Что такое WDM? Что такое OTN? — В чем разница между WDM и OTN?

В условиях глобальной волны цифровой трансформации оптическая связь, как «нервный центр» передачи информации, лежит в основе работы различных сценариев с высокой интенсивностью трафика, включая 5G, искусственный интеллект, облачные вычисления и межсоединений центров обработки данных. WDM и OTN — две основные технологии в оптических сетях передачи данных, используемые в глобальных магистральных сетях, городских сетях и различных частных сетях промышленности. Они являются критически важной поддержкой для обеспечения высокоскоростной и стабильной передачи больших объемов данных. Сегодня мы рассмотрим основные определения, технические детали и ключевые различия между WDM и OTN с практической технической точки зрения, а также порекомендуем соответствующие продукты на Fibermart, адаптированные к глобальным сценариям, чтобы помочь специалистам отрасли быстро освоить основные знания.

Что такое WDM?

WDM, сокращение от Wavelength Division Multiplexing (мультиплексирование с разделением по длинам волн), определяется как технология, использующая дисперсионные характеристики света для объединения оптических сигналов разных длин волн (аналогично «разным цветам») в одно оптическое волокно для передачи, а затем разделяющая сигналы разных длин волн с помощью демультиплексора на приемном конце, что позволяет одному волокну передавать несколько услуг. Проще говоря, WDM — это как расширение однополосной автомагистрали на десятки или даже сотни параллельных полос, позволяющих различным «транспортным средствам данных» двигаться по своим полосам. Это значительно увеличивает пропускную способность оптических волокон и преодолевает узкое место ограниченной полосы пропускания в одном волокне.

Для глобальных приложений технология WDM стала основой мировых оптических сетей передачи данных. В зависимости от шага длин волн она в основном делится на две категории для удовлетворения различных требований сценариев, ключевые технические параметры которых четко описаны ниже:

●  CWDM (Coarse Wavelength Division Multiplexing) : Отличается большим расстоянием между длинами волн, обычно 20 нм. Не требует оптического усилительного оборудования, отличается низкой стоимостью и простотой развертывания, а также подходит для передачи на средние и короткие расстояния, например, для межсетевого взаимодействия предприятий и уровня доступа в городских сетях. Широко используется в малых и средних предприятиях и кампусных сетях по всему миру.

●  DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) : Имеет чрезвычайно малое расстояние между длинами волн, обычно 100 ГГц или 50 ГГц. Для усиления сигнала используется EDFA (Erbium-Doped Fiber Amplifier), поддерживает передачу десятков и сотен длин волн по одному волокну и может достигать скорости передачи данных на канал 100 Гбит/с, 400 Гбит/с или даже 800 Гбит/с. Применяется в сценариях передачи данных на большие расстояния с высокой пропускной способностью, таких как глобальные межконтинентальные подводные оптические кабели и национальные магистральные сети. Например, австралийская компания AARNet внедрила технологию DWDM 400G в своей подводной кабельной системе, обеспечив надежную передачу на сверхбольшие расстояния в 4600 километров.

Система WDM состоит из четырех основных компонентов, которые работают вместе, обеспечивая стабильную передачу сигнала:

●  OTU (оптический транспондерный блок) : осуществляет преобразование длины волны между серым и цветным светом.

●  Блок мультиплексирования/демультиплексирования : объединяет и разделяет сигналы различной длины волны.

●  Оптический усилитель : компенсирует потери при передаче.

●  Оптический канал управления : передает информацию для управления сетью, предпочтительно с длиной волны 1510 нм.

Его главные преимущества — большая пропускная способность и прозрачная передача. Он позволяет передавать различные услуги верхнего уровня незаметно, в полной мере использовать существующие ресурсы оптического волокна, снижать затраты на строительство сети и является оптимальным выбором для расширения пропускной способности глобальных оптических сетей связи.

Что такое OTN?

OTN, сокращение от Optical Transport Network (оптическая транспортная сеть) , определяется как технология оптической транспортной сети следующего поколения, которая объединяет «передачу, мультиплексирование, кросс-соединение и управление». Основанная на технологии WDM, она предоставляет мощные возможности управления эксплуатацией и техническим обслуживанием (O&M), а также функции планирования электрических кросс-соединений, аналогичные SDH (синхронной цифровой иерархии). Если WDM — это «магистрали» глобальной оптической сети передачи, то OTN — это интеллектуальный диспетчерский центр и платформа O&M этой «транспортной системы», решающая проблемы, связанные со слабыми возможностями O&M и низким уровнем использования ресурсов технологии WDM.

С технической точки зрения, основные преимущества OTN проявляются в двух ключевых аспектах, которые и послужили причиной того, почему эта технология стала предпочтительным выбором для высокопроизводительных сценариев оптической передачи данных по всему миру:

●  Мощные возможности управления эксплуатацией и техническим обслуживанием : OTN внедряет стандартизированную структуру кадра и добавляет информацию о мониторинге и управлении к каждому сервисному сигналу, подобно установке устройства позиционирования и обнаружения неисправностей на каждом «транспортном средстве данных». Это обеспечивает сквозное определение местоположения неисправностей и мониторинг производительности, значительно снижая сложность эксплуатации и технического обслуживания глобальных межрегиональных оптических сетей, особенно в сложных сценариях, таких как магистральные сети операторов связи и крупномасштабные межсетевые соединения центров обработки данных.

●  Возможность гибкого планирования ресурсов : OTN оснащена функцией электрического кросс-соединения, что эквивалентно добавлению «центра обработки грузов» к системе передачи WDM. Она позволяет гибко упаковывать и распределять услуги различных типов и скоростей, избегая нерационального использования волновых ресурсов. Например, когда определенная длина волны свободна, другие услуги могут быть загружены через функцию электрического кросс-соединения для повышения эффективности использования ресурсов. При этом поддерживается доступ к услугам со скоростью от 100 Мбит/с до 100 Гбит/с и даже выше, что позволяет адаптироваться к разнообразным потребностям в услугах в условиях глобальной цифровой трансформации.

В настоящее время технология OTN широко используется в глобальных магистральных сетях операторов связи, на уровне ядра городских сетей и в сценариях межсоединений гипермасштабных центров обработки данных. Решение 400G OTN, развернутое в сети Internet2 в США, обеспечило высокоскоростную передачу данных на расстояние более 1500 километров, гарантируя стабильную сетевую поддержку для глобального сотрудничества в области научных исследований. Крупнейшие операторы связи по всему миру также постепенно продвигают глубокую интеграцию OTN и WDM для построения более эффективной и интеллектуальной оптической сети передачи данных.

Разница между WDM и OTN (точное сравнение для четкого разграничения)

Многие специалисты в отрасли склонны путать WDM и OTN. На самом деле, основное различие между ними заключается в их «функциональном позиционировании»: WDM фокусируется на «передаче», а OTN — на «передаче + управлении + планировании». Ниже приведено точное техническое сравнение по 5 ключевым параметрам в сочетании с глобальными сценариями применения, чтобы избежать когнитивных недоразумений:

Сопутствующие продукты Fibermart WDM и OTN

Для глобальных сценариев применения технологий WDM и OTN компания Fibermart предлагает ряд высокоадаптируемых и стабильных продуктов, охватывающих весь спектр сценариев CWDM, DWDM и OTN. Параметры продуктов соответствуют международным стандартам и нейтрально совместимы с различными глобальными требованиями к оптической передаче. Конкретные категории продуктов следующие:

Широкополосные мультиплексоры с разделением по длинам волн серии FWDM от Fibermart

В эту серию входят модели, такие как FWDM 4/35 и FWDM 5/34, с диапазонами длин волн передачи, охватывающими основные полосы, такие как 1480–1500 нм и 1540–1560 нм. Они отличаются низкими вносимыми потерями (≤0,8 дБ), равномерностью канала (<0,3 дБ), изоляцией более 30 дБ и диапазоном рабочих температур от -20 до +80 ℃. Они адаптированы для сценариев CWDM в различных климатических условиях по всему миру и могут использоваться для мультиплексирования и демультиплексирования сигналов в корпоративных сетях и на уровне доступа городских сетей.

Оборудование для интегрированных оптических систем передачи данных серии OTN1000 от Fibermart

Данное оборудование поддерживает передачу данных со сверхвысокой пропускной способностью 96×100 Гбит/с, при этом пропускная способность одного волокна достигает 9,6 Тбит/с. В нем используется технология кодирования PDM-QPSK (поляризационное мультиплексирование с квадратурной фазовой манипуляцией) для когерентного детектирования, с допуском дисперсии до 22000 пс/нм, и поддерживается передача данных без электрической ретрансляции на расстояние более 1200 километров. Поддерживается многоканальный доступ, включая FE/GE/10GE/25GE/40GE/100GE, и оно оснащено многоуровневой защитой, такой как защита оптического канала 1+1 и защита источника питания 1+1, что делает его подходящим для удовлетворения потребностей в передаче данных на большие расстояния глобальных операторов связи, центров обработки данных, финансовых компаний и других отраслей. Оборудование выполнено в стандартном 19-дюймовом стоечном исполнении форм-факторе 1U, 2U, 5U с возможностью подключения по принципу Plug-and-Play, а единая платформа управления сетью обеспечивает комплексный мониторинг сети, удовлетворяя требованиям удобства эксплуатации и технического обслуживания глобальных оптических сетей.

"Золотое сочетание" для глобальной оптической передачи

Вкратце, WDM и OTN — это не противоположные технологии, а «золотая комбинация» в глобальной оптической сети передачи данных. WDM обеспечивает передачу данных большой пропускной способности для решения проблемы «узкого места в передаче», в то время как OTN предоставляет возможности интеллектуального управления и планирования для решения проблем «эксплуатации и технического обслуживания, а также повышения эффективности». В условиях стремительного роста глобального спроса на вычислительные мощности для ИИ и широкого развертывания сетей 5G, технологии WDM и OTN развиваются в направлении более высоких скоростей (800G, 1.6T), большей интеллектуальности и более высокой энергоэффективности. Соответствующие продукты Fibermart, соответствующие международным стандартам и обладающие широкой адаптивностью к различным сценариям, предоставляют экономически эффективные решения для построения глобальных оптических сетей передачи данных.

Если вы занимаетесь развертыванием глобальных проектов оптической передачи данных и нуждаетесь в продуктах, адаптированных для сценариев CWDM, DWDM или OTN, вы можете обратить внимание на соответствующие серии от Fibermart. Кроме того, вы можете оставить сообщение в комментариях, чтобы обсудить советы по применению WDM и OTN в реальных проектах. В будущем мы поделимся дополнительной технической информацией об оптической связи, чтобы помочь специалистам отрасли быстро развиваться.

Часто задаваемые вопросы (ЧЗВ)

Исходя из основных потребностей конечных пользователей (эксплуатация и техническое обслуживание предприятия, развертывание проектов, закупки), мы отобрали наиболее часто задаваемые вопросы и ответы, чтобы помочь быстро решать задачи в практических приложениях, без необходимости читать весь текст слово в слово:

При развертывании межсетевого взаимодействия в масштабах предприятия, чему следует отдавать приоритет: WDM или OTN?

Решение CWDM в рамках WDM является приоритетным. Межсетевое соединение кампусов в основном включает в себя средние и ближние расстояния, а также средние и малые требования к пропускной способности. CWDM отличается простотой развертывания, низкой стоимостью и отсутствием необходимости в дополнительном оптическом усилительном оборудовании, что полностью удовлетворяет требованиям к передаче сигнала в кампусах предприятий. OTN больше подходит для сложных сценариев с высокими требованиями к эксплуатации и техническому обслуживанию, а также к планированию, и его применение в межсетевом соединении кампусов приведет к нерациональному расходованию ресурсов и средств.

Для глобальной межконтинентальной передачи данных на большие расстояния необходимо ли использовать WDM и OTN одновременно?

Рекомендуется комбинированное использование. Основные требования к межконтинентальной передаче данных на большие расстояния — это «большая пропускная способность + высокая стабильность». DWDM (разновидность WDM) отвечает за предоставление сверхбольшой пропускной способности для передачи данных на большие расстояния без ретрансляции; OTN отвечает за планирование обслуживания и мониторинг эксплуатации и технического обслуживания, что позволяет быстро обнаруживать неисправности в межконтинентальной передаче и повышать стабильность сети. Сочетание этих двух технологий является оптимальным решением для глобальной межконтинентальной передачи данных.

Способна ли продукция Fibermart адаптироваться к климату и стандартам различных регионов мира?

Да. Параметры сопутствующих продуктов Fibermart соответствуют международным стандартам. Например, широкополосные мультиплексоры с разделением по длинам волн серии FWDM имеют диапазон рабочих температур от -20 до +80℃, что позволяет адаптировать их к различным климатическим условиям по всему миру; серия OTN1000 поддерживает доступ к различным международным универсальным сервисам, соответствует стандартным требованиям глобальных операторов связи, центров обработки данных и других отраслей и может быть напрямую адаптирована к потребностям развертывания в различных регионах мира.

Можно ли модернизировать существующую сеть WDM до сети OTN?

Да, бесшовное обновление возможно. Технология OTN разработана на основе возможностей передачи WDM, без необходимости замены существующих оптоволоконных ресурсов. Только путем добавления блоков планирования кросс-соединений OTN и модулей управления эксплуатацией и техническим обслуживанием можно реализовать модернизацию существующей сети WDM, что не только сохраняет преимущество передачи больших объемов данных, но и добавляет возможности интеллектуального планирования и эксплуатации, снижая затраты на модернизацию.

У какого из вариантов ниже затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание в дальнейшем: у WDM или у OTN?

Оценка производится на основе конкретных сценариев. Для средних и малых мощностей, простых сценариев (например, корпоративных кампусов), WDM имеет более низкие эксплуатационные расходы, не требует привлечения профессиональной команды специалистов по эксплуатации и техническому обслуживанию, а также упрощает поиск и устранение неисправностей. Для сложных сценариев (например, магистральных сетей операторов связи, межконтинентальной передачи данных) OTN имеет более низкие эксплуатационные расходы. Его комплексные возможности по управлению и техническому обслуживанию (OAM) позволяют значительно сократить время поиска и устранения неисправностей, а также трудозатраты и снизить долгосрочные эксплуатационные расходы.

Как определить, какое оборудование (CWDM, DWDM или OTN) лучше выбрать при закупке оборудования для B-блока?

Выберите сценарий: для средних и коротких расстояний, средней и малой пропускной способности (межсистемные соединения/соединения филиалов) выберите CWDM; для больших расстояний, большой пропускной способности (межгородская/межконтинентальная передача) выберите DWDM; для сценариев, требующих гибкого планирования и мощных возможностей эксплуатации и технического обслуживания (операторы связи/крупные центры обработки данных) выберите OTN.

Какие преимущества для конечных пользователей (B-end) дает выбор продукции Fibermart?

Высокая адаптивность (соответствие международным стандартам, адаптация к глобальным климатическим условиям), высокая экономическая эффективность, удобство развертывания и полное покрытие сценариев WDM/OTN, что позволяет удовлетворить потребности в комплексных закупках.