Мережі DWDM не є цифровими мережами, оскільки надають користувачам лише окремі спектральні канали, які є лише середовищем передачі даних. Також спочатку мультиплексори DWDM виконували функціонал мультиплексорів SDH, внаслідок чого успадкували і ряд недоліків, які стали проявлятися зі збільшенням швидкостей передачі даних.
Оптична транспортна мережа (OTN)
Недоліки систем DWDM, успадковані від систем SDH:
- Недостатня ефективність кодів FEC, прийнятих як стандарт SDH. Це запобігає подальшому підвищенню щільності спектральних каналів у мультиплексорах DWDM.
- Занадто «дрібні» одиниці комутації для магістральних мереж, що працюють на швидкостях 10 та 40 Гбіт/с. Навіть контейнери максимального розміру VC-4 (140 Мбіт/с) є недостатньо великою одиницею для мультиплексорів STM-256, які мають комутувати до 256 контейнерів кожного свого порту.
- Не враховано особливості трафіку різного типу. Розробниками технології SDH приймався до уваги лише голосовий трафік.
На подолання цих недоліків орієнтована нова технологія оптичних транспортних мереж (Optical Transport Network, OTN)
Ієрархія швидкостей
В даний час стандартизовані три швидкості OTN, які вибрані так, щоб прозорим чином передавати кадри STM-16, STM-64 та STM-256 разом із службовими заголовками.
Ієрархія швидкостей OTN
Стек протоколів OTN
Стек протоколів складається з чотирьох рівнів:
- Протокол OPU (Optical Channel Payload Unit - блок даних оптичного каналу);
- Протокол ODU (Optical Channel Data Unit - блок даних оптичного каналу);
- Протокол OTU (Optical Channel Transport Unit - транспортний блок оптичного каналу;
- Оптичний канал (Optical Channel, Och).
Стек протоколів OTN Optical Channel, Och - це спектральний канал DWDM.
OPU (Optical Channel Payload Unit ) - Відповідальний за доставку даних між користувачами мережі. Займається інкапсуляцією даних, таких як кадри SDH або Ethernet, в блоки OPU, вирівнюванням швидкостей передачі даних і блоків OPU, а на приймальній стороні витягує дані і передає їх користувачеві.
ODU (Optical Channel Data Unit) - Так само, як і протокол OPU, працює між кінцевими вузлами мережі OTN. У його функції входить мультиплексування та демультиплексування блоків OPU.
OTU (Optical Channel Transport Unit) - Працює між двома сусідніми вузлами мережі OTN, які підтримують функції електричної регенерації оптичного сигналу, які називаються також функціями 3R (retiming, reshaping та regeneration).
Кадр OTN
Вирівнювання швидкостей
Як і в інших технологіях, заснованих на синхронному мультиплексуванні TDM, у технології OTN вирішується проблема вирівнювання швидкостей потоків користувача зі швидкістю передачі даних мультиплексора. Механізм вирівнювання швидкостей OTN є деяким гібридом механізму біт-стафінгу технології PDH та механізму позитивного та негативного вирівнювання на основі покажчиків, що використовується в технології SDH.
Робота механізму вирівнювання OTN залежить від режиму відображення навантаження – Синхронний режим або Асинхронний режим.
Синхронний режим навантаження - мультиплексор OTN синхронізує прийом і передачу від синхроімпульсів, що знаходяться в потоці даних, що приймаються.
Асинхронний режим навантаження - мультиплексор OTN синхронізується від власного джерела синхроімпульсів, який не залежить від даних користувача.
Для вирівнювання швидкостей у кадрі OTN застосовуються два байти:
- байт можливості позитивного вирівнювання (Positive Justification Opportunity, PJO);
- байт можливості негативного вирівнювання (Negative Justification Opportunity, NJO).
Мультиплексування блоків
При мультиплексуванні блоків ODU поле даних користувача блоку OPUk розбивається на так звані трибутарні слоти (Tributary Slot, TS), в які поміщаються дані блоку OPUk-1.
Мультиплексування блоків OTN
Корекція помилок
В OTN застосовується процедура прямої корекції помилок (FEC), у якій використовуються коди Ріда-Соломона RS(255,239). У цьому коді, що самокоректується, дані кодуються блоками по 255 байт, з яких 239 байт є користувальницькими, а 16 байт являють собою коригуючий код. Коди Ріда-Соломона дозволяють виправляти до 8 помилкових байт у блоці з 255 байт, що є дуже гарною характеристикою для коду, що самокоректує. Застосування коду Ріда-Соломона дозволяє покращити відношення потужності сигналу до потужності шуму на 5 дБ. Цей ефект дозволяє збільшити відстань між регенераторами мережі на 20 км або використовувати менш потужні передавачі сигналу.
