Pikamaa--ja metroovõrgud on mõlemad fiiberoptilise transpordi infrastruktuurid, kuid need on loodud erinevate probleemide jaoks. Nende kahe segi ajamine põhjustab üle-projekteeritud juurutusi, tarbetuid kulusid või võrke, mis ei suuda latentsusnõuetele vastata. See artikkel kirjeldab, kuidas need erinevad vahemaa, mahu, latentsusaja ja tehnoloogia osas -, ning kasutab Google'i B4-võrku konkreetse näitena kahe kihi praktikas koos toimimisest.
Mis on pikamaa{0}}veo- ja metroovõrgud?
Kiudoptilised pikamaa{0}}võrgudon põhiinfrastruktuur, mis on loodud andmete edastamiseks linnades, riikides ja kontinentidel. Edastuskaugused jäävad tavaliselt vahemikku 1000–2500 km, mõnel kasutamisel üle 4000 km. Need võrgud moodustavad ülemaailmse Interneti-liikluse peamise arteri, ühendades metroovõrke üksteisega suurtes geograafilistes vahemaades.
Metroovõrgud- nimetatakse ka suurlinnavõrkudeks (MAN) - tegutsevad linnas või linnapiirkonnas, tavaliselt 80–1000 km kaugusel. Need ühendavad kontorid, andmekeskused, ülikoolilinnakud ja teenusepakkujate kohalolekupunktid (POP-id) kohalikus piirkonnas.
Need kaks ei ole teineteise alternatiivid. Pikamaa{1}}võrgud ühendavad piirkondade vahelisi suurlinnavõrke. Metroovõrgud pakuvad selle ühenduvuse lõppkasutajatele ja ettevõtetele kohapeal.
Kaugete{0}}veo- ja metroovõrkude erinevused
Edastuskaugus ja leviala
Pikamaa{0}}võrgud on loodud mandritevahelisteks ja linnadevahelisteks-vaheteks, sageli üle 2500 km. Metroovõrgud jäävad linna ja piirkonna piiridesse, enamiku kasutuselevõtu puhul praktiliselt alla 200 km. 300–800 km vahemik on see, kus mõlemad arhitektuurid on tehniliselt elujõulised - selles kattumise tsoonis, õige valik sõltub liiklusmustrist ja latentsusnõuetest, mitte ainult vahemaast.
Võrgu võimsus
Pikamaa{0}}võrgud kannavad suuremat koondvõimsust, mida võimaldabDWDM(Tihe lainepikkusjaotusega multipleksimine)- tehnoloogia, mis edastab ühe kiupaari kaudu samaaegselt kümneid sõltumatuid lainepikkusi. Mõned pikamaa{2}}süsteemid ületavad 80 lainepikkust kiu kohta, ulatudes mitme terabitini sekundis kogu läbilaskevõimest.
Metroovõrgud kasutavadCWDM(Jäme lainepikkusjaotusega multipleksimine)või väiksema{0}}mõõtkavaga DWDM. Mahutavus on väiksem, kuid piisav linna-liikluse jaoks. Majandusteadus eelistab lihtsamat ja odavamat-multipleksimist metrookihis.
Latentsus
Metroovõrgud pakuvad väiksemat latentsust - tavaliselt alla 5 ms otsast-otsani-linna piires -, kuna lühemad vahemaad tähendavad väiksemat leviviivitust. See muudab metroo infrastruktuuri vaikevalikuks latentsus{6}}tundlike rakenduste jaoks: finantskauplemine, reaalajas video{7}}ja hajutatud andmebaasid.
Pikamaa{0}}võrkudel on suurem latentsusaeg. Levikuviivitus kuhjub koos kaugusega ja signaali võimendamine vahesõlmedes lisab lisakulusid.
Tehnoloogia ja seadmed
Pikamaatranspordi{0}}kujundusfilosoofia erineb järsult suurlinnavõrkude omast. Kui mandritevahelised ja linnadevahelised lingid seavad esikohale spektraalse efektiivsuse ja ulatuvad -, ulatudes sageli üle 4000 km läbi võimendatud, sidusatranspordikiudspans - linna-mastaabis infrastruktuurid toimivad põhimõtteliselt erinevate piirangute all. Linna piirides ja selle ümbruses kümneid kuni sadu kilomeetreid katvad metroovõrgud peavad tasakaalustama madala latentsusaega, tiheda pordi läbilaskevõime ja juurutamise ökonoomsuse, eelistades sageli otsest-tuvastust või kompaktseid sidusaid pistikühendusi suure jõudlusega, kuid kulukamate{5}}lahenduste asemel, mida nõuab kaugedastus.
Täpsemalt: pikamaa{0}}juurutamine nõuabkoherentne optiline tehnoloogiastandardvarustuses koos DSP kiipidega, mis kompenseerivad hajumist tuhandete kilomeetrite ulatuses jaEDFAvõimendidkasutatakse ligikaudu iga 80 km järel, et säilitada signaali tugevus. Metroo kasutuselevõtt tugineb peamiseltotsene-tuvastus (IM-DD)transiiverid - lihtsamad, väiksema võimsusega ja oluliselt odavamad. Täieliku pikamaa{2}}sidusa infrastruktuuri rakendamine metroosüsteemi juurutamisel on üleprojekteerimine, millel on harva rahaliselt mõtet.
| Kauge{0}}veod | Metroo | |
|---|---|---|
| Katvus | Riigid / Mandrid | Linn / Metroopiirkond |
| Kaugus | 1000 – 2500 km+ | 80-1000 km |
| Mahutavus | Kõrgem (suure{0}}skaala DWDM) | Alumine (CWDM / väike DWDM) |
| Latentsus | Kõrgem | Madalam (<5ms typical) |
| Põhitehnoloogia | Sidus + EDFA | IM-DD / kompaktne sidus |
| Parim jaoks | Piirkonnaülene{0}} selgroog | Kohalikud, latentsus{0}}tundlikud rakendused |
Päris-maailma juurutamine: Google B4
Google'i B4 võrk-, mis on dokumenteeritud SIGCOMMi avalikus väljaandes 2012 -, näitab, kui kaua-veo- ja metroovõrgud mastaapselt koos toimivad ning mis juhtub, kui iga kiht optimeeritakse selle tegeliku eesmärgi järgi.
Google pidi hoidma oma globaalsed andmekeskused sünkroonituna kolme liiklustüübi vahel: suuremahulised-andmete replikatsioonid, kasutaja-teenused ja sisemised arvutustööd. Igal neist olid erinevad ribalaiuse ja latentsuse nõuded. Olemasolev WAN jättis magistraallinkide kasutamise 30–40% tasemele, samas kui reaalajas{6}}teenustel oli endiselt raskusi latentsuseesmärkide täitmisega.
Mandritevahelisel kihil, Google juurutaskaug{0}}kiudoptilised võrgudDWDM-i koherentse optilise transpordiga, mis kannab mitut 100G lainepikkust kiu kohta ookeaniülestel ja mandriülestel marsruutidel. Tsentraliseeritud SDN-kontroller asendas traditsioonilise MPLS-i liikluskorralduse, muutes liiklust dünaamiliselt kogu võrgu reaalajas nõudluse alusel-. Põhivõrgu kasutus tõusis 30–40%-lt peaaegu 100%-ni - sama füüsiline infrastruktuur kandis oluliselt rohkem liiklust ilma kiudoptilist lisamata.
Regioonisisesel-kihil, sama linn ja lähedalasuvad andmekeskused, mis on ühendatud metroo infrastruktuuri kaudu, kasutades lühikese-ulatusalaga kiireid{2}}mooduleid. Rajatiste vaheline latentsusaeg, mida hoitakse pidevalt alla 2 ms -, on Google'i otsingu ja reklaamide jaoks range nõue, kus reageerimisaeg mõjutab otseselt tulu.
B4 muudab funktsionaalse jaotuse konkreetseks: pikamaa{1}}määras, kui palju andmeid võib mandrite vahel liikuda; metroo määras, kui kiiresti saab neid andmeid kohapeal edastada. Kumbki kiht ei saa teist asendada.
Pikamaa{0}}teisaldamine edastab andmeid suure võimsusega suurte vahemaade taha, samas kui metroo edastab need väikese latentsusega kohapeal. Enamikus tootmiskeskkondades eksisteerivad mõlemad kihid kõrvuti - pikamaa-kiht seab ülemmäära globaalsele võimsusele, suurlinna kiht seab piiri kohalikule jõudlusele. 400G ZR+ ühendatavad moodulid laiendavad nüüd metroo -klassi optikat kaugustele, mis varem nõudsid täispika{7}}veosüsteeme, vähendades järk-järgult vahet nende kahe vahel. Kuid põhiline arhitektuurne loogika - optimeeri katvuse jaoks või optimeerige latentsuse jaoks - jääb otsustavaks teguriks.
KKK
K: 300–800 km vahemik on kattumise tsoon. Mis on kõige olulisem tegur, et otsustada, millist arhitektuuri kasutada?
V: Latentsusnõuded. Kui mõni teie juurutatud rakendus nõuab edasi-tagasi{1}}reisi reageerimisaega alla 10 ms - reaalajas {-reaalajas andmebaase, reaalajas videotöötlust, kauplemissüsteemide - metroo arhitektuur on õige valik olenemata vahemaast. Kui töökoormus on pakettandmete edastamine, varundamine või replikatsioon latentsustolerantsiga üle 20 ms, on pikamaa{8}}varustus selles vahemaavahemikus konkurentsivõimeline.
K: Google B4 kasutas SDN-i, et viia magistraalvõrgu kasutamine peaaegu 100%ni. Kas see kehtib ettevõtte tavapäraste pikamaa{3}}juurutuste kohta?
V: Mitte otseselt. B4 töötab skaalal, kus Google juhib nii optilist kihti kui ka liikluse allikaid kümnetes andmekeskustes. Enamiku ettevõtete puhul, kes liisivad kandjatelt lainepikkusi või tumedat kiudu, toimub SDN-i optimeerimine kandja poolel. Ettevõtted saavad korrata liikluse klassifitseerimise loogikat, - mis eraldab latentsusaja-tundliku liikluse hulgiedastustest ja käsitleb neid samas infrastruktuuris erinevalt.
K: Kompaktsed sidusad pistikühendused on metroo juurutamise valik. Millal on sidusus suurlinna kontekstis mõttekam kui IM-DD?
V: Kui edastuskaugus ületab 80 km või kui lainepikkuse võimsuse sihtmärk ületab 100 G. Nendest lävedest allpool on IM-DD lihtsam ja odavam. Lisaks muudavad signaali terviklikkuse nõuded sidusaks ja praktilisema valiku isegi suurlinnakontekstis -, eriti tihedas linnakeskkonnas, kus taasvõimendus ei ole füüsiliste juurdepääsupiirangute tõttu võimalik.
K: Kui 400G ZR+ vähendab lõhet metroo ja kaugliinide vahel, siis kas uued metroolahendused peaksid enne IM-DD infrastruktuuri kasutuselevõttu ootama tehnoloogia valmimist?
V: 400G ZR+ on juba kaubanduslikult saadaval ja kasutusele võetud - see ei ole arenev standard. Praegu maksavad ZR+ moodulid samaväärse lähi{6}}edastuse eest oluliselt rohkem kui IM{5}}DD. Alla 80 km pikkuste uute kasutuselevõtu jaoks, mille puhul ei ole eeldatavasti vaja seda läve ületada, on IM-DD endiselt majanduslikult mõistlik valik.c
Soovitatav lugemine
Google B4 ja hiljem
Kiudoptilise ülekande Windows ja Fiber Bandwidth Guide
FDM, TDM ja WDM
