OTN網絡時延是什么？

看到這個問題，有人可能會說，這個不簡單嗎？OTN網絡=光傳送網，傳輸信息的速度=光速，時延=數據傳輸所花費的時間，那不就是用下方公式嘛：

NONONO！本期文檔君小課堂帶大家走進時延，一起探秘OTN網絡傳輸數據所花費的時間問題。

01時延是什么？

在通信系統中，時延是一個很重要的技術指標，指的是數據從網絡中的一個網絡設備，傳送到另外一個網絡設備時，所耗費的時間長度。

時延主要包括發送時延、傳輸時延和處理時延三部分。

發送時延：原始數據進入網絡設備發送端開始，到從發送端發出，直至完全進入傳輸媒介所花掉的時間。此時延大小取決于數據量、信道帶寬、網絡設備的處理性能。

傳輸時延：數據從發送端發出開始到接收端接收結束所花掉的時間。此時延大小取決于傳輸距離、傳輸媒介、中間網絡設備的數量/處理性能。

處理時延：網絡設備接收到信息開始并還原為原始數據所花掉的時間。此時延取決于網絡設備的處理性能。

01 舉個栗子

#從網絡設備1傳輸數據到網絡設備3，時延如何計算呢？

#由圖可以看出，依舊是分為三部分來進行時延計算：

網絡設備1的發送時延：即A市待傳輸數據進入網絡設備1發送端開始，到從網絡設備1發送端發出，直至完全進入網絡設備1與網絡設備2之間傳輸鏈路所花掉的時間。

此部分時延受網絡設備1的性能影響較大，如果處理速度快，發送時延就小。

數據經過網絡設備2，從網絡設備1到網絡設備3的傳輸時延：此部分時延受傳輸距離和網絡中間設備數量、處理性能影響。明顯可以得出，如果傳輸距離近、中間網絡設備少、中間網絡設備處理性能快，傳輸時延就小。

網絡設備3還原出數據的處理時延：此部分時延受網絡設備3的處理性能影響較大，如果處理速度快，同樣處理時延就小。

02OTN網絡的時延又是什么？

前文講解了通用通信系統中時延的定義。那OTN網絡的時延又是什么呢？

OTN網絡是以OTN（Optical Transport Network）設備作為網絡設備、使用光纖作為傳輸媒介的通信系統。OTN網絡的時延是數據從發送端OTN設備傳輸到接收端OTN設備所花掉的時間。

和通用通信系統一樣，OTN網絡的時延也包括發送時延、傳輸時延和處理時延三部分。

02 舉個栗子

#下面是一個典型的OTN網絡系統組成和時延分布圖。

（有關OTN網絡的詳細介紹可參閱“網絡數據的大容量傳輸技術——WDM/OTN，你了解嗎？”）

01 發送時延

發送時延是原始數據進入發送端OTN設備的發送端開始，到從發送端發出，直至完全進入線路光纖所花掉的時間。

原始數據在發送端OTN設備主要經過以下兩個處理流程，數據才可以送往線路光纖傳輸。

通過貨車——OTU單元（Optical Transponder Unit）轉換為OTN設備可以傳輸的數據。OTU單元處理數據所花費的時間即時延量級是10μs~100μs。

通過檢查站——合/分波單元實現一根光纖合路傳輸多路數據光信號。合/分波單元處理數據所花費時間即時延量級是ns。

02 傳輸時延

傳輸時延是數據從發送端OTN設備發出開始到接收端OTN設備接收結束所花掉的時間。從發送端OTN設備發出的數據主要經過光纖傳輸。光纖的時延量級為5μs/km。

由于光信號在光纖中傳輸會產生色散影響，所以光信號傳輸可能需要增加色散補充模塊，補償色散導致的問題。因此傳輸時延還需要加上色散補充模塊導致的傳輸時延。（有關色散的解釋，可參閱“色散這么好看，為什么光纖卻不喜歡？”）

當傳輸距離較遠的時候，OTN網絡途中需要增設加油站（即光放大單元）對光信號再生放大后，再繼續傳輸。

從上述分析可知，傳輸時延受光纖、色散補償模塊和光放大單元影響。

03 處理時延

處理時延的大小，取決于“接收端OTN設備”。

從上面“OTN網絡系統組成和時延分布圖”可以看出，接收端OTN設備對數據的處理過程剛好是發送端OTN設備處理數據的逆過程。

通過檢查站——合/分波單元將光纖中的合路數據光信號還原為單路數據光信號。

通過貨車——OTU單元將單路數據光信號轉換為原始數據。

因此，我們可以認為處理時延跟發送時延是相同的，主要受光轉發單元OTU和合/分波單元影響。

讓文檔君來總結一下，OTN網絡時延組成和影響時延的因素。

由此可知，OTN網絡絡時延主要受傳輸鏈路（例如光纖）和物理設備（例如OTU單元、合/分波單元、光放大單元）影響。

03OTN網絡如何降低時延？

眾所周知，5G網絡要求超低時延，甚至全網端到端時延要求低至1ms。OTN網絡作為5G網絡的重要承載網絡，為了滿足5G網絡超低時延要求，一般會從上面分析的傳輸鏈路和物理設備兩個因素著手，降低時延。

方法01優化傳輸鏈路

采用極簡網絡架構設計，減少中間轉發節點，減少中間光放大單元，構造一跳直達網絡，降低傳輸時延。采用相干光通信技術，不需要使用色散補充模塊，可消除色散補償模塊引入的額外傳輸時延。

相干光通信并不是指傳輸光是相干光的通信，任何光通信系統使用的光都是激光。而是因為相干光通信系統中發送端使用了相干調制，接收端使用了相干技術進行檢測，所以稱為相干光通信。

有關相干光通信的詳細介紹可參閱公眾號“鮮棗課堂”的文章“【硬核掃盲】到底什么是相干光通信？”

方法02優化物理設備

優化OTU單元，降低OTU單元引入的時延。

采用RAMAN拉曼放大器代替EDFA，降低光放大單元的時延。

使用先進的光層技術，實現光信號直通、交換，減少光-電-光再生次數。

審核編輯：湯梓紅