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Optical Transport Network: differenze tra le versioni

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In [[telecomunicazioni]] la '''Optical Transport Network''' (OTN) è un'architettura di [[rete di trasporto]] di segnali digitali per [[rete di telecomunicazioni|reti di telecomunicazioni]] [[comunicazioni ottiche|ottiche]] basatebasata sulla [[Wavelength Division Multiplexing]] (WDM).<ref>{{Cita pubblicazione|lingua=en|url=https://www.sciencedirect.com/topics/computer-science/optical-transport-network|titolo=Optical Transport Network - An overview|sito=ScienceDirect}}</ref>
 
Le caratteristiche dell'OTN sono [[standard (informatica)|standardizzate]] dall'[[ITU-T]] e sono definite principalmente dalle normative G.709 (aspetti funzionali dell'interfaccia di rete),<ref name=G709>{{ITU|T|G.709|Interfaces for the Optical Transport Network|06/2021}}</ref> G.798 (modello funzionale del [[nodoNodo (informaticatelecomunicazioni)|nodo]] di rete)<ref name=G798>{{ITU|T|G.798|Characteristics of Optical Transport Network Equipment Functional Blocks|12/2017}}</ref> e G.872 (architettura generale della rete).<ref name=G872>{{ITU|T|G.872| Architecture of Optical Transport Networks|12/2019}}</ref>
 
Le prime versioni dello standard prevedevano gerarchie di trasmissione fino a 100 Gb/s e un modello di base del livello fisico basato sul concetto di canale ottico (''Optical Channel'', OCh).<ref>{{ITU|T|G.709|Interfaces for the Optical Transport Network (OTN)|02/2001}}</ref> L'evoluzione della tecnologia ha portato nel livello digitale a velocità trasmissive superiori ai 100 Gb/s e a nuove esigenze legate alle reti [[5G]] e nel livello ottico a un potenziamento dei dispositivi WDM, in particolare per quanto riguarda la commutazione ottica e la gestione flessibile dello spettro. Questo ha richiesto da un lato l'introduzione nel livello digitale di ulteriori gerarchie di trasporto ad altissima bit rate e del concetto di ''Flexible OTN'' (FlexO) e dall'altro nel livello ottico a sovrapporre all'OCh il concetto di ''Optical Tributary Signal'' (OTSi), più adatto per gestire le nuove capacità della rete.<ref name=G709 /><ref>{{cita pubblicazione|lingua=en|url=https://www.lightwaveonline.com/optical-tech/transport/article/14199624/itu-enhances-g709-optical-transport-network-standards-series|titolo=ITU enhances G.709 Optical Transport Network standards series|autore=Stephen Hardy|data=18 marzo 2021|rivista=Lightwave}}</ref>
 
== Descrizione ==
[[File:Fibreoptic.jpg|thumb|Esempio di fascio di [[fibra ottica|fibre ottiche]] utilizzato nelle reti OTN]]
=== Architettura ===
L'architettura di rete prevede un modello in grado di descrivere sia l'adattamento diretto del segnale digitale ''client'' in un canale ottico che l'adattamento preliminare del segnale digitale all'interno di trame di struttura più complessa e di bit-rate prefissate (''Optical Transport Hierarchy'' o ''OTH'', gerarchia di trasporto ottico), con un meccanismo analogo a quello dell'[[Synchronous Digital Hierarchy|SDH]] ma con un uso migliore della banda grazie alla maggiore flessibilità nell'accettare segnali al di fuori delle gerarchie trasmissive tipiche della telefonia come ad esempio i flussi dati basati su trasporto Ethernet.<ref>{{Cita web|lingua=en|url=https://capgemini-engineering.com/as-content/uploads/sites/10/2020/08/16731_altran_otn_wp_01_q3fy18_new.pdf|titolo=The Optical Transport Network|editore=Altran|formato=pdf|accesso=16 settembre 2021|dataarchivio=16 settembre 2021|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20210916191953/https://capgemini-engineering.com/as-content/uploads/sites/10/2020/08/16731_altran_otn_wp_01_q3fy18_new.pdf|urlmorto=sì}}</ref> Il modello copre inoltre il caso delle reti DWDM di prima generazione già esistenti (denominate pre-OTN) prevedendo il semplice adattamento ottico senza le funzionalità aggiuntive per la supervisione di rete.
 
Secondo la raccomandazione ITU-T G.872 le funzionalità che devono essere fornite dalle reti OTN sono:<ref name=G872 />
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|-
|}
 
Per quanto riguarda i contenitori OTUk, la raccomandazione ITU ha standardizzato alcune varianti, denominate OTUk-v e OTUkV, nonché una variante specifica dell'OTU4, denominata OTU4-SC (dove SC indica "Soft-decision FEC"), che sono funzionalmente identiche al contenitore base per quanto riguarda la parte di trasporto dei tributari di traffico ma differiscono per il tipo di FEC e di conseguenza per la dimensione della parte di trama destinata alle relative informazioni necessarie per il rilevamento e la correzione degli errori.<ref name=G709/>
 
===Gerarchie di trasporto da 100Gb/s in su===
L'evoluzione tecnologica che ha portato le reti ottiche a poter trasmettere a bit rate superiori ai 100Gb/s e quindi a poter trasportare segnali digitali di pari capacità. Ciò ha comportato la necessità di estendere la normativa per coprire anche questaqueste nuovanuove possibilità.: Ll'edizione dello standard ITU-T G.709 di giugno 2016 ha quindi introdotto le estensioni denominate ODUCn e OTUCn,<ref name=G709-0616>{{ITU|T|G.709|Interfaces for the optical transport network|06/2016}}</ref> dove la lettera "C" rappresenta il [[numeri romani|numero romano]] "100" e "n" è un numero intero positivo a indicare bit rate multiple di 100 Gb/s.<ref>{{Cita pubblicazione|url=https://www.ietf.org/lib/dt/documents/LIAISON/liaison-2019-01-11-itu-t-sg-15-teas-ccamp-pals-pce-mpls-ls-on-otnt-standardization-work-plan-attachment-1.pdf|titolo=Optical Transport Networks & Technologies Standardization Work Plan|numero=Issue 25|data=dicembre 2018|lingua=en|editore=[[IETF]]|p=10|formato=pdf}}</ref> Ad esempio, ODUC2 è associato a una rate dell'ordine dei 200 Gbit/s, ODUC4 a una dell'ordine dei 400 Gbit/s e così via.
 
A differenza delle strutture ODUk (k=0÷4) e ODUflex, che consentono la commutazione di circuito ("cross-connessione") nei nodi di trasporto intermedi, le strutture di tipo ODUCn e OTUCn sono intese per operare solo su collegamenti puntuali a livello di sezione di trasporto, ossia esclusivamente con il ruolo di terminazione tra due nodi OTN tra loro adiacenti;<ref name=G709-0616 /> non è quindi prevista la commutazione tra ODUCn. Un'altra differenza importante riguarda il tipo di segnale: mentementre gli ODUk e l'ODUflex possono trasportare direttamente il segnale digitale client (SDH, Ethernet, eccetera), l'ODUCn può trasportare solo degli ODUk già disponibilistrutturati quindie non può trasportare direttamente un segnale client.<ref name=G709-0616 /> Per questo motivo, per quanto sia previsto un livello OPUCn, questo può ospitare solo l'adattamento degli ODUk attraverso gli Optical Data Tributary Unit (ODTUCn).<ref>{{ITU|T|G.709|Interfaces for the optical transport network|06/2016}} Sect. 20: ''Mapping ODUk signals into the ODTUCn signal and the ODTUCn into the OPUCn tributary slots''</ref>
 
In termini di trama, OPUCn, ODUCn e OTUCn sono strutturati esattamente come i corrispondenti OPUk, ODUk e OTUk, anche se trasmessi in modo interallacciato: sono quindi presenti i byte di ''overhead'' e le funzionalità di controllo e monitoraggio associate.
 
===Gerarchie di trasporto per data center===
La raccomandazione ITU-T ha introdotto inoltre due gerarchie apposite per il trasporto [[Ethernet]] a 25Gb/s e 50Gb/s, standard sempre più diffusi nei collegamenti tra [[data center]] nonché interfacce previste per la [[5G|rete 5G]] nell'ambito della [[Common Public Radio Interface]] (CPRI).<ref name=G709 /> Le due gerarchie sono rispettivamente identificate come ODU25 e ODU50 e possono essere trasmesse direttamente su canali ottici usando le corrispondenti strutture OTU25 e OTU50, di cui sono state standardizzate anche le varianti che utilizzano il FEC Reed-Solomon (denominate rispettivamente OTU25-RS e OTU50-RS) al posto dell'hard-decision FEC.<ref>{{ITU|T|G.709.4|OTU25 and OTU50 short-reach interfaces - Corrigendum 1|05/2021}}</ref>
 
La struttura gerarchica complessiva risultante è quindi la seguente:<ref name=G709 />
{|class="wikitable" style="border:none;border-collapse:collapse;margin:auto;text-align:center;background-color:white";
|-
|colspan="7" style="text-align:center;font-style:italic;";|Segnali client (STM-N, Ethernet, IP, FC, MPLS, FlexE, ecc.)
|-
|style="border:1px solid white;border-bottom:1px solid black;"| {{!}}
|style="border:1px solid white;border-bottom:1px solid black;"| {{!}}
|style="border:1px solid white;border-bottom:1px solid black;"| {{!}}
|colspan="2" style="border:1px solid white;"| {{!}}
|style="border:1px solid white;"| {{!}}
|style="border:1px solid white;"| {{!}}
|-
|colspan="3" style="border:1px solid black;"| OPUj
|colspan="2" style="border-top:1px solid white; border-bottom:1px solid white; border-right:1px solid white;"| {{!}}
|style="border:1px solid white;"| {{!}}
|style="border:1px solid white;"| {{!}}
|-
|colspan="3" style="border:1px solid black;"| ODUj
|colspan="2" style="border-top:1px solid white; border-bottom:1px solid black; border-right:1px solid white;"| {{!}}
|style="border:1px solid white;border-bottom:1px solid black;"| {{!}}
|style="border:1px solid white;border-bottom:1px solid black;"| {{!}}
|-
|colspan="7" style="border:1px solid black; border-bottom:1px dashed black;"|OPUk
|-
|colspan="7" style="border:1px solid black; border-top:1px dashed black; border-bottom:1px solid white;"|ODUk
|-
|style="font-size:80%;border:1px solid white; border-left:1px solid black;border-bottom:1px solid black;"|<math>k=25</math>
|style="font-size:80%;border:1px solid white; border-bottom:1px solid black;"|<math>k=50</math>
|style="font-size:80%;border:1px solid white; border-bottom:1px solid black;"|<math>k \in \left \{ 1,2,3,4 \right \}</math>
|style="font-size:80%;border:1px solid white; border-bottom:1px solid black;"|
|colspan="3" style="font-size:80%;border:1px solid white; border-bottom:1px solid black;border-right:1px solid black;"|<math>k \in \left \{ 0,1,2,3,4,flex \right \}</math>
|-
|style="border:1px solid black;"|OTU25
|style="border:1px solid black;"|OTU50
|style="border:1px solid black;"|OTUk, OTU4-SC, OTUk-v
|style="border:1px solid black;"|OTUkV
|colspan="3" style="border:1px solid black; border-bottom:1px dashed black"|OPUCn
|-
|style="border:1px solid black;"|OTU25-RS
|style="border:1px solid black;"|OTU50-RS
|colspan=2" style="border:1px solid black; border-bottom:1px solid white;"|&nbsp;
|colspan="3" style="border:1px solid black; border-top:1px dashed black;"|ODUCn
|-
|colspan="4" style="border:1px solid white; border-right:1px solid black;"|&nbsp;
|colspan="3" style="border:1px solid black;"|OTUCn
|-
|colspan="4" style="border:1px solid white;"|&nbsp;
|style="border:1px solid white; border-top:1px solid black; border-right:1px solid black;"|&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
|colspan="2" style="border:1px solid black;"|FlexO-x-&lt;fec&gt;-m
|}
 
== Modello del livello ottico ==
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* {{ITU|T|G.692|Optical Interfaces for Multichannel Systems with Optical Amplifiers - Amendment 1|01/2005}}
* {{ITU|T|G.959.1|Optical Transport Network Physical Layer Interfaces|07/2018}}
 
== Note ==
<references/>
Estratto da "https://it.wikipedia.org/wiki/Optical_Transport_Network"