Gan tālsatiksmes,{0}}gan metro tīkli ir optiskās šķiedras transporta infrastruktūra, taču tie ir izstrādāti dažādām problēmām. Abu sajaukšana noved pie pārāk-inženierizētas izvietošanas, nevajadzīgām izmaksām vai tīkliem, kas neatbilst latentuma prasībām. Šajā rakstā ir aprakstīts, kā tie atšķiras atkarībā no attāluma, jaudas, latentuma un tehnoloģijas -, un kā konkrēts piemērs tam, kā šie divi slāņi darbojas kopā, tiek izmantots Google tīkls B4.
Kas ir tālsatiksmes{0}} un metro tīkli?
Tālsatiksmes{0}}optisko šķiedru tīkliir mugurkaula infrastruktūra, kas izveidota, lai pārsūtītu datus pilsētās, valstīs un kontinentos. Pārraides attālumi parasti svārstās no 1000 līdz 2500 km, un daži izvietojumi pārsniedz 4000 km. Šie tīkli veido globālās interneta trafika primārās artērijas, savienojot metro tīklus savā starpā lielos ģeogrāfiskos attālumos.
Metro tīkli- tiek saukti arī par lielpilsētu zonu tīkliem (MAN) - darbojas pilsētā vai pilsētas reģionā, parasti 80–1000 km attālumā. Tie savieno birojus, datu centrus, pilsētiņas un pakalpojumu sniedzēju klātbūtnes punktus (POP) vietējā apgabalā.
Abas nav viena otras alternatīvas. Tālsatiksmes{1}}tīkli savieno metro tīklus dažādos reģionos. Metro tīkli nodrošina šo savienojumu galalietotājiem un uzņēmumiem lokāli.
Atšķirības starp-tālajiem un metro tīkliem
Pārraides attālums un pārklājums
Tālsatiksmes{0}}tīkli ir izstrādāti starpkontinentāliem un starppilsētu{1}}pārklājumiem, bieži vien tālāk par 2500 km. Metro tīkli atrodas pilsētas un reģionu robežās, praktiski mazāk nekā 200 km vairumā izvietojumu. 300–800 km diapazonā abas arhitektūras ir tehniski dzīvotspējīgas - šajā pārklāšanās zonā; pareizā izvēle ir atkarīga no satiksmes modeļiem un latentuma prasībām, nevis tikai no attāluma.
Tīkla jauda
Tālsatiksmes{0}}tīklos ir lielāka kopējā jauda, ko iespējoDWDM(Blīvā viļņu garuma dalīšanas multipleksēšana)- tehnoloģija, kas vienlaikus pārraida desmitiem neatkarīgu viļņu garumu pa vienu šķiedru pāri. Dažas tālsatiksmes sistēmas pārsniedz 80 viļņu garumus uz vienu šķiedru, sasniedzot vairākus terabitus sekundē no kopējās caurlaidspējas.
Izmanto metro tīklusCWDM(Rupjā viļņa garuma dalīšanas multipleksēšana)vai mazāka{0}}mēroga DWDM. Jauda ir mazāka, taču pietiekama pilsētas-mēroga satiksmei. Ekonomika atbalsta vienkāršāku,-zemāku izmaksu multipleksēšanu metro slānī.
Latentums
Metro tīkli nodrošina mazāku latentumu -, parasti zem 5 ms gala-līdz{3}}pilsētā -, jo īsāki attālumi nozīmē mazāku izplatīšanās aizkavi. Tas padara metro infrastruktūru par noklusējuma izvēli latentuma{6}}jutīgām lietojumprogrammām: finanšu tirdzniecībai, reāllaika video{7}}un izplatītajām datu bāzēm.
Tālsatiksmes{0}}tīklos ir lielāks latentums. Izplatīšanās aizkave uzkrājas līdz ar attālumu, un signāla pastiprināšana starpmezglos palielina papildu izmaksas.
Tehnoloģija un aprīkojums
Tālo{0}}transporta dizaina filozofija krasi atšķiras no lielpilsētu tīklu filozofijas. Starpkontinentālajām un starppilsētu{2}}saitēm prioritāte ir spektrālā efektivitāte un sasniedz -, kas bieži vien sniedzas tālāk par 4000 km, izmantojot pastiprinātu, saskaņotutransporta šķiedraaptver - pilsētas-mēroga infrastruktūras darbojas saskaņā ar būtiski atšķirīgu ierobežojumu kopumu. Aptverot desmitiem līdz simtiem kilometru pilsētas robežās un ap tām, metro tīkliem ir jāsabalansē zems latentums, blīva ostas jauda un izvietošanas ekonomija, bieži dodot priekšroku tiešai-atklāšanai vai kompaktiem, saskaņotiem pieslēgumiem, nevis augstas veiktspējas, bet dārgākiem risinājumiem, kas nepieciešami liela attāluma{5}}pārraidei.
Konkrēti: tālsatiksmes{0}}izvietošanai ir nepieciešamassaskaņota optiskā tehnoloģijastandarta aprīkojumā ar DSP mikroshēmām, kas kompensē izkliedi tūkstošiem kilometru, unEDFApastiprinātājitiek izvietoti aptuveni ik pēc 80 km, lai saglabātu signāla stiprumu. Metro izvietošana galvenokārt balstās uztiešā-atklāšana (IM-DD)raiduztvērēji - vienkāršāki, mazāk jaudas un ievērojami lētāki. Pilnas tālsatiksmes{2}}saskaņotas infrastruktūras izmantošana metro izvietošanai ir pārplānota, kurai reti ir finansiāla jēga.
| Tāls{0}}pārlidojums | Metro | |
|---|---|---|
| Pārklājums | Valstis / kontinenti | Pilsēta/Metro rajons |
| Attālums | 1000 – 2500 km+ | 80-1000 km |
| Jauda | Augstāks (liela{0}}mēroga DWDM) | Apakšējais (CWDM / mazs DWDM) |
| Latentums | Augstāks | Apakšējā (<5ms typical) |
| Galvenā tehnoloģija | Saskanīgs + EDFA | IM-DD / kompakta saskaņota |
| Labākais priekš | Starpreģiona{0}}mugurkauls | Vietējās, latentuma{0}}jutīgas lietotnes |
Real{0}}Izvietošana pasaulē: Google B4
Google B4 tīkls-, kas dokumentēts SIGCOMM publiskajā dokumentā 2012 -, parāda, cik ilgi-transporta un metro tīkli darbojas kopā mērogā un kas notiek, ja katrs slānis tiek optimizēts tā faktiskajam mērķim.
Uzņēmumam Google bija jānodrošina globālo datu centru sinhronizācija trīs datplūsmas veidos: liela mēroga-datu replikācija, lietotāja-pakalpojumi un iekšējie skaitļošanas darbi. Katram no tiem bija atšķirīgas joslas platuma un latentuma prasības. Esošais WAN atstāja mugurkaula saites izmantošanu 30–40% līmenī, savukārt reāllaika pakalpojumiem joprojām bija grūti sasniegt latentuma mērķus.
Starpkontinentālajā slānī, Google izvietotstālsatiksmes{0}}šķiedru tīkliar DWDM saskaņotu optisko transportu, kas nodrošina vairākus 100 G viļņu garumus uz vienu šķiedru transokeāniskos un starpkontinentālos maršrutos. Centralizēts SDN kontrolleris aizstāja tradicionālo MPLS trafika inženieriju, dinamiski novirzot trafiku, pamatojoties uz reāllaika pieprasījumu visā tīklā. Pamattīkla izmantošana palielinājās no 30–40% līdz gandrīz 100% - tā pati fiziskā infrastruktūra nodrošināja ievērojami lielāku trafiku, nepievienojot šķiedru.
Iekšējā{0}}reģionālajā slānī, tajā pašā pilsētā un tuvumā esošie datu centri, kas savienoti, izmantojot metro infrastruktūru, izmantojot īsas-attiecības, ātrgaitas{2}} moduļus. Latentums starp iekārtām pastāvīgi ir mazāks par 2 ms - ir stingra prasība Google meklēšanai un reklāmām, kur reakcijas laiks tieši ietekmē ieņēmumus.
B4 padara funkcionālo iedalījumu konkrētu: tāls{1}}noteikts, cik daudz datu varētu pārvietot starp kontinentiem; metro noteica, cik ātri šos datus var apkalpot lokāli. Neviens slānis nevar aizstāt otru.
Tāls{0}}pārnesums pārvieto datus lielos attālumos ar lielu jaudu, savukārt metro piegādā tos lokāli ar zemu latentumu. Lielākajā daļā ražošanas vidi abi slāņi pastāv līdzās - tālsatiksmes-slānis nosaka globālās jaudas griestus, metro slānis nosaka vietējo veiktspēju. 400G ZR+ pievienojamie moduļi tagad paplašina metro-klases optiku līdz attālumiem, kuriem iepriekš bija nepieciešamas pilnas tālsatiksmes{7}}sistēmas, pakāpeniski samazinot atstarpi starp abām. Taču galvenā arhitektūras loģika - optimizēt sasniedzamībai vai optimizēt latentumam - joprojām ir izšķirošais faktors.
FAQ
J: 300–800 km diapazons ir pārklāšanās zona. Kas ir vissvarīgākais faktors, izlemjot, kuru arhitektūru izmantot?
A: latentuma prasības. Ja kādai jūsu lietojumprogrammai ir nepieciešams -atpakaļceļojuma reakcijas laiks, kas mazāks par 10 ms - reāllaika datu bāzes, tiešraides video apstrāde, tirdzniecības sistēmas - metro arhitektūra ir pareizā izvēle neatkarīgi no attāluma. Ja darba slodze ir datu paketes pārsūtīšana, dublēšana vai replikācija ar latentuma pielaidi virs 20 ms, tālsatiksmes{8}}iekārtas ir konkurētspējīgas šajā attāluma diapazonā.
J: Google B4 izmantoja SDN, lai palielinātu mugurkaula izmantošanu gandrīz līdz 100%. Vai tas attiecas uz standarta uzņēmuma tālsatiksmes{3}}izvietošanu?
A: Ne tieši. B4 darbojas tādā mērogā, kurā Google kontrolē gan optisko slāni, gan trafika avotus desmitiem datu centru. Lielākajai daļai uzņēmumu, kas nomā viļņu garumus vai tumšās šķiedras no nesējiem, SDN optimizācija notiek nesēja pusē. Uzņēmumi var atkārtot trafika klasifikācijas loģiku, kas - atdala latentuma-jutīgu trafiku no lielapjoma pārsūtījumiem un apstrādā tos atšķirīgi vienā infrastruktūrā.
J: Kompakti saskaņoti pievienojamie savienojumi ir iespēja izvietošanai metro. Kad pilsētas kontekstā saskaņotībai ir lielāka jēga nekā IM-DD?
A: ja pārraides attālums pārsniedz 80 km vai ja viļņa garuma jaudas mērķis pārsniedz 100 G. Zem šiem sliekšņiem IM-DD ir vienkāršāka un par zemākām izmaksām. Virs tām signāla integritātes prasības padara saskaņotāku un praktiskāku izvēli pat metro kontekstā -, jo īpaši blīvās pilsētās, kur atkārtota-pastiprināšana nav iespējama fizisku piekļuves ierobežojumu dēļ.
J: Ja 400G ZR+ samazina atšķirību starp metro un tālsatiksmes{2}}transportu, vai jaunajiem metro izvietojumiem ir jāgaida, līdz tehnoloģija nobriest pirms IM-DD infrastruktūras ieviešanas?
A: 400G ZR+ jau ir komerciāli pieejams un ieviests -, tas nav jauns standarts. Pašlaik ZR+ moduļi maksā ievērojami vairāk nekā IM{5}}DD par līdzvērtīgu īsu{6}}pārraidi. Jaunā lauka izvietošanai, kas mazāka par 80 km un nav paredzama nepieciešamība pārsniegt šo slieksni, IM-DD joprojām ir ekonomiski pamatota izvēle šodien.c
Ieteicamā literatūra
Google B4 un pēc tam
Optiskās šķiedras pārraides logi un šķiedru joslas platuma rokasgrāmata
FDM, TDM un WDM
