شبكات النقل البصري OTN

توفر شبكة النقل البصري “OTN” على النحو المحدد في التوصية “G.709” إطاراً على مستوى الشبكة يضيف ميزات تشبه “SONET / SDH” إلى معدات “WDM“، والمعروفة أيضاً باسم معدات الشبكة البصرية ذات الطول الموجي أو معدات “WSON”، كما إنّه ينشئ شبكة هرمية شفافة مصممة للاستخدام على كل من أجهزة “WDM / WSON” وأجهزة “TDM”.

ما هي شبكات النقل البصري OTN

شبكات النقل البصري “OTN”: تُعرف أيضاً باسم “الغلاف الرقمي” وهو بروتوكول من الجيل التالي يتناسب مع معايير الصناعة يوفر طريقة فعالة ومقبولة عالمياً لتعدد إرسال خدمات مختلفة على مسارات الضوء البصري، ويتم تشكيل طبقتين للتبديل “TDM” و”WSON” ويتم تحديد وظائف النقل وتعدد الإرسال والتوجيه والإدارة والإشراف والاستدامة.

كما تُعد شبكة النقل البصري “OTN” هي بروتوكول لإرسال رسائل الشبكة عبر شبكات الألياف الضوئية ويعرّف الخبراء “OTN” على أنّها مجموعة من عناصر الشبكة الضوئية “ONE”، والتي تتواصل باستخدام مضاعفة تقسيم الطول الموجي “WDM”.

• “OTN” هي اختصار لـ “Optical-Transport-Networking”.

• “WDM / WSON” هي اختصار لـ “Wavelength-Division-Multiplexing/Wavelength-Switched-Optical-Network”.

• “SONET/SDH” هي اختصار لـ “Synchronous-optical-networking/synchronous-digital-hierarchy”.

• “TDM” هي اختصار لـ “Time-division-multiplexing”.

• “ONE” هي اختصار لـ “Optical-Network-Elements”.

أساسيات شبكات النقل البصري OTN

يعرف قطاع تقييس الاتصالات بالاتحاد “ITU-T” شبكة النقل البصري ببروتوكول شبكة النقل البصري، كما قد يُطلق على “G.709” أيضاً عليها اسم “تقنية غلاف القناة البصرية”، وتم بناء شبكة النقل البصري على أساس الشبكات البصرية المتزامنة “SONET” والتسلسل الهرمي الرقمي المتزامن “SDH“، والتي تستخدم نظام نبضات الليزر للإرسال.

ظهرت هذه الأشكال من الأنظمة للتعامل مع مجموعات كبيرة من البيانات عبر أنظمة اتصالات الألياف الضوئية، حيث يمكن للبروتوكولات الأكثر تطوراً التعامل مع المزامنة بشكل أفضل، كما يجب أن تتطور صناعة الاتصالات وشبكات مزودي الخدمة بسرعة؛ للتعامل مع انفجار حركة المرور الرقمية المدفوعة بخدمات الوسائط المتعددة، وتطبيقات الهاتف المحمول والوسائط الاجتماعية و”VoIP” والحوسبة السحابية.

بالإضافة إلى ذلك هناك مجموعة متزايدة من التطبيقات المحتاجة للنطاق الترددي، حيث كانت حركة مرور الشبكة تدور حول المكالمات الصوتية المنقولة عبر الشبكات القائمة على الدوائر في اتصال شبكة يمكن التنبؤ به بين أزواج من نقاط النهاية، كما تعتمد معظم حركة مرور الشبكة على الحزم ويتم إنشاؤها بواسطة العديد من الخدمات والتطبيقات في أنماط حركة مرور متقطعة وغير متوقعة، ومع متطلبات متنوعة على نطاق واسع وأكثر صرامة على عرض النطاق وأداء نقل البيانات.

• “VoIP” هي اختصار لـ “Voice-over-Internet-Protocol”.

آلية عمل شبكات OTN

تقوم “OTN” بتغليف حمولة كل عميل بشفافية في حاوية للنقل عبر الشبكات الضوئية مع الحفاظ على البنية الأصلية للعميل ومعلومات التوقيت ومعلومات الإدارة، حيث تسمح إمكانية تعدد الإرسال المحسّن لـ “OTN” بنقل أنواع مختلفة من حركة المرور، بما في ذلك “Ethernet” والتخزين والفيديو الرقمي بالإضافة إلى “SONET / SDH” عبر إطار وحدة نقل بصري واحد.

نظراً لأنّ “OTN” بروتوكول شفاف تماماً فإنّ تكييف الخدمات الحالية أمر بسيط جداً، وتترك “OTN” حلول “OSS / BSS” الحالية كما هي، وتستخدم جميع الأدوات والأتمتة المتاحة وتتطلب القليل من إعادة التدريب أو بدونها، كما توفر فعالية تكلفة “OTN” وسهولة التنفيذ والبساطة للشركات حلاً مباشراً وغير صعب لاحتياجات الشبكة المتطورة.

توفر الأعمدة الرئيسية والقنوات المركزية المستندة إلى “OTN” مزايا كبيرة على الشبكات التقليدية القائمة على مرسلات “WDM”، بما في ذلك زيادة الكفاءة والموثوقية والخدمات الخاصة القائمة على الطول الموجي، كما توفر البنية التحتية “IP-over-OTN” أيضاً إدارة ومراقبة أفضل وتقليل القفزات وزيادة حماية الخدمات وتقليل تكاليف اقتناء المعدات.

بالإضافة إلى توسيع نطاق الشبكة إلى “100G” وما بعده تلعب “OTN” دوراً رئيسياً في جعل الشبكة منصة مفتوحة وقابلة للبرمجة، ممّا يمكّن النقل من أن يصبح بنفس أهمية الحوسبة والتخزين في شبكات مركز البيانات الذكية.

• “OSS / BSS” هي اختصار لـ “operations-support-system-and-business-support-system”.

خصائص شبكات OTN

• شبكة النقل البصري عبارة عن بروتوكول قياسي في صناعة الاتصالات يوفر طريقة لتعدد إرسال خدمات مختلفة على مسارات الضوء الضوئية، كما تم تصميمه في الأصل لتعزيز تطور الشبكة إلى ما بعد “SONET / SDH”.

• نظراً لأنّ مزودي خدمات الشبكة يعالجون القضية المتزايدة باستمرار المتمثلة في النمو السريع للمستخدمين وزيادة حركة المرور الرقمية، مع أشياء مثل تطبيقات الأجهزة المحمولة والوسائط الاجتماعية والحوسبة السحابية و”VoIP” ومكالمات الفيديو، يتم تكييف الحلول التكنولوجية مثل “OTN”.

• على عكس الشبكات القائمة على الدارات في الماضي والتي غالباً ما كانت تتألف من اتصالات يمكن التنبؤ بها بين أزواج من نقاط النهاية، فإنّ غالبية الشبكات الحديثة تعتمد على حزم وتشتمل على العديد من الخدمات والتطبيقات التي تختلف في الطلب على عرض النطاق الترددي وأداء الإرسال.

• من خلال تغليف كل حمولة بشفافية في حاوية، تسمح إمكانيات الإرسال المتعدد المحسّن في “OTN” بأنواع مختلفة من حركة المرور، مثل التخزين والإيثرنت والفيديو و”SONET / SDH” ليتم نقلها عبر إطار وحدة نقل بصري واحد “OTU”، كما أنّه يحافظ على البنية الأصلية للعميل ومعلومات التوقيت ومعلومات الإدارة داخل الحاوية.

• هناك مزايا كبيرة مع “OTN” مقارنة بشبكات “WDM” التقليدية بما في ذلك زيادة الكفاءة والموثوقية، ومع شبكات “OTN” يمكن توسيع نطاقها إلى “100 جيجاهيرتز” وما بعدها، كما أنّها تلعب دوراً مهماً في جعل الشبكة قابلة للبرمجة، ممّا يتيح للنقل أن يصبح بنفس أهمية الحوسبة والتخزين في شبكات مركز البيانات الذكية.

ملاحظة:“OTU” هي اختصار لـ “Optical-Transport-Unit”.

مزايا شبكات OTN

1- تخفيض تكاليف النقل

مع نقل العديد من العملاء على طول موجي واحد توفر “OTN” آلية اقتصادية لملء أطوال موجات الشبكة الضوئية.

2- الاستخدام الفعال للطيف البصري

تسهل “OTN” الاستخدام الفعال لقدرة “DWDM” من خلال ضمان معدلات تعبئة متسقة عبر شبكة باستخدام محولات “OTN” عند تقاطعات الألياف.

• “DWDM” هي اختصار لـ “Dense-Wavelength-Division-Multiplexing”.

3- الحتمية

تخصص “OTN” نطاقاً ترددياً محدداً وقابلاً للتكوين لكل خدمة أو مجموعة خدمات أو قسم شبكة، ممّا يضمن قدرة الشبكة والأداء المُدار لكل عميل وعدم وجود تنازع بين الخدمات المتزامنة أو المستخدمين.

4- عمليات الشبكة الافتراضية

توفر تقنيات المحاكاة الافتراضية الجديدة مثل الشبكات الافتراضية الخاصة البصرية “O-VPNs” مجموعة مخصصة من موارد الشبكة للعميل بغض النظر عن بقية الشبكة.

• “O-VPNs” هي اختصار لـ “Optical-Virtual-Private-Network”.

5- المرونة

تمكّن شبكات “OTN” المشغلين من استخدام التقنيات التي يحتاجونها الآن مع تمكين اعتماد التقنيات الجديدة وفقاً لمتطلبات العمل.

6- آمنة حسب التصميم

تضمن شبكات “OTN” مستوى عالٍ من الخصوصية والأمان من خلال التقسيم الصعب لحركة المرور على دوائر مخصصة.

7- عمليات قوية وبسيطة

يتم نقل بيانات إدارة شبكة “OTN” على قناة منفصلة معزولة تماماً عن بيانات تطبيق المستخدم، لذلك يصعب الوصول إلى الإعدادات وتعديلها من خلال منفذ واجهة العميل.

فوائد شبكات OTN

1- تكلفة أقل

كونها قادرة على نقل العديد من العملاء على طول موجي واحد، توفر “OTN” طريقة اقتصادية لملء أطوال موجات الشبكة الضوئية وتجنب التكلفة غير الضرورية.

2- الأداء

من خلال السماح بتكوين محدد للنطاق الترددي لكل خدمة أو مجموعة من الخدمات تسمح “OTN” بإدارة الأداء لكل عميل.

3- الكفاءة الطيفية

توفر “OTN” الاستخدام الفعال لقدرة “DWDM” من خلال ضمان معدلات تعبئة متسقة عبر الشبكة.

4- المرونة

تتيح شبكات “OTN” للمشغل تصميم تقنياته في ذلك الوقت، مع السماح باعتماد المزيد من التقنيات عندما يطلبها العملاء.

5- الأمان

من خلال الاستفادة من التقسيم الصعب لحركة المرور على دوائر مخصصة، تتمتع “OTN” بمستوى عالٍ من الخصوصية والأمان.