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Aufbau eines 100G-Metronetzes

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Irving

Veröffentlicht 25. Oktober 2019
2020-11-27 16:16:31
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Wie wir wissen, basieren fast alle Metro-Netze auf der WDM-Architektur. WDM-Systeme, die mit 10 Gbps und 40 Gbps pro Glasfaser arbeiten, sind jedoch zunehmend überlastet, da das Datenverkehrsvolumen schnell zunimmt. Um dies zu lösen, wird das WDM-System mit 100 Gbps pro Faser als kostengünstige Möglichkeit zur Kapazitätserweiterung für optische Metro-Transportnetze eingeführt.

100G Metronetz: Grundlagen und Vorteile

In herkömmlichen 10G- und 40G-Metronetzen entscheiden sich die Betreiber entweder für passive und feste Filtertechnologie oder für ROADM-Technologie, um das optische Netzwerk einzurichten. Das Metronetz mit festen Filtern bietet eine kostengünstige, einfache Punkt-zu-Punkt-Konnektivität, aber keine Flexibilität und Skalierbarkeit, während ein ROADM-basiertes Metronetz eine einfach zu bedienende und flexible Any-to-Any-Konnektivität bei hohen Erstinstallationskosten bietet.

Im Gegensatz zu den 10G- und 40G-Metronetzen verwendet das 100G-Metronetz hauptsächlich die neu entwickelte Coherent Packet-Optical Technology, die ebenso flexibel und skalierbar ist wie das ROADM-basierte Netz, jedoch ohne seine kostspieligen wellenlängenselektiven Schalter (Wavelength Selective Switches/WSS) und optischen Filter. Mit dieser kohärenten Technologie können die Wellenlängen im 100G-Metronetz von jedem beliebigen Standort zu jedem beliebigen Standort mit jeder spektralen Breite und auf jeder Frequenz zentriert gehen, was das Netz sowohl flexibel als auch zukunftssicher macht. Darüber hinaus hat sich die Direct-Detect-Technologie auch als eine weitere Lösung für den Metro Access Data Center Interconnectivity (DCI) herauskristallisiert – insbesondere bei DCI-Verbindungen mit Spannweiten von weniger als 80 km. Weitere Einzelheiten über Coherent und Direct Detect Erkennungstechnologien finden Sie unter 100G Metro Data Center Interconnectivity (DCI): Kohärente vs. direkte Detection.

Hier sind die wichtigsten Vorteile des 100G-Metronetzes mit kohärenter paket-optischer Technologie:

Höhere Kapazität: Das 100G-Metronetz bietet 100Gbps pro Glasfaser und ermöglicht es den Netzbetreibern, den Bedarf der Kunden an mehr Bandbreite zu decken;

Kosteneffizienz: Die kohärente Technologie im 100G-Metronetz kann dazu beitragen, die Kosten pro Bit durch fortschrittliche technologische Innovationen kontinuierlich zu senken;

Hohe Wettbewerbsfähigkeit: Das 100G-Metronetz trägt dazu bei, die Wettbewerbsfähigkeit des Netzbetreibers zu erhöhen, indem mit weniger Aufwand mehr erreicht wird und die Dienste schneller bereitgestellt werden können.

Aufbau eines 100G-Metronetzes

Ein Metronetz kann typischerweise in drei Teilschichten unterteilt werden: National oder Core Layer, Regional Layer und Aggregation Layer. Die letzten beiden Schichten bieten Transportfunktionen innerhalb verschiedener Technologien - IP RAN und PTN für mobile Netzwerke und IP-Paket-Routing/Switching für den festen Breitbandzugang.

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Abbildung 1: Teilschichten des 100G-Metronetzes

Die wichtigsten im 100G-Metronetz verwendeten Geräte

Ähnlich wie die 10G- und 40G-Metronetze beginnt das 100G-Metronetz mit der Verwendung von 100G-DWDM-Transceivern und DWDM-Mux-Demux (DWDM = Dense Wavelength Division Multiplexing) in den oben genannten Kern- und Regionalschichten. Darüber hinaus werden in einigen Anwendungsszenarien auch optische Verstärker und Dispersionskompensationsmodule benötigt. Das folgende Bild veranschaulicht die Grundlagen eines Knotens in den 100G-Metronetz-Kern- und Regionalschichten:

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Abbildung 2: Grundlagen eines Knotens in 100G-Metronetz-Kern- und Regionalschichten

Der kohärente 100G DWDM CFP-Transceiver ist heute der wichtigste Transceiver, der in 100G-Metronetzen eingesetzt wird. Er verwendet vier Laser, die jeweils über das DWDM-Gitter abstimmbar sind, so dass die resultierende Verbindung 4 x 25 Gb/s realisiert, wobei in einer separaten Monomode-Duplex-Faser jeweils 25 Gb/s übertragen werden.

Der DWDM Mux Demux ist die Kerntechnologie, die eine Plattform bietet, um mit den 100G-Upgrades den bestehenden 10G- und 40G-Kanälen im Wesentlichen unbegrenzte, sich gemeinsam ausbreitende Kanäle hinzuzufügen und schließlich die Aufrüstung aller Kanäle auf 100G zu ermöglichen.

Ein optischer Verstärker wird verwendet, um die zusätzlichen Verluste zu überwinden, die durch die Faserdämpfung, die Aufteilung der optischen Leistung und andere Faktoren entstehen. Und das Dispersionskompensationsmodul wird häufig eingesetzt, um das Hindernis der Intersymbolinterferenz (ISI) zu überwinden.

Fazit

Angetrieben durch das zunehmende Interesse an Cloud-Diensten, die erhöhte Sicherheit durch Daten-Replikation und den wachsenden Medienkonsum ist der Erfolg des optischen 100G-Metronetzes unvermeidlich.