Моделирование процесса обработки меток времени на устройствах транспортной сети

Современные телекоммуникационные сети строятся на основе различных технологий передачи и обработки данных. Большая нагрузка на узлы транспортного уровня требует обеспечения качественной синхронизации расположенного на них оборудования. Транспортная сеть выступает в качестве важного элемента, передающего шкалу времени на ведомые устройства. Использование принципов временного мультиплексирования и обработки высокоскоростных потоков с разделением по длине волны (OTN, аббр. от англ. Optical Transport Network) и классических сетей на основе Ethernet в качестве системы транспортного уровня требует наличия точного временного согласования, что может обеспечиваться при поддержке функций работы по протоколу точного времени (PTP, аббр. от англ. Precision Time Protocol). Предлагается аппарат моделирования процессов обмена пакетами, которые содержат сообщения PTP, на уровне мультиплексоров OTN и участке транспортной IP-подсети, построенной на маршрутизаторах. Процесс прохождения пакетов по сети рассмотрен с точки зрения базовых процессов обработки. Рассмотрено влияние нагрузки в сети на скорость обработки пакетов на маршрутизаторах и эффективность применения алгоритмов упреждающего кодирования (Forward Error Correction) на быстродействие мультиплексоров OTN. Приведены экспериментальные данные по распределению задержек и дана оценка асимметрии на оборудовании при различных условиях функционирования.

1. Рекомендация МСЭ-T G.709/Y.1331 (11/2022) Интерфейсы оптической транспортной сети (OTN).

2. Рекомендация МСЭ-Т G.8264/Y.1364 (03/2018) Распределение хронирующей информации по пакетным сетям.

3. Ferrant J., Gilson M., Jobert S., Mayer M. Synchronous Ethernet and IEEE 1588 in Telecoms. Next Generation Synchronization Networks. John Wiley & Sons, 2013. 356 p. DOI:10.1002/9781118580080

4. Rec. ITU-T G.8260 (11/2022) Definitions and terminology for synchronization in packet networks.

5. Rec. ITU-T G.8251 (09/2010) The control of jitter and wander within the optical transport network (OTN).

6. Rec. ITU-T G.8265.1/Y.1365.1 (11/2022) Precision time protocol telecom profile for frequency synchronization.

7. Rec. ITU-T G.8275.1/Y.1369.1 (02/2022) Precision time protocol telecom profile for time/phase synchronization with full timing support from the network.

8. Rec. ITU-T G.8275.1/Y.1369.2 (02/2020) Precison time protocol telecom profile for time/phase synchronization with partial timing support from the network.

9. Хмелев К. Основы фотонного транспорта. Киев: Техника, 2008. 680 с.

10. Канаев А.К., Лукичев М.М., Лукичева В.Л. Методика формирования эквивалентного мультисервисного узла технологической сети связи в среде имитационного моделирования, учитывающая все параметры качества обслуживания в установившемся режиме // T-Comm: Телекоммуникации и транспорт. 2019. Т. 13. № 12. С. 13−23. DOI:10.24411/2072-8735-2018-10328. EDN:GFCKKT

11. Wigley L. An Update on Router Buffering: White Paper. // @xrdocs. 2022. URL: https://xrdocs.io/8000/Buffering-WP_March_2022.pdf (Accessed 15.03.2024)

12. Салифов И.И. Методика оценки сквозной задержки на оптической магистральной сети со сложной архитектурой. Дисс. … канд. техн. наук. Екатеринбург: Ростелеком, 2012. 253 с. EDN:QFTOZF

13. WDM/OTN Network Latency Composition // Huawei. 2020. URL: https://forum.huawei.com/enterprise/en/wdm-otn-network-latency-composition/thread/667240035646324736-667213856692383744 (Accessed 15.03.2024)

14. Veisllari R., Bjornstad S., Stol N. Scheduling techniques in an integrated hybrid node with electronic buffers // Proceedings of the 16th International Conference on Optical Network Design and Modelling (ONDM, Colchester, UK, 17−20 April 2012). IEEE, 2012. PP. 1−6. DOI:10.1109/ONDM.2012.6210185

15. Veisllary R., Bjornstad S., Hjelme D.R. Experimental demonstration of high throughput, ultra-low delay variation packet/circuit fusion network // Electronics Letters. 2013. Vol. 49. Iss. 2. PP. 141−143. DOI:10.1049/el.2012.4156

16. Understanding Network Latency in Ethernet Switches // Fiber Optic Network Products. URL: https://www.fiberopticshare.com/network-latency-in-ethernet-switches.html#:~:text=Normally%2C%20for%20the%20most%20commonly,from%205%20to%2050%20microseconds (Accessed 19.03.2024)