Rangkaian jarak jauh-dan metro ialah infrastruktur pengangkutan gentian optik, tetapi ia dibina untuk masalah yang berbeza. Mengelirukan kedua-dua membawa kepada lebih-penyerahan kejuruteraan, kos yang tidak perlu atau rangkaian yang tidak dapat memenuhi keperluan kependaman. Artikel ini merangkumi cara ia berbeza merentas jarak, kapasiti, kependaman dan teknologi - dan menggunakan rangkaian B4 Google sebagai contoh konkrit tentang cara kedua-dua lapisan berfungsi bersama dalam amalan.
Apakah Itu Rangkaian-Jarak Jauh dan Metro?
Rangkaian gentian optik-jarak jauhadalah infrastruktur tulang belakang yang dibina untuk membawa data merentasi bandar, negara dan benua. Jarak penghantaran biasanya berkisar antara 1,000 hingga 2,500 km, dengan beberapa penempatan melebihi 4,000 km. Rangkaian ini membentuk arteri utama trafik internet global, menghubungkan rangkaian metro antara satu sama lain merentasi jarak geografi yang luas.
Rangkaian Metro- juga dipanggil rangkaian kawasan metropolitan (MAN) - beroperasi dalam bandar atau kawasan bandar, biasanya merentasi jarak 80 hingga 1,000 km. Mereka menghubungkan pejabat, pusat data, kampus dan tempat kehadiran (POP) penyedia perkhidmatan dalam kawasan setempat.
Kedua-duanya bukanlah alternatif antara satu sama lain. Rangkaian jarak jauh-menghubungkan rangkaian metro merentas rantau. Rangkaian Metro menyampaikan ketersambungan itu kepada pengguna akhir dan perniagaan secara tempatan.
Perbezaan-Jarak Jauh dan Rangkaian Metro
Jarak dan Liputan Penghantaran
Rangkaian jarak jauh-dicipta untuk jarak antara benua dan antara-bandar, selalunya melebihi 2,500 km. Rangkaian Metro kekal dalam sempadan bandar dan wilayah, hampir di bawah 200 km dalam kebanyakan penggunaan. Julat 300–800 km ialah tempat kedua-dua seni bina secara teknikalnya berdaya maju - dalam zon pertindihan itu, pilihan yang tepat bergantung pada corak trafik dan keperluan kependaman, bukan jarak sahaja.
Kapasiti Rangkaian
Rangkaian jarak jauh-membawa kapasiti agregat yang lebih tinggi, didayakan olehDWDM(Pemultipleksan Pembahagian Panjang Gelombang Padat)- teknologi yang menghantar berpuluh-puluh panjang gelombang bebas secara serentak melalui satu pasangan gentian. Sesetengah sistem jarak jauh-melebihi 80 panjang gelombang setiap gentian, mencapai berbilang terabit sesaat daripada jumlah daya pemprosesan.
Rangkaian Metro menggunakanCWDM(Pemultipleksan Pembahagian Panjang Gelombang Kasar)atau DWDM berskala-yang lebih kecil. Kapasiti lebih rendah, tetapi mencukupi untuk-trafik skala bandar. Ekonomi lebih mengutamakan pemultipleksan kos-yang lebih mudah dan lebih rendah pada lapisan metro.
Latensi
Rangkaian Metro menyampaikan kependaman yang lebih rendah - biasanya di bawah 5ms hujung-hingga-berakhir dalam bandar - kerana jarak yang lebih pendek bermakna kurang kelewatan penyebaran. Ini menjadikan infrastruktur metro sebagai pilihan lalai untuk-aplikasi sensitif kependaman: perdagangan kewangan,-video masa sebenar dan pangkalan data teragih.
Rangkaian jarak jauh-membawa kependaman yang lebih tinggi. Kelewatan perambatan terkumpul dengan jarak, dan penguatan isyarat pada nod perantaraan menambah overhed lagi.
Teknologi dan Peralatan
Falsafah reka bentuk di sebalik-pengangkutan jarak jauh berbeza dengan ketara daripada rangkaian metropolitan. Apabila pautan antara benua dan antara-bandar mengutamakan kecekapan spektrum dan mencapai - selalunya menjangkau melebihi 4,000 km melalui diperkuatkan, koherengentian pengangkutanmerangkumi infrastruktur skala - bandar-beroperasi di bawah set kekangan yang berbeza secara asasnya. Meliputi berpuluh-puluh hingga ratusan kilometer dalam dan sekitar sempadan bandar, rangkaian metro mesti mengimbangi kependaman rendah, kapasiti pelabuhan padat dan ekonomi penggunaan, selalunya mengutamakan pengesanan-langsung atau pemampat koheren padat berbanding penyelesaian-prestasi tinggi tetapi lebih mahal yang diminta oleh penghantaran-jarak jauh.
Khususnya: penggunaan jarak jauh-memerlukanteknologi optik yang koherensebagai standard, dengan cip DSP mengimbangi penyebaran merentasi ribuan kilometer, danEDFApenguatdigunakan kira-kira setiap 80 km untuk mengekalkan kekuatan isyarat. Penggunaan metro bergantung terutamanya padapengesanan-terus (IM-DD)transceiver - lebih ringkas, kuasa lebih rendah dan jauh lebih murah. Menggunakan infrastruktur koheren-jarak jauh penuh pada penempatan metro adalah kejuruteraan keterlaluan yang jarang memberi kesan kewangan.
| Jarak-panjang | Metro | |
|---|---|---|
| Liputan | Negara / Benua | Kawasan Bandar / Metro |
| Jarak | 1,000 – 2,500 km+ | 80 – 1,000 km |
| Kapasiti | Lebih tinggi (-skala besar DWDM) | Rendah (CWDM / DWDM kecil) |
| Latensi | Lebih tinggi | bawah (<5ms typical) |
| Teknologi Teras | Koheren + EDFA | IM-DD / koheren padat |
| Terbaik Untuk | Tulang belakang-rentas wilayah | Setempat, kependaman-apl sensitif |
Sebenar-Penggunaan Dunia: Google B4
Rangkaian B4 Google- yang didokumenkan dalam kertas awam di SIGCOMM 2012 - menunjukkan tempoh-jarak dan rangkaian metro berfungsi bersama pada skala dan perkara yang berlaku apabila setiap lapisan dioptimumkan untuk tujuan sebenar.
Google perlu memastikan pusat data globalnya disegerakkan merentas tiga jenis trafik:-replikasi data berskala besar, perkhidmatan-pengguna dan kerja pengiraan dalaman. Setiap satu mempunyai keperluan lebar jalur dan kependaman yang berbeza. WAN sedia ada telah meninggalkan penggunaan pautan tulang belakang pada 30–40%, manakala perkhidmatan masa sebenar-masih bergelut untuk memenuhi sasaran kependaman.
Di lapisan antara benua, Google digunakanrangkaian gentian jarak jauh-dengan pengangkutan optik koheren DWDM yang membawa berbilang panjang gelombang 100G setiap gentian merentasi laluan rentas lautan dan rentas benua. Pengawal SDN berpusat menggantikan kejuruteraan trafik MPLS tradisional, mengalihkan trafik secara dinamik berdasarkan-permintaan masa sebenar merentas seluruh rangkaian. Penggunaan tulang belakang meningkat daripada 30–40% kepada hampir 100% - infrastruktur fizikal yang sama membawa lebih banyak trafik dengan ketara tanpa menambah gentian.
Pada lapisan-dalam wilayah,-bandar yang sama dan pusat data berdekatan yang disambungkan melalui infrastruktur metro menggunakan modul-jangkauan pendek,-tinggi. Kependaman antara kemudahan yang dipegang secara konsisten di bawah 2ms - merupakan keperluan yang sukar untuk Carian dan Iklan Google, di mana masa respons secara langsung mempengaruhi hasil.
B4 menjadikan bahagian fungsian konkrit: jarak-jauh menentukan jumlah data yang boleh bergerak antara benua; metro menentukan seberapa pantas data itu boleh disampaikan secara tempatan. Tiada lapisan boleh menggantikan yang lain.
Jarak jauh-menggerakkan data merentasi jarak jauh pada kapasiti tinggi, manakala metro menyampaikannya secara tempatan dengan kependaman rendah. Dalam kebanyakan persekitaran pengeluaran, kedua-dua lapisan wujud bersama - lapisan jarak jauh-yang menetapkan siling pada kapasiti global, lapisan metro menetapkan lantai pada prestasi tempatan. 400modul boleh pasang G ZR+ kini memanjangkan-optik kelas metro ke jarak yang sebelum ini memerlukan-sistem jarak jauh penuh, secara beransur-ansur menyempitkan jurang antara kedua-dua sistem. Tetapi logik seni bina teras - mengoptimumkan untuk jangkauan atau mengoptimumkan kependaman - kekal sebagai faktor penentu.
Soalan Lazim
S: Julat 300–800 km ialah zon bertindih. Apakah faktor yang paling penting dalam menentukan seni bina yang hendak digunakan?
A: Keperluan kependaman. Jika mana-mana aplikasi dalam kerahan anda memerlukan-masa tindak balas pergi dan balik di bawah 10ms - pangkalan data masa sebenar-, pemprosesan video langsung, sistem perdagangan - seni bina metro ialah pilihan yang tepat tanpa mengira jarak. Jika beban kerja adalah pemindahan data kelompok, sandaran atau replikasi dengan toleransi kependaman melebihi 20ms, peralatan jarak jauh-berdaya saing-dalam julat jarak ini.
S: Google B4 menggunakan SDN untuk menolak penggunaan tulang belakang kepada hampir 100%. Adakah ini terpakai pada penggunaan jarak jauh-perusahaan standard?
A: Tidak langsung. B4 beroperasi pada skala yang mana Google mengawal kedua-dua lapisan optik dan sumber trafik merentas berpuluh-puluh pusat data. Bagi kebanyakan perusahaan memajak panjang gelombang atau gentian gelap daripada pembawa, pengoptimuman SDN berlaku di bahagian pembawa. Perkara yang boleh ditiru oleh perusahaan ialah logik klasifikasi trafik - yang memisahkan kependaman-trafik sensitif daripada pemindahan pukal dan melayannya secara berbeza merentas infrastruktur yang sama.
S: Pemalam yang koheren padat ialah pilihan untuk penggunaan metro. Bilakah koheren lebih masuk akal daripada IM-DD dalam konteks metro?
J: Apabila jarak penghantaran melebihi 80 km, atau apabila sasaran kapasiti setiap-panjang gelombang melebihi 100G. Di bawah ambang ini, IM-DD adalah lebih mudah dan kos yang lebih rendah. Di atasnya, keperluan integriti isyarat menjadikan pilihan yang lebih praktikal yang koheren walaupun dalam konteks metro - terutamanya dalam penempatan bandar yang padat di mana-penguatan semula tidak mungkin disebabkan oleh kekangan akses fizikal.
S: Jika 400G ZR+ mengecilkan jurang antara metro dan-jarak jauh, adakah penempatan metro baharu perlu menunggu teknologi matang sebelum menggunakan infrastruktur IM-DD?
J: 400G ZR+ sudah tersedia secara komersil dan digunakan - ia bukan standard yang baru muncul. Pada masa ini, modul ZR+ berharga lebih tinggi daripada IM-DD untuk penghantaran jarak-setara yang setara. Untuk penempatan padang hijau di bawah 80 km tanpa jangkaan keperluan untuk melangkaui ambang itu, IM-DD kekal sebagai pilihan yang kukuh dari segi ekonomi hari ini.c
Bacaan yang disyorkan
Google B4 dan Selepas
Jendela Transmisi Gentian Optik & Panduan Lebar Jalur Gentian
FDM, TDM dan WDM
