網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的大容量傳輸技術WDM/OTN,你了解嗎?
我們每天拿手機、電腦,可以流暢刷微博、看視頻、聊微信,這些日常簡單不過的活動,可是需要有一個大容量運輸系統(tǒng)支持。否則,微博、視頻、微信信息是無法準確投遞到你的手機或電腦顯示屏上。在這個大容量運輸系統(tǒng)中,不得不提的一項技術就是WDM/OTN。
WDM(Wavelength Division Multiplexing,波分復用)是利用不同光波承載不同業(yè)務,實現(xiàn)在同一根光纖中同時傳輸多種業(yè)務的技術。OTN(Optical Transport Network,光傳送網(wǎng))可以理解為WDM的優(yōu)化升級版本。下面我們來聊一聊這兩種技術。
1. WDM是什么?
如果將光纖比喻為高速公路,在WDM系統(tǒng)中用于傳輸業(yè)務的光波比喻為貨車,微博、視頻、微信等不同傳輸業(yè)務就相當于待運輸?shù)陌@些包裹直接放到不同貨車上。如果不分車道,這些貨車都想進入光纖傳輸,那么一擁而入會造成整條高速公路車流混亂無序,影響傳輸效率。有了WDM,不同傳輸業(yè)務就可以實現(xiàn)在同一根光纖上同時傳輸,相當于在高速公路上為不同車輛劃分車道,讓不同車輛在不同車道上同時跑起來,提高了傳輸效率。
同時,要保證交通順暢,需要區(qū)分車道,讓不同車輛各行其道。與公路交通劃分大車道和小車道類似,WDM系統(tǒng)中的車道劃分,分為兩種:CWDM(Coarse Wavelength Division Multiplexing,稀疏波分復用)和DWDM(Dense Wavelength Division Multiplexing,密集波分復用),前者車道間隔(即波長間隔)較大,一般為20 nm,而后者間隔小,一般小于0.8 nm。
2. WDM系統(tǒng)由什么組成?
是不是只要劃分車道,WDM就可以讓不同業(yè)務同時在一條光纖上傳輸了?事情并沒有那么簡單,我們一起來看下WDM是如何做到的吧!
用專業(yè)術語來說,WDM系統(tǒng)一般由OTU(Optical Transponder Unit,光轉發(fā)單元)、合/分波單元、監(jiān)控信道和光放大單元組成。
那么,WDM的各部分是如何協(xié)同配合,共同完成業(yè)務傳輸呢?下面讓我們一起了解一下業(yè)務在WDM中的傳輸過程。
(1) 業(yè)務要在WDM中傳輸,首先需要將業(yè)務送到WDM的專有車輛(即OTU單元),將這些業(yè)務信號轉換為WDM所認識的標準波長光信號。
(2) 承載著業(yè)務的標準波光信號車輛,駕駛到檢查站(即合波單元),通過檢查站安排進入不同車道,一車一道同時在高速公路上行駛。
(3) 車輛的行駛狀況需要通過巡邏車也即監(jiān)控信道執(zhí)行監(jiān)督,確保業(yè)務傳輸正常。
(4) 如果運輸距離較長,還需要讓車輛駛入統(tǒng)一加油站,即通過光放大單元,對業(yè)務信號再生放大,確保業(yè)務長途運輸無損壞。
(5) 業(yè)務運輸?shù)浇K點站時,車輛再從檢查站(即分波單元)出來,分流到對應的接收客戶終端出口,業(yè)務從車輛卸貨下來,即通過OTU單元轉換成客戶業(yè)務信號(也就是無波長信息的業(yè)務信號),送到客戶手中。
3. OTN又是什么?
從上面簡單介紹中,我們不難總結出WDM技術最大優(yōu)勢是很好利用了光纖的資源,可以提供大容量的傳輸數(shù)據(jù)能力。但是WDM還有以下明顯缺點:
- 如果WDM車輛上的業(yè)務“包裹”在運輸過程中出錯了,沒辦法識別。即WDM系統(tǒng)對業(yè)務的監(jiān)控管理運維能力弱。
- 如果某業(yè)務在WDM系統(tǒng)指定波道傳輸后,該波道不能再給其他業(yè)務使用,會造成資源浪費。就好比,在高速公路上,每種車輛走的車道是固定,如果該車道空閑,其他類型車輛也是不可以走此車道的。
隨著通信網(wǎng)絡的發(fā)展,數(shù)據(jù)網(wǎng)絡上的數(shù)據(jù)量急速激增,專家們不得不再繼續(xù)開發(fā)WDM的潛力,改善WDM的能力,于是一種新技術誕生了——OTN。
前面說WDM系統(tǒng)類似高速公路交通系統(tǒng),OTN則是升級版高速公路交通系統(tǒng),其升級功能主要表現(xiàn)在下面兩方面:
(1) 增加運維規(guī)則,具體措施是增加了幀結構,提升業(yè)務的監(jiān)控管理運維能力。
從上面簡化WDM與OTN系統(tǒng)對比圖中,可以看出:
- 在WDM系統(tǒng)中,僅是將進入WDM系統(tǒng)的無波長信息的業(yè)務轉換成有波長信息業(yè)務,放到WDM系統(tǒng)傳輸。也就是說,WDM系統(tǒng)對所傳輸?shù)臉I(yè)務沒監(jiān)督機制,只保證業(yè)務可以傳輸?shù)浇邮斩恕?/li>
- 在OTN系統(tǒng)中,提供了一套業(yè)務放到OTN系統(tǒng)的規(guī)則,也就是所說的幀結構要求。進入OTN系統(tǒng)的業(yè)務,會先根據(jù)OTN幀結構要求打包,即加入監(jiān)控管理運維的信息,然后再轉換成帶波長信息的業(yè)務放到OTN系統(tǒng)傳輸。
(2) 增加電交叉功能,使得OTN系統(tǒng)可以分別處理客戶業(yè)務信號和波分信號。
前面講“WDM系統(tǒng)由什么組成?”時,提到WDM系統(tǒng)可以傳輸客戶業(yè)務,首先需要將客戶業(yè)務信號轉換成波分信號,傳統(tǒng)的WDM系統(tǒng)在處理此功能時,是直接通過同一塊單板實現(xiàn),對應每種客戶業(yè)務均需要占用一個光波承載。當網(wǎng)絡的客戶業(yè)務類型越來越多的時候,為了這些業(yè)務可以在WDM系統(tǒng)傳輸,一方面需要開發(fā)承載這些業(yè)務的新單板,會增加網(wǎng)絡建設成本;另一方面這些業(yè)務也會占用更多光波,導致資源緊張。
因此,OTN系統(tǒng)引入了電交叉功能,這功能好比在傳統(tǒng)WDM運輸系統(tǒng)增加了貨物調度中心。貨物調度中心將進入OTN運輸系統(tǒng)的不同貨物(即不同業(yè)務),打包并調度放到不同車輛(即用不同光波承載)。
貨物調度中心的好處是:如果網(wǎng)絡增加新客戶業(yè)務,就僅需要增加接入新業(yè)務的客戶側單板,借用線路側已有單板運輸業(yè)務,節(jié)省網(wǎng)絡建網(wǎng)成本。同時,當某個車道的貨車有空閑時,可以通過貨物調度中心,隨時往貨車加載客戶業(yè)務,避免貨車在車道上空載運行,浪費資源。
總結一下,OTN實際是對WDM的優(yōu)化,更進一步提升WDM系統(tǒng)的運維能力和資源靈活調度能力。
總之,WDM/OTN技術在信息數(shù)據(jù)量高速膨脹的今天,充當著數(shù)據(jù)網(wǎng)絡的大容量運輸系統(tǒng),不斷以更高可靠性、更高靈活調度能力、更高資源利用率傳送著這些信息數(shù)據(jù)“貨物”。