Схема мультиплексирования и упаковки оптической транспортной иерархии ОТН (Optical Transport Hierarchy) отражает последовательность преобразований информационных данных и оптических сигналов в интерфейсе оптической сети. Схема представлена на рисунке 2.28. Процедуры преобразований показаны стрелками. Блоки схемы, изображенные в виде прямоугольников, предназначены под упаковку цифровых данных. Блоки схемы, изображенные в виде овалов, предназначены для операций мультиплексирования.
Рисунок 2.28. Схема мультиплексирования и упаковки ОТН
Таблица 2.6. Иерархические скорости и циклы ОТН
| OTUk | Скорость, кбит/с | Отклонение скорости | Длительность цикла |
| OTU1 | 2 666 057 | ± 20× 10–6 | 48,971 мкс |
| OTU2 | 10 709 225 | 12,191 мкс | |
| OTU3 | 43 018 413 | 3,035 мкс |
В результате операций упаковки создаются адаптированные блоки цифровых данных, которые передаются в оптических каналах, т.е. на отдельных волнах. В результате операций мультиплексирования создаются групповые блоки цифровых данных и групповые блоки оптических каналов с разделением по длине волны WDM. Отдельные блоки цифровой и оптической передачи имеют следующее назначение.
OPUk, Optical Channel Payload Unit-k, блок оптического канала нагрузки порядка k, где k = 1, 2, 3. Эта информационная структура используется для адаптации информации пользователя к транспортировке в оптическом канале. Адаптация производится на скорости 2.5Гбит/с, 10Гбит/с, 40Гбит/с. Это могут быть циклы SDH или другие цифровые потоки.
Блок OPUk состоит из поля информационной нагрузки и заголовка.
ODUk, Optical Data Unit-k, блок данных оптического канала порядка k, где k = 1, 2, 3. Эта информационная структура состоит из поля информации (OPUk) и заголовка.
ODUkP, ODUk Path – блок данных оптического канала порядка k, поддерживающий тракт из конца в конец оптической сети OTN (Optical Transport Network).
ODUkT, ODUkTCM – ODUk Tandem Connection Monitoring – блок данных оптического канала, поддерживающий наблюдение (мониторинг) парных (тандемных) соединений в оптической сети OTN. Один блок ODUkT допускает поддержку мониторинга до 6 тандемных сообщений.
OTUk, Optical Transport Unit-k, цифровой блок оптического канала транспортировки порядка k, где k = 1, 2, 3. Эта цифровая информационная структура используется для транспортировки ODUk через одно или большее число соединений (кроссовые соединения в узлах) оптических каналов. Блок OTUk определен в двух версиях: OTUkV и OTUk.
Блок OTUk рекомендован к применению на локальных участках OTN в полной и упрощенной формах исполнения.
Блок OTUkV характеризуется как частично стандартизированная структура и рекомендуемая для применения в составе оптического транспортного модуля ОТМ (Optical Transport Module) в полной форме исполнения. Блок OTUkV состоит из блока данных оптического канала, заголовка для управления соединением оптического канала и поля контроля/исправления ошибок FEC, Forward Error Correction (глава 8).
Для передачи в оптической секции формируются/расформировываются оптические транспортные модули OTM-n.m, OTM-nr.m, OTM-0.m. Индексы ОТМ определены для обозначения различных вариантов построения модулей.
Индекс "n" используется для обозначения максимального числа волн передачи. Если n = 0, то это признак одноволновой передачи.
Индекс "r" используется для обозначения упрощенных функций, в частности ОТМ не содержит отдельный канал передачи заголовков.
Индекс "m" используется для обозначения иерархической ступени ОТН с соответствующей скоростью передачи в варианте комбинирования скоростей. Он является расширенным по сравнению с индексом "k" обозначением (m = 1, 2, 3, 12, 123, 23).
Индекс "k" используется для обозначения поддерживаемой иерархической скорости ОТН. k = 1 соответствует примерно скорости 2,5 Гбит/с, k = 2 соответствует примерно скорости 10 Гбит/с, k = 3 соответствует примерно скорости 40 Гбит/с.
Передача в оптической физической секции, включающей в свой состав усилители, компенсаторы дисперсии, волоконные световоды, предусмотрена в виде многоволнового оптического сигнала, состоящего из одного или нескольких OTM. Порядок волновой передачи OTM определен индексом "n", который может быть 0 ≤n ≤16.
Цифровые блоки данных OTUk, где k = 1, 2, 3, образуют оптическую транспортную иерархию ОТН, для которой определены скорости передачи информации, цикличность и структура цикла. В таблице 2.6 представлены скорости передачи OTUk и их периодичность.
На рисунке 2.29 приведена общая структура OTUk, при создании которой на этапах мультиплексирования применяется побайтовое объединение информационных данных ODUk в групповые блоки ODTUGk, где k = 1, 2, 3. Формирование структур OTUk, ODUk и OPUk связано с присоединением заголовков ОН и согласованием скоростей.
Цикл OTUk начинается синхрословом FAOH емкостью 7 байт в головной части. В завершении цикла применяется блок 4´ 256 байт, который может быть представлен кодом Рида-Соломона RS (Reed-Solomon) или содержать нулевое заполнение (глава 8).
Передача байт блоков OTUk производится слева на право и сверху вниз байт за байтом (рисунок 2.30).
Конечным результатом исполнения операций схемы мультиплексирования является оптический транспортный модуль ОТМ в одном из трех вариантов: OTM-0.m; OTM-nr.m и OTM-n.m. В этих вариантах ОТМ могут сочетаться различные по скорости оптических каналов, с загружаемыми в них OTUk. Например, OTM-n.1 переносит сигналы OTU1 в n-оптических каналах или OTM-n.23 переносит j количество сигналов OTU2 и I количество сигналов OTU3, а сумма соответствует неравенству i + j ≤ n.
Рисунок 2.29. Структура цикла OTUk
Рисунок 2.30. Порядок передачи OTUk
Блок оптического канала OCh предназначен для транспортировк информационных данных пользователя сети OTN. В каждом оптическом канале OCh производится регенерация цифровых сигналов по принципу 3R, т.е. восстановление амплитуды, формы и фазовых параметров электрических импульсов. Пользовательские сигналы в OCh представляют собой сигналы OTUk. Кроме того, OCh могут поддерживать передачу других цифровых сигналов, например STM-N, Гигабит Ethernet. Блок оптического канала может создавать сетевой цикл полной или упрощенной формы.
Полная форма цикла уровня OCh предполагает перенос пользовательских данных на отдельной оптической частоте и заголовка каждого оптического канала на общей оптической частоте для n-каналов, т.е. отдельным оптическим сервисным каналом (OOS).
Упрощенная форма сигнала уровня OCh исключает оптический сервисный канал.
Для каждого оптического канала OChn используется поле сигналов обслуживания, помещаемое в заголовке OOS.
Блок переноса оптического канала ОСС (Optical Channel Carrier) предназначен для модуляции/демодуляции оптической частоты. Он может исполнять функции в двух вариантах: ОСС и ОССr. Вариант блока ОСС используется в полнофункциональной схеме оптического мультиплексирования с формированием заголовка ОСС в секции оптического мультиплексирования OMS. Вариант блока OCCr используется в упрощенной схеме оптического мультиплексирования без заголовка ОСС.
Каждому блоку ОСС придается точно определенная оптическая частота, соответствующая стандарту DWDM или CWDM.
DWDM, Dense Wavelength Division Multiplexing – плотное мультиплексирование с разделением по длине волны.
CWDM, Coarse Wavelength Division Multiplexing – редкое мультиплексирование с разделением по длине волны.
Блок группирования оптических несущих частот порядка n OCG-n (Optical Carrier Group of order-n) предназначен для мультиплексирования/демультиплексирования до 16 частот (n < 16). Предусмотрено две разновидности группирования: OCG-n.m и OCG-nr.m.
Группирование OCG-n.m состоит в объединении/делении n оптических несущих частот с каналами нагрузки OTU-m в любом сочетании m (ОТU1, OTU2, OTU3) и канала обслуживания с заголовком ОСС.
Группирование OCG-nr.m состоит в объединении/делении n оптических несущих частот с каналами нагрузки OTU-m в любом сочетании m (ОТU1, OTU2, OTU3). В этом варианте группирования не предусмотрено отдельного ассоциированного заголовка.
Благодаря группированию OCG-n создается оптическая секция мультиплексирования OMS-n, в которой образуются блоки оптического мультиплексирования OMU-n (Optical Multiplex Union-n, n > 1).
Для поддержки уровня оптической секции мультиплексирования создается заголовок секции мультиплексирования OMS-n OH, транспортируемый в сервисном канале OOS.
Блок оптического транспортного модуля OTM-n.m поддерживает оптическую секцию передачи OTS-n в оптической транспортной сети OTN. Модуль OTM-n.m создается в OTS-n и состоит из оптических волн нагрузки (OMS-n) и отдельного заголовка OTS-n OH, передаваемого в OOS.
Понятие оптической секции передачи может быть ассоциировано с понятием оптической физической секции порядка n, OPS-n. В OPS-n передается многоволновый оптический сигнал по определенной физической среде (волокна, соответствующие рекомендациям G.652, G.653, G.655, G.656). Кроме того, допускается ассоциация OMS и OTS в OPS. Число n установлено не более 16. Очевидно, что в паре оптических волокон можно организовать несколько отдельных OPS, в каждом из которых может быть до 16 волн. Это возможно благодаря стандартной сетке частот, пример которой рассмотрен в главе 8.
На рисунке 2.31 приведена структура интерфейса оптической транспортной сети с рассмотренными обозначениями, соответствующими схеме мультиплексирования OTH. Этой структуре соответствует схема оптической системы передачи OTH с секциями и каналами (рисунок 2.32).
Рисунок 2.31. Структура интерфейса оптической транспортной сети
Рисунок 2.32. Схема оптической системы передачи с мультиплексированием OTH
В схеме оптической системы передачи с мультиплексированием OTH предусмотрены промежуточные ретрансляторы (R) многоволновых сигналов оптических транспортных модулей OTM, включенные в секции обслуживания OTS, оптические мультиплексоры OMX с соответствующим обслуживанием в секции OMS, транспондеры TPD c обслуживанием оптических каналов OCh, с функциями 3R регенераторов и обслуживанием цифровых блоков OPU, ODU, OUT (таблица 2.7) и загрузкой и выгрузкой информационных сигналов.
Таблица 2.7. Емкости цифровых блоков OTH
| ODU – тип блока | OPU – блок нагрузки (кбит/с) | Шаг (кбит/с) |
| ODU1 | 2 488 320 | |
| ODU2 | 238/237 ´ 9 953 280 » 9 995 277 | |
| ODU3 | 238/236 ´ 39 813 120 » 40 150 519 | |
| ODU1-Xv, X = 1 to 256 | 2 488 320 to 637 009 920 | 2 488 320 |
| ODU2-Xv, X = 1 to 256 | » 9 995 277 to » 2 558 709 902 | » 9 995 277 |
| ODU3-Xv, X = 1 to 256 | » 40 150 519 to » 10 278 532 946 | » 40 150 519 |