Jaringan Konvergensi

Jaringan transportasi berbasis TDM saat ini telah dirancang untuk memberikan tingkat kinerja dan keandalan yang terjamin untuk layanan jalur berbasis suara dan suara yang dominan. Teknologi yang telah terbukti, seperti SDH, telah diterapkan secara luas, menyediakan transportasi berkapasitas tinggi, dapat diskalakan hingga gigabit per detik, untuk aplikasi suara dan saluran sewa. Cincin pemulihan otomatis SDH memungkinkan pemulihan tingkat layanan dalam puluhan milidetik setelah kegagalan jaringan. Semua fitur ini didukung oleh standar global yang mapan yang memungkinkan interoperabilitas multivendor tingkat tinggi.

Jaringan Hari Ini

Berbeda dengan jaringan transportasi berbasis TDM saat ini (dan, dalam beberapa hal, dengan jaringan ATM), jaringan IP "upaya terbaik" umumnya tidak memiliki sarana untuk menjamin keandalan yang tinggi dan kinerja yang dapat diprediksi. Layanan upaya terbaik yang disediakan oleh sebagian besar jaringan IP lama, dengan penundaan, jitter, dan kehilangan paket yang tidak dapat diprediksi, adalah harga yang dibayarkan untuk mencapai pemanfaatan tautan maksimum melalui multiplexing statistik. Pemanfaatan tautan (misalnya jumlah pengguna per unit bandwidth) telah menjadi gambaran penting dari manfaat jaringan data, karena tautan biasanya dibawa pada sirkuit yang disewakan melalui jaringan transport TDM.

Mengingat sifat lalu lintas data yang secara inheren meledak, pipa bandwidth tetap dari transportasi TDM mungkin bukan solusi yang idealnya efisien. Namun, inefisiensi ini secara tradisional dianggap kurang penting daripada keandalan jaringan dan fitur isolasi kemacetan dari penyedia jaringan transportasi berbasis TDM.

Permintaan yang melonjak untuk bandwidth tinggi dan layanan data yang berbeda kini menantang model arsitektur ganda dari transportasi berbasis TDM dan jaringan paket upaya terbaik ini. Tidaklah efektif dari segi biaya untuk memperluas kegunaan jaringan dengan upaya terbaik dengan menyediakan bandwidth jaringan secara berlebihan dan menjaga agar jaringan dimuat dengan ringan.

Selain itu, pendekatan ini tidak selalu dapat dicapai atau dijamin karena pertumbuhan permintaan yang tidak menentu, dan merupakan masalah khusus untuk domain akses jaringan, yang paling sensitif terhadap kendala ekonomi dari fasilitas yang kurang dimanfaatkan. Akibatnya, secara umum, penyedia layanan data saat ini tidak memiliki dukungan infrastruktur jaringan untuk memberikan jaminan layanan yang dibedakan khusus pelanggan dan perjanjian tingkat layanan yang sesuai.

Jaringan Generasi Berikutnya

Arsitektur jaringan generasi berikutnya untuk evolusi yang hemat biaya, andal, dan dapat diskalakan akan menggunakan jaringan transportasi dan lapisan layanan yang ditingkatkan, bekerja sama dalam cara yang saling melengkapi dan dapat dioperasikan. Jaringan generasi mendatang ini akan secara dramatis meningkatkan, dan secara maksimal berbagi, kapasitas infrastruktur jaringan tulang punggung, dan memberikan diferensiasi layanan yang canggih untuk aplikasi data yang muncul.

Jaringan transportasi memungkinkan lapisan layanan untuk beroperasi lebih efektif, membebaskan mereka dari batasan topologi fisik untuk fokus pada tantangan yang cukup besar dalam memenuhi persyaratan layanan. Oleh karena itu, melengkapi banyak peningkatan lapisan layanan, jaringan transportasi optik akan menyediakan lapisan kapasitas tinggi yang terpadu dan dioptimalkan, manajemen bandwidth dengan keandalan tinggi, dan menciptakan apa yang disebut solusi jaringan data optik untuk layanan data berkapasitas lebih tinggi dengan kualitas terjamin.

Jaringan Transportasi Optik: Pandangan Praktis

Visi jaringan optik telah menangkap imajinasi para peneliti dan perencana jaringan, sejak komersialisasi WDM yang cepat dan sukses. Dalam visi asli jaringan transportasi optik, jaringan transportasi yang fleksibel, dapat diskalakan, dan kuat muncul, melayani berbagai sinyal klien yang berkembang dengan persyaratan layanan yang sama bervariasi (fleksibilitas, skalabilitas, dan kemampuan bertahan ditambah dengan bit rate dan independensi protokol).

Janji tentang infrastruktur transportasi yang mampu memenuhi permintaan bandwidth yang terus meningkat hingga abad baru ini, di mana panjang gelombang menggantikan slot waktu sebagai media untuk menyediakan transfer layanan bandwidth tinggi yang andal di seluruh jaringan, memang menggiurkan. Tapi apakah jaringan optik itu? Jawabannya sangat bervariasi, dan faktanya telah berkembang selama beberapa tahun terakhir. Upaya awal pada jaringan optik difokuskan pada transparansi optik dan desain jaringan transparan optik dalam skala global.

Solusi Praktis

Dengan tidak adanya solusi "semua-optik" yang layak, solusi yang lebih praktis untuk jaringan optik mengakomodasi kebutuhan opto-elektronik untuk mendukung regenerasi sinyal optik, dan pemantauan kinerja sinyal optik. Dalam apa yang disebut jaringan semua-optik, sinyal melintasi jaringan seluruhnya dalam domain optik, tanpa bentuk pemrosesan opto-elektronik. Ini menyiratkan bahwa semua pemrosesan sinyal - termasuk - regenerasi sinyal, perutean, dan pertukaran panjang gelombang - terjadi seluruhnya dalam domain optik.

Karena keterbatasan rekayasa analog (misalnya, faktor pembatas dalam sistem digital yang dirancang dengan benar adalah salah satu akurasi dari konversi bentuk gelombang pesan analog asli ke dalam bentuk digital) dan mempertimbangkan keadaan terkini dalam teknologi pemrosesan semua-optik , gagasan global atau bahkan nasional semua jaringan optik tidak dapat dicapai secara praktis.

Secara khusus, konversi opto-elektronik mungkin diperlukan dalam elemen jaringan opto untuk mencegah akumulasi gangguan transmisi - gangguan yang diakibatkan dari faktor-faktor seperti dispersi dan nonlinier serat serat, cascading dari penguat gain datar non-ideal, crosstalk sinyal optik, dan penyempitan spektrum transmisi dari filter non-datar bertingkat. Konversi opto-elektronik juga dapat mendukung pertukaran panjang gelombang, yang saat ini merupakan fitur yang menantang untuk direalisasikan ke semua domain optik.

Singkatnya, dengan tidak adanya perangkat yang tersedia secara komersial yang melakukan regenerasi sinyal untuk mengurangi akumulasi gangguan dan mendukung konversi panjang gelombang dalam domain semua-optik, beberapa ukuran konversi opto-elektronik harus diharapkan dalam arsitektur jaringan optik praktis jangka pendek. Arsitektur jaringan optik yang dihasilkan dapat dicirikan oleh subnetwork yang transparan secara optik (atau semua optik), yang dibatasi oleh opto-elektronik yang ditingkatkan fitur, seperti yang ditunjukkan pada gambar di atas.

Transparansi Sinyal Klien

Di luar rekayasa jaringan analog, pertimbangan praktis akan terus mengatur realisasi akhir OTN. Yang terpenting di antara pertimbangan ini adalah keinginan operator jaringan untuk transparansi sinyal klien yang tinggi dalam infrastruktur transportasi di masa mendatang.

Apa yang dimaksud dengan "Transparansi sinyal klien"? Secara khusus, untuk rangkaian sinyal klien yang diinginkan yang ditargetkan untuk diangkut pada OTN, pemetaan individu ditentukan untuk membawa sinyal ini sebagai muatan sinyal server saluran optik (OCh). Sinyal yang diharapkan di OTN termasuk sinyal SDH dan PDH lama, dan lalu lintas berbasis paket seperti Internet Protocol (IP), ATM, GbE dan Ssimple Ddata Llink (SDL). Setelah sinyal klien dipetakan ke dalam sinyal server OCh-nya pada saat masuknya OTN, operator yang menyebarkan jaringan seperti itu tidak perlu memiliki pengetahuan mendetail tentang (atau akses ke) sinyal klien, sampai sinyal tersebut dihapus di jalan keluar jaringan.

Titik masuk dan keluar jaringan optik harus membatasi domain transparansi sinyal klien OTN. Oleh karena itu, faktor terpenting dalam mewujudkan transparansi sinyal klien adalah menghilangkan semua peralatan dan pemrosesan khusus klien antara titik masuk dan keluar OTN. Untungnya, lebih mudah untuk menerima peralatan yang bergantung pada klien saat masuk / keluar, karena biasanya didedikasikan untuk setiap layanan.

Jaringan Transport Optik melalui Digital Wrappers

Penggunaan teknologi DWDM yang meluas telah menghadirkan tantangan baru bagi penyedia layanan: bagaimana mengelola peningkatan jumlah panjang gelombang secara efektif untuk memberikan layanan yang cepat dan andal kepada pelanggan akhir mereka. Untuk mengelola panjang gelombang atau OCh secara efektif, jaringan optik harus mendukung per panjang gelombang atau fungsi operasi, administrasi dan pemeliharaan (OAM) level OCh.

ITU (T) Rec. G872 mendefinisikan beberapa fungsionalitas untuk OAM level-OCh yang diimplementasikan dalam bentuk overhead tanpa menentukan bagaimana overhead ini dilakukan. Hingga saat ini, satu-satunya cara yang layak untuk mendukung regenerasi sinyal dan untuk memantau, menganalisis, dan mengelola OCh (panjang gelombang) adalah dengan mengandalkan sinyal dan peralatan SDH di seluruh jaringan. Ini mensyaratkan bahwa sinyal pada setiap panjang gelombang dalam sistem WDM diformat dengan SDH.

Saluran Optik (Panjang Gelombang)

Memanfaatkan titik regenerasi opto-elektronik yang ada dalam sistem DWDM, gagasan menggunakan teknologi pembungkus digital akan memberikan fungsionalitas dan keandalan yang mirip dengan SDH, tetapi untuk sinyal klien apa pun, membawa kita selangkah lebih dekat untuk mewujudkan visi asli jaringan transportasi optik .

Teknologi pembungkus digital menyediakan fungsi manajemen jaringan yang diuraikan dalam ITU (T) Rec. G.872 untuk mengaktifkan OTN. Ini termasuk pemantauan kinerja lapisan optik, Fforward Eerror Ccorrection (FEC), dan perlindungan cincin dan pemulihan jaringan pada basis per panjang gelombang, semuanya tidak tergantung pada format sinyal input seperti yang ditunjukkan pada gambar berikut.

Gagasan menggunakan pembungkus digital (atau TDM) per "sekitar" klien OCh untuk mendukung overhead OCh terkait saluran baru-baru ini telah diusulkan, dan pada kenyataannya, telah diadopsi sebagai dasar untuk definisi OCh. Skema ini akan memanfaatkan kebutuhan regenerasi OCh untuk menambah kapasitas tambahan ke klien OCh. Tentu saja, setelah kami memiliki cara untuk menambahkan overhead ke sinyal klien OCh secara digital, masuk akal untuk menggunakan ini untuk mendukung semua persyaratan OAM level OCh.

Secara khusus, overhead yang ditambahkan secara digital membuatnya hampir tidak mudah untuk menyelesaikan masalah pemantauan kinerja utama OTN, yaitu menyediakan akses ke Bbit Eerror Rrate (BER) dengan cara yang tidak bergantung pada klien. Dan dengan opsional menggunakan FEC, metode pembungkus digital dapat secara signifikan meningkatkan kinerja BER dari sinyal klien, yang selanjutnya meminimalkan persyaratan untuk konversi opto-elektronik.

Salah satu cara untuk meningkatkan kinerja jaringan transportasi adalah melalui penggunaan FEC yang saat ini tersedia di beberapa peralatan. Oleh karena itu, manfaat tambahan dari teknik pembungkus digital adalah kemampuan untuk mendukung FEC secara opsional untuk peningkatan margin sistem.

Struktur Bingkai OCh

Secara fungsional, payload OCh dan OAM harus dipisahkan dari mekanisme FEC. Hal ini memungkinkan untuk membawa muatan dan OAM ujung ke ujung di seluruh jaringan, sambil menggunakan skema FEC yang berbeda pada tautan yang berbeda. Contoh nyata di mana hal ini mungkin terjadi adalah antara tautan kapal selam dan terestrial. Di masa lalu, kode FEC baru sedang diselidiki untuk sistem generasi berikutnya.

Gambar berikut Di bawah Gambar. Mengilustrasikan usulan struktur rangka dasar OCh, dan jenis fungsi yang dapat dijalankan dalam struktur rangka OCh. Meskipun dapat dikatakan bahwa proposal ini tidak konsisten dengan tujuan jangka panjang dari semua jaringan optik, kami tidak mengharapkan kebutuhan akan regenerasi menghilang.

Jarak antar titik regenerasi akan terus meningkat; namun, kebutuhan untuk regenerasi di titik handoff sinyal akan tetap ada. Ditambah dengan penggunaan Ooptical Ssupervisory Cchannel (OSC) untuk mengelola OCh dalam subnetwork yang transparan secara optik, pembungkus digital akan mendukung manajemen ujung ke ujung OCh (panjang gelombang) di seluruh OTN nasional atau global.

Regenerasi 3R (Pembentukan Ulang, Penentuan Waktu, dan Regenerasi) disediakan melalui konversi optik-ke-listrik dan sebaliknya, dan proposal pembungkus digital memanfaatkan ini. Apakah gambar akan berubah jika semua-optik 3R-regenerasi tersedia? Jika semua regenerasi optik mampu menambah overhead, argumennya tidak berubah; hanya implementasi regenerator yang akan berubah.

Jika Haruskah regenerator optik tidak dapat menambah overhead, kebutuhan untuk overhead OCh tidak akan hilang. ; Regenerator optik kemudian akan meningkatkan jarak potensial antara titik regenerasi opto-elektronik, dan pembungkus digital akan melewatinya secara transparan. Implikasi dari penggunaan pembungkus digital pada evolusi jaringan transportasi optik mungkin sangat besar, terutama bila diambil dalam konteks tren jaringan data.

Pilihan Stack Protokol

Protokol IP jelas merupakan lapisan konvergensi dalam jaringan komunikasi data saat ini, dan dapat diperkirakan bahwa protokol ini akan memperluas peran ini ke jaringan multi-layanan di tahun-tahun mendatang. IP dapat diangkut melalui berbagai macam protokol lapisan data link dan infrastruktur jaringan yang mendasarinya. Gambar berikut di bawah Gambar. Menunjukkan beberapa kemungkinan tumpukan protokol, atau pemetaan, IP ke infrastruktur jaringan WDM.

Apa itu IP over WDM?

Tumpukan protokol berlabel a, b dan d pada Gambar di atas berikut ini adalah yang paling umum digunakan saat ini. Mereka menggunakan IP klasik melalui ATM melalui pemetaan SDH seperti yang ditunjukkan pada Gambar (a) ;. paket melalui SDH (POS) seperti yang ditunjukkan pada Gambar. (b); atau IP klasik dan diperpanjang melalui Ethernet seperti yang ditunjukkan pada Gambar. (d). Kasus (e) dan (f) menggunakan Simple Data Link (SDL), lapisan data link baru yang baru-baru ini diusulkan sebagai alternatif untuk POS. Tumpukan protokol berlabel (c) adalah alternatif untuk kasus (a), di mana lapisan SDH perantara dihilangkan dan pemetaan langsung sel ATM ke WDM dilakukan.

Tumpukan protokol yang berbeda ini menyediakan fungsionalitas yang berbeda, dalam hal overhead bandwidth, skalabilitas tarif, manajemen lalu lintas, dan QOS. Untuk menyatakan bahwa salah satu pemetaan tertentu mewakili IP melalui WDM sangatlah tidak jujur.

Keragaman protokol lapisan data link dan pemetaan IP ke dalam infrastruktur jaringan dasar yang berbeda adalah salah satu kekuatan utama IP, dan merupakan karakteristik yang tidak akan hilang. Sebaliknya, sangat mungkin akan diusulkan pemetaan protokol yang baru, inovatif, dan lebih efisien untuk pengangkutan paket IP. Ini sudah menjadi kasus untuk jaringan bandwidth rendah dan keandalan rendah, dan juga akan demikian untuk jaringan bandwidth tinggi dan jaringan optik yang sangat andal. Pandangan ini juga sesuai dengan visi "semua yang ada di IP dan IP di segala hal".