há poucos métodos de solução de problemas e alta dificuldade de manutenção.
A OTN herda a função de transmissão de alta capacidade da DWDM e possui recursos flexíveis de agendamento e proteção conjunta optoeletrônica. Através da introdução das tecnologias ROADM e OTH, encapsulamento G.709 e plano de controle, ela resolve os problemas das redes WDM tradicionais, como a falta de recursos de agendamento de serviço por comprimento de onda/subcomprimento de onda, a fraca capacidade de rede e a fraca capacidade de proteção. A camada elétrica implementa o agendamento com base em subcomprimentos de onda (como GE, 2.5G, 10G, 40G e 100G), enquanto o agendamento da camada óptica é baseado principalmente em comprimentos de onda de 10G, 40G ou 100G, com alta utilização de largura de banda; possui bytes de sobrecarga abundantes e sua função OAM/P é mais robusta que a da WDM.
Além disso, OTN e DWDM podem ser usados em comum na camada óptica; a diferença reside no fato de que o OTN possui um subquadro na camada elétrica. Portanto, alguns dispositivos DWDM na rede existente são complementados com subquadros de interconexão eletrônica e atualizados para OTN.
3. Comparação de redes DWDM e OTN
A combinação de redes OTN e DWDM resultará na perda das vantagens do OTN (a estrutura dos quadros é diferente da WDM tradicional, e a conexão será afetada).
Como a interconexão óptica OTN é implementada principalmente por módulos ROADM (equipados com switches WSS), e considerando o alto custo dos ROADMs, OM/OD e OADMs são utilizados para formar redes em anel e em cadeia em redes OTN.
Para redes encadeadas (como linhas tronco de longa distância), as vantagens do OTN nem sempre se manifestam completamente devido aos serviços intermediários e métodos de proteção relativamente fixos, mas ainda existem vantagens em alguns aspectos (alta eficiência de canal leva a custos mais baixos do que o WDM tradicional). A rede tronco atual utiliza principalmente DWDM e OTN para redes sobrepostas.
Para redes locais, como os serviços precisam ser conectados frequentemente, a estrutura da rede é alterada e programada com frequência, e o método de proteção precisa ser alterado de forma flexível, o WDM tradicional não consegue atender a essas necessidades. As vantagens de usar redes OTN são evidentes.
A OTN oferece a capacidade de gerenciar cada comprimento de onda em cada fibra e pode se adaptar melhor ao desenvolvimento futuro da rede.
4. Comparação dos serviços de transmissão DWDM e OTN
A demanda por interconexão elétrica em OTN surge com a chegada da taxa de 10G em onda única. Quando um canal atinge 10G, sua OTU pode transportar 4*2,5G ou de 8 a 9 GEs; a DWDM adota um método ponto a ponto. Se a demanda pelo serviço for pequena, o investimento em OTUs parece ser um desperdício. Para contornar isso, é necessário introduzir uma função de interconexão semelhante à SDH na DWDM, de modo a evoluir a função de interconexão elétrica da OTN.
A OTN possui capacidade de interconexão elétrica, ou seja, capacidade de interconexão de sub-taxa por canal (semelhante à SDH). Ao mesmo tempo, a interconexão óptica e a interconexão elétrica são independentes entre si. Se houver capacidade de interconexão óptica, mas não de interconexão elétrica, ou interconexão elétrica sem interconexão óptica, pode-se chamar de OTN.
Devido às diferenças nos modelos de construção de redes (custo, tamanho do serviço e direção do fluxo), o método de cruzamento elétrico é mais utilizado na China, enquanto o método de cruzamento óptico é mais utilizado no exterior.
5 Conclusão
Através da análise e comparação acima, pode-se observar que OTN e DWDM são significativamente diferentes em termos de tecnologia e aplicação. Do ponto de vista da capacidade de interconexão, granularidade de serviço e flexibilidade de rede, o OTN é muito mais robusto e pode atender melhor às necessidades de interconexão de redes futuras.
Devido à transparência da transmissão de serviços do sistema OTN, à forte capacidade de correção de erros, à flexibilidade de agendamento das camadas óptica e elétrica, à capacidade de gerenciamento de manutenção e à escalabilidade da capacidade dos equipamentos (equipamentos 80*100G já estão comercializados), a introdução de equipamentos OTN em diversas redes de transmissão tornou-se inevitável.
Data da publicação: 25 de outubro de 2022