Uzun mesafe ve{0}}metro ağları fiber optik ulaşım altyapısıdır ancak farklı sorunlar için tasarlanmıştır. Bu ikisinin karıştırılması,-aşırı tasarlanmış dağıtımlara, gereksiz maliyete veya gecikme gereksinimlerini karşılayamayan ağlara yol açar. Bu makale bunların mesafe, kapasite, gecikme ve teknoloji - açısından nasıl farklılık gösterdiğini ele almakta ve iki katmanın pratikte birlikte nasıl çalıştığının somut bir örneği olarak Google'ın B4 ağını kullanmaktadır.
Uzun-Ulaşım ve Metro Ağları Nelerdir?
Uzun-mesafeli fiber optik ağlarverileri şehirler, ülkeler ve kıtalar arasında taşımak için oluşturulmuş omurga altyapılarıdır. İletim mesafeleri tipik olarak 1.000 ila 2.500 km arasında değişir ve bazı dağıtımlar 4.000 km'yi aşar. Bu ağlar, metro ağlarını geniş coğrafi mesafeler üzerinden birbirine bağlayarak küresel internet trafiğinin ana arterlerini oluşturur.
Metro ağlarıMetropol alan ağları (MAN'ler) olarak da adlandırılan - -, bir şehir veya kentsel bölge içinde, genellikle 80 ila 1.000 km'lik mesafelerde faaliyet gösterir. Yerel bir bölgedeki ofisleri, veri merkezlerini, kampüsleri ve servis sağlayıcı varlık noktalarını (POP'lar) birbirine bağlarlar.
İkisi birbirinin alternatifi değil. Uzun-mesafe ağları, metro ağlarını bölgeler arasında birbirine bağlar. Metro ağları bu bağlantıyı son kullanıcılara ve işletmelere yerel olarak sunar.
Uzun-Ulaşım ve Metro Ağları Farkları
İletim Mesafesi ve Kapsama Alanı
Uzun{0}mesafe ağları, kıtalar arası ve şehirler arası-kapsamlar için, genellikle 2.500 km'nin üzerinde olacak şekilde tasarlanmıştır. Metro ağları, çoğu dağıtımda neredeyse 200 km'nin altında olacak şekilde şehir ve bölge sınırları içinde kalır. 300–800 km aralığı, bu örtüşme bölgesinde her iki mimarinin de teknik açıdan uygun olduğu - yerdir; doğru seçim, yalnızca mesafeye değil, trafik düzenlerine ve gecikme gereksinimlerine bağlıdır.
Ağ Kapasitesi
Uzun-mesafe ağları daha yüksek toplam kapasite taşır;DWDM(Yoğun Dalga Boyu Bölmeli Çoğullama)- düzinelerce bağımsız dalga boyunu aynı anda tek bir fiber çifti üzerinden ileten bir teknoloji. Bazı uzun mesafeli sistemler fiber başına 80 dalga boyunu aşar ve toplam iş hacminin saniye başına birden fazla terabit değerine ulaşır.
Metro ağlarının kullanımıCWDM(Kaba Dalga Boyu Bölmeli Çoğullama)veya daha küçük-ölçekli DWDM. Kapasite daha düşüktür ancak şehir-ölçekli trafik için yeterlidir. Ekonomi, metropol katmanında daha basit,-maliyetli çoğullamayı tercih ediyor.
Gecikme
Metro ağları, şehir içinde uçtan uca-uçtan uca - genellikle 5 ms'nin altında daha düşük gecikme süresi - sağlar, çünkü daha kısa mesafeler daha az yayılma gecikmesi anlamına gelir. Bu, metro altyapısını gecikmeye-hassas uygulamalar için varsayılan seçim haline getirir: finansal ticaret, gerçek-zamanlı video ve dağıtılmış veritabanları.
Uzun{0}}uzun mesafeli ağlar daha yüksek gecikme süresine sahiptir. Yayılma gecikmesi mesafeyle birlikte birikir ve ara düğümlerdeki sinyal amplifikasyonu daha fazla yüke neden olur.
Teknoloji ve Ekipman
Uzun mesafe taşımacılığının ardındaki tasarım felsefesi{0}büyükşehir ağlarından keskin biçimde ayrılıyor. Kıtalararası ve-şehirlerarası bağlantıların spektral verimliliğe öncelik verdiği ve güçlendirilmiş, tutarlı aracılığıyla genellikle 4.000 km'nin ötesine uzanan -'ye ulaştığı yertaşıma lifi- kentsel-ölçekteki altyapılar temelde farklı kısıtlamalar altında çalışır. Şehir sınırları içinde ve çevresinde onlarca ila yüzlerce kilometreyi kapsayan metro ağları, uzun mesafeli iletimin talep ettiği yüksek-performansa sahip ancak daha pahalı çözümler yerine genellikle doğrudan-algılamayı veya kompakt tutarlı takılabilirleri tercih ederek düşük gecikmeyi, yoğun bağlantı noktası kapasitesini ve dağıtım ekonomisini dengelemelidir-.
Özellikle: uzun-uzun mesafeli dağıtımlar şunları gerektirir:tutarlı optik teknolojiStandart olarak binlerce kilometre boyunca dağılmayı telafi eden DSP yongaları veEDFAamplifikatörlerSinyal gücünü korumak için yaklaşık olarak her 80 km'de bir konuşlandırılıyor. Metro dağıtımları öncelikle şunlara dayanır:doğrudan-algılama (IM-DD)alıcı-vericiler - daha basit, daha düşük güçte ve çok daha ucuz. Metro dağıtımına tamamen uzun-uyumlu bir altyapı uygulamak, nadiren mali açıdan mantıklı olan aşırı mühendisliktir.
| Uzun-Mesafe | Metro | |
|---|---|---|
| Kapsam | Ülkeler / Kıtalar | Şehir / Metro Alanı |
| Mesafe | 1.000 – 2.500 km+ | 80 – 1.000 kilometre |
| Kapasite | Daha yüksek (büyük-ölçekli DWDM) | Daha düşük (CWDM / küçük DWDM) |
| Gecikme | Daha yüksek | Daha düşük (<5ms typical) |
| Çekirdek Teknoloji | Tutarlı + EDFA | IM-DD / kompakt tutarlı |
| En İyisi | Bölgeler arası{0}omurga | Yerel, gecikmeye-hassas uygulamalar |
Gerçek-Dünya Dağıtımı: Google B4
Google'ın B4 ağıSIGCOMM'de halka açık bir belgede belgelenen - 2012 -, uzun-ulaşım ve metro ağlarının geniş ölçekte birlikte ne kadar çalıştığını ve her katman gerçek amacına göre optimize edildiğinde ne olacağını gösterir.
Google'ın küresel veri merkezlerini üç trafik türünde senkronize tutması gerekiyordu: büyük-ölçekli veri çoğaltma, kullanıcıya yönelik-hizmetler ve dahili bilgi işlem işleri. Her birinin farklı bant genişliği ve gecikme gereksinimleri vardı. Mevcut WAN, omurga bağlantı kullanımını %30-40'ta bırakırken, gerçek zamanlı hizmetler hâlâ-gecikme hedeflerine ulaşmakta zorlanıyordu.
Kıtalararası katmanda, Google dağıtıldıuzun-mesafeli fiber ağlarokyanus ötesi ve kıtalararası rotalar boyunca fiber başına birden fazla 100G dalga boyu taşıyan DWDM tutarlı optik taşıma ile. Merkezi bir SDN denetleyicisi, geleneksel MPLS trafik mühendisliğinin yerini alarak trafiği gerçek zamanlı talebe göre tüm ağ boyunca dinamik olarak-kaydırdı. Omurga kullanımı %30-40'tan neredeyse %100'e yükseldi - aynı fiziksel altyapı, fiber eklemeden önemli ölçüde daha fazla trafik taşıyordu.
-Bölge içi katmanda, kısa-erişimli, yüksek-hızlı modüller kullanılarak metro altyapısı aracılığıyla bağlanan, aynı-şehirdeki ve yakındaki veri merkezleri. Tesisler arasındaki gecikmenin sürekli olarak 2 ms'nin altında tutulması -, yanıt süresinin geliri doğrudan etkilediği Google Arama ve Reklamlar için zor bir gerekliliktir.
B4, işlevsel ayrımı somutlaştırıyor: Kıtalar arasında ne kadar verinin taşınabileceğini-uzun vadede belirledi; Metro, bu verilerin yerel olarak ne kadar hızlı sunulabileceğini belirledi. Hiçbir katman diğerinin yerini tutamaz.
Uzun mesafe,{0}}verileri yüksek kapasiteyle çok uzak mesafelere taşırken metro, verileri düşük gecikmeyle yerel olarak sunar. Çoğu üretim ortamında, her iki katman da bir arada bulunur - uzun-mesafe katmanı küresel kapasitenin tavanını belirler, metro katmanı yerel performansa zemin hazırlar. 400G ZR+ takılabilir modüller artık metro-sınıfı optikleri daha önce tam uzun mesafe sistemleri gerektiren mesafelere genişletiyor ve ikisi arasındaki boşluğu kademeli olarak daraltıyor-. Ancak temel mimari mantık - erişim için optimize etme veya gecikme için optimize etme - belirleyici faktör olmaya devam ediyor.
SSS
Soru: 300-800 km aralığı örtüşme bölgesidir. Hangi mimarinin kullanılacağına karar vermede en önemli faktör nedir?
C: Gecikme gereksinimleri. Dağıtımınızdaki herhangi bir uygulama 10 ms'nin altında gidiş-dönüş yanıt süreleri gerektiriyorsa - gerçek zamanlı veritabanları, canlı video işleme, ticaret sistemleri - metro mimarisi, mesafeye bakılmaksızın doğru seçimdir. İş yükü toplu veri aktarımı, yedekleme veya gecikme toleransı 20 ms'nin üzerinde olan çoğaltmaysa, uzun-ekipman bu mesafe aralığında maliyet açısından-rekabetlidir.
S: Google B4, omurga kullanımını %100'e yakın bir düzeye çıkarmak için SDN'yi kullandı. Bu, standart kurumsal uzun mesafeli dağıtımlar için-geçerli midir?
C: Doğrudan değil. B4, Google'ın onlarca veri merkezi genelinde hem optik katmanı hem de trafik kaynaklarını kontrol ettiği ölçekte çalışır. Taşıyıcılardan dalga boylarını veya koyu fiberleri kiralayan çoğu kuruluş için SDN optimizasyonu taşıyıcı tarafında gerçekleşir. Kuruluşların kopyalayabileceği şey, gecikme süresine- duyarlı trafiği toplu aktarımlardan ayıran ve bunları aynı altyapı üzerinde farklı şekilde ele alan trafik sınıflandırma mantığıdır.
S: Kompakt, uyumlu takılabilir ürünler metro dağıtımları için bir seçenektir. Metro bağlamında tutarlılık ne zaman IM-DD'den daha anlamlı olur?
C: İletim mesafesi 80 km'yi aştığında veya dalga boyu-başına kapasite hedefi 100G'yi aştığında. Bu eşiklerin altında IM-DD daha basit ve daha düşük maliyetlidir. Bunların da ötesinde, sinyal bütünlüğü gereksinimleri, özellikle fiziksel erişim kısıtlamaları nedeniyle yeniden güçlendirmenin mümkün olmadığı yoğun kentsel dağıtımlarda - metro bağlamlarında bile tutarlı ve daha pratik bir seçim haline getirir.
S: Eğer 400G ZR+ metropol ile uzun mesafe arasındaki boşluğu daraltıyorsa-, yeni metropol dağıtımları IM-DD altyapısını benimsemeden önce teknolojinin olgunlaşmasını beklemeli mi?
C: 400G ZR+ halihazırda ticari olarak mevcuttur ve konuşlandırılmıştır -, yeni ortaya çıkan bir standart değildir. Şu anda ZR+ modülleri, eşdeğer kısa mesafeli iletim için IM-DD'den önemli ölçüde daha pahalıdır. Bu eşiğin ötesinde ölçeklendirme yapılması beklenmeyen, 80 km'nin altındaki sıfırdan kurulumlar için IM-DD bugün ekonomik açıdan doğru seçim olmaya devam ediyor.c
Önerilen okuma
Google B4 ve Sonrası
Fiber Optik İletim Pencereleri ve Fiber Bant Genişliği Kılavuzu
FDM, TDM ve WDM
