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网络数据的大容量传输技术WDM/OTN,你了解吗?
网络 通信技术
WDM/OTN技术在信息数据量高速膨胀的今天,充当着数据网络的大容量运输系统,不断以更高可靠性、更高灵活调度能力、更高资源利用率传送着这些信息数据“货物”。

我们每天拿手机、电脑,可以流畅刷微博、看视频、聊微信,这些日常简单不过的活动,可是需要有一个大容量运输系统支持。否则,微博、视频、微信信息是无法准确投递到你的手机或电脑显示屏上。在这个大容量运输系统中,不得不提的一项技术就是WDM/OTN。

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WDM(Wavelength Division Multiplexing,波分复用)是利用不同光波承载不同业务,实现在同一根光纤中同时传输多种业务的技术。OTN(Optical Transport Network,光传送网)可以理解为WDM的优化升级版本。下面我们来聊一聊这两种技术。

1. WDM是什么?

如果将光纤比喻为高速公路,在WDM系统中用于传输业务的光波比喻为货车,微博、视频、微信等不同传输业务就相当于待运输的包裹,这些包裹直接放到不同货车上。如果不分车道,这些货车都想进入光纤传输,那么一拥而入会造成整条高速公路车流混乱无序,影响传输效率。有了WDM,不同传输业务就可以实现在同一根光纤上同时传输,相当于在高速公路上为不同车辆划分车道,让不同车辆在不同车道上同时跑起来,提高了传输效率。

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同时,要保证交通顺畅,需要区分车道,让不同车辆各行其道。与公路交通划分大车道和小车道类似,WDM系统中的车道划分,分为两种:CWDM(Coarse Wavelength Division Multiplexing,稀疏波分复用)和DWDM(Dense Wavelength Division Multiplexing,密集波分复用),前者车道间隔(即波长间隔)较大,一般为20 nm,而后者间隔小,一般小于0.8 nm。

2. WDM系统由什么组成?

是不是只要划分车道,WDM就可以让不同业务同时在一条光纤上传输了?事情并没有那么简单,我们一起来看下WDM是如何做到的吧!

用专业术语来说,WDM系统一般由OTU(Optical Transponder Unit,光转发单元)、合/分波单元、监控信道和光放大单元组成。

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那么,WDM的各部分是如何协同配合,共同完成业务传输呢?下面让我们一起了解一下业务在WDM中的传输过程。

(1) 业务要在WDM中传输,首先需要将业务送到WDM的专有车辆(即OTU单元),将这些业务信号转换为WDM所认识的标准波长光信号。

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(2) 承载着业务的标准波光信号车辆,驾驶到检查站(即合波单元),通过检查站安排进入不同车道,一车一道同时在高速公路上行驶。

(3) 车辆的行驶状况需要通过巡逻车也即监控信道执行监督,确保业务传输正常。

(4) 如果运输距离较长,还需要让车辆驶入统一加油站,即通过光放大单元,对业务信号再生放大,确保业务长途运输无损坏。

(5) 业务运输到终点站时,车辆再从检查站(即分波单元)出来,分流到对应的接收客户终端出口,业务从车辆卸货下来,即通过OTU单元转换成客户业务信号(也就是无波长信息的业务信号),送到客户手中。

3. OTN又是什么?

从上面简单介绍中,我们不难总结出WDM技术最大优势是很好利用了光纤的资源,可以提供大容量的传输数据能力。但是WDM还有以下明显缺点:

  • 如果WDM车辆上的业务“包裹”在运输过程中出错了,没办法识别。即WDM系统对业务的监控管理运维能力弱。
  • 如果某业务在WDM系统指定波道传输后,该波道不能再给其他业务使用,会造成资源浪费。就好比,在高速公路上,每种车辆走的车道是固定,如果该车道空闲,其他类型车辆也是不可以走此车道的。

随着通信网络的发展,数据网络上的数据量急速激增,专家们不得不再继续开发WDM的潜力,改善WDM的能力,于是一种新技术诞生了——OTN。

前面说WDM系统类似高速公路交通系统,OTN则是升级版高速公路交通系统,其升级功能主要表现在下面两方面:

(1) 增加运维规则,具体措施是增加了帧结构,提升业务的监控管理运维能力。

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从上面简化WDM与OTN系统对比图中,可以看出:

  • 在WDM系统中,仅是将进入WDM系统的无波长信息的业务转换成有波长信息业务,放到WDM系统传输。也就是说,WDM系统对所传输的业务没监督机制,只保证业务可以传输到接收端。
  • 在OTN系统中,提供了一套业务放到OTN系统的规则,也就是所说的帧结构要求。进入OTN系统的业务,会先根据OTN帧结构要求打包,即加入监控管理运维的信息,然后再转换成带波长信息的业务放到OTN系统传输。

(2) 增加电交叉功能,使得OTN系统可以分别处理客户业务信号和波分信号。

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前面讲“WDM系统由什么组成?”时,提到WDM系统可以传输客户业务,首先需要将客户业务信号转换成波分信号,传统的WDM系统在处理此功能时,是直接通过同一块单板实现,对应每种客户业务均需要占用一个光波承载。当网络的客户业务类型越来越多的时候,为了这些业务可以在WDM系统传输,一方面需要开发承载这些业务的新单板,会增加网络建设成本;另一方面这些业务也会占用更多光波,导致资源紧张。

因此,OTN系统引入了电交叉功能,这功能好比在传统WDM运输系统增加了货物调度中心。货物调度中心将进入OTN运输系统的不同货物(即不同业务),打包并调度放到不同车辆(即用不同光波承载)。图片

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货物调度中心的好处是:如果网络增加新客户业务,就仅需要增加接入新业务的客户侧单板,借用线路侧已有单板运输业务,节省网络建网成本。同时,当某个车道的货车有空闲时,可以通过货物调度中心,随时往货车加载客户业务,避免货车在车道上空载运行,浪费资源。

总结一下,OTN实际是对WDM的优化,更进一步提升WDM系统的运维能力和资源灵活调度能力。

总之,WDM/OTN技术在信息数据量高速膨胀的今天,充当着数据网络的大容量运输系统,不断以更高可靠性、更高灵活调度能力、更高资源利用率传送着这些信息数据“货物”。

责任编辑:赵宁宁 来源: 中兴文档

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