Открытая транспортная сеть: надежная передача данных по оптоволокну для промышленности и инфраструктуры.

Введение

Open Transport Network (OTN) – гибкая частная коммуникационная сеть, основанная на технологии оптического волокна, производимая компанией OTN Systems. Это сетевая технология, используемая в масштабных частных сетях с широким спектром требований к связи, таких как системы метрополитена, трубопроводы, горнодобывающая отрасль, туннели и подобные объекты (ref). Она обеспечивает бесперебойную и прозрачную передачу различных типов приложений, включая видеоизображения, различные виды голосовой связи и трафика данных, информацию для управления технологическими процессами и т.п., на практически неограниченные расстояния. Система представляет собой сочетание оборудования передачи и доступа NE, взаимодействующего по оптическому волокну. Поддерживаемые протоколы связи включают последовательные протоколы (например, RS232), а также телефонию (POTS/ISDN), аудио, Ethernet, видео и видео по IP (через M JPEG, MPEG2/4, H.264 или DVB) (ref). Open Transport Network – это зарегистрированная торговая марка, которую не следует путать с Optical Transport Network.

Концепция

Основной строительный блок OTN называется узлом. Это 19-дюймовая стойка, в которой размещаются и соединяются между собой строительные блоки, обеспечивающие функциональность OTN. Основными компонентами являются источник питания и оптический кольцевой адаптер (называемый BORA: Broadband Optical Ring Adapter) (ref). Оставшееся пространство в узле может быть сконфигурировано с использованием до 8 (различных) интерфейсов уровня 1 в зависимости от требований. Узлы OTN соединяются друг с другом с помощью подключаемых оптических волокон в топологии двойного противонаправленного кольца. Первичное кольцо состоит из волокон, передающих данные от узла к узлу в одном направлении, вторичное кольцо работает параллельно с первичным, но передает данные в противоположном направлении. В нормальных условиях активные данные передаются только по одному кольцу. В случае обнаружения сбоя в этом пути передачи данных активируется вторичное кольцо. Такая топология горячего резервирования обеспечивает избыточность пути 1 + 1. Механизм переключения реализован на аппаратном уровне и обеспечивает сверхбыструю (50 мс) коммутацию без потери сервиса. Виртуальные двунаправленные соединения точка-точка или точка-многоточка (сервисы) между идентичными интерфейсами в разных узлах программируются с помощью конфигурационного программного обеспечения, называемого OMS (система управления OTN). Таким образом, OTN имитирует физическую кабельную сеть, соединяющую электронное оборудование для передачи данных, но с дополнительными преимуществами, характерными для волоконной передачи, и с высокой надежностью благодаря встроенной избыточной концепции. Эта концепция делает Open Transport Network фактическим стандартом базовой транспортной сети для промышленных объектов связи с высокой надежностью, которым требуется безошибочная связь для широкого спектра протоколов на больших расстояниях, таких как трубопроводы, метрополитены, железные дороги, автомагистрали и промышленные площадки. Оптические кольца передают кадры со скоростью (приблизительно) 150 Мбит/с (STM 1/OC 3), 622 Мбит/с (STM 4/OC 12), 2,5 Гбит/с (STM 16/OC 48) или 10 Гбит/с (STM 64/OC 192). Кадры разделены на полезные ячейки размером 32 кбит, которые переносят данные сервиса от источника к месту назначения. Через систему управления OTN (OMS) сервисам выделяется столько ячеек, сколько необходимо. Распределение полосы пропускания передается в энергонезависимую память управляющих плат узлов. В результате сеть может запускаться и работать без подключения или активации OMS.

The basic building block of OTN is called a node. It is a 19" frame that houses and interconnects the building blocks that produce the OTN functionality. Core building blocks are the power supply and the optical ring adapter (called BORA : Broadband Optical Ring Adapter) (ref). The remaining node space can be configured with up to 8 (different) layer 1 interfaces as required. OTN nodes are interconnected using pluggable optical fibers in a dual counterrotating ring topology. The primary ring consists of fibers carrying data from node to node in one direction, the secondary ring runs parallel with the primary ring but carries data in the opposite direction. Under normal circumstances, only one ring carries active data. If a failure is detected in this data path, the secondary ring is activated. This hot standby topology results in a 1 + 1 path redundancy. The switchover mechanism is hardware based and results in ultrafast (50ms) switchover without service loss. Virtual bidirectional point to point or point to multipoint connections (services) between identical interfaces in different nodes are programmed via a configuration software called OMS (OTN management system). By doing this, OTN mimics a physical wire harness interconnecting electronic data equipment but with the added advantages typical for fiber transmission and with high reliability due to the intrinsic redundant concept. This concept makes the Open Transport Network the de facto transmission backbone standard for industrial high reliability communication sites that require errorfree communication for a large spectrum of protocols over long distances like pipelines, metros, rail, motorways and industrial sites. The optical rings transport frames with a bitrate of (approximately) 150 Mbit/s (STM 1/OC 3), 622 Mbit/s (STM 4/OC 12), 2.5 Gbit/s (STM 16/OC 48) or 10 Gbit/s (STM 64/OC 192). The frames are divided into 32 kb payload cells that carry the service data from source to destination. Via the OTN management system (OMS), as many cells as required by the service are allocated to connections. This bandwidth allocation is transferred to the non volatile memory of the control boards of the nodes. As a result, the network is able to start up and work without the OMS connected or on line.