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Detaillierter Überblick zu DWDM-Transceivern

Jason

Übersetzer*in Felix
5. November 2020

Das Aufkommen der DWDM-Technologie hat die Landschaft der optischen Netzwerke verändert. Mit dem DWDM-Transceiver als eine der wichtigsten Komponenten wird das DWDM-Netzwerk in vielen verschiedenen Branchen und Bereichen eingesetzt, um Netzwerkkapazitäten zu erhöhen.

Was ist ein DWDM-Transceiver und wie funktioniert er?

Ein DWDM-Transceiver funktioniert genau wie andere optische Standard-Transceiver: Er wandelt elektrische Signale in optische Signale und dann in elektrische Signale um. Der Unterschied besteht darin, dass der DWDM-Transceiver die DWDM-Technologie nutzt, um verschiedene Wellenlängen oder mehrere optische Signale auf eine einzige Faser zu multiplexen, um wertvolle Faserressourcen zu sparen. Der Transceiver ist für Singlemode-Fasern ausgelegt und arbeitet bei einer nominalen DWDM-Wellenlänge von 1528,38 bis 1563,86nm (Kanal 17 bis Kanal 61), wie von der ITU-T spezifiziert. DWDM-Transceiver können außer in der Langstreckenübertragung auch in Switch-to-Switch-Schnittstellen, Switch-Backplane-Anwendungen und Router/Server-Schnittstellen usw. eingesetzt werden. DWDM-Transceiver unterstützen bis zu 10Gbps und können eine Entfernung von bis zu 120km überbrücken, was sich optimal für Übertragungen mit hoher Kapazität und über große Entfernungen eignet.

the working principle of dwdm transceiver

Abbildung 1: Funktionsprinzip eines DWDM-Transceivers

Gängige Typen von DWDM-Transceivern

DWDM-Transceiver sind in verschiedenen Ausführungen erhältlich und unterstützen Übertragungsraten von 155Mbit/s bis 10Gbit/s. Nach Datenraten und Formfaktoren kategorisiert, gibt es DWDM-SFP-Transceiver, DWDM-SFP+-Transceiver, DWDM-XFP-Transceiver und einige weitere:

Produkt Beschreibung
DWDM SFP DWDM-SFP-Transceiver bieten eine serielle Hochgeschwindigkeitsverbindung mit Signalübertragungsraten von 100Mbit/s bis 2,5Gbit/s. Die DWDM-SFP-Module erfüllen die Anforderungen des IEEE802.3 Gigabit Ethernet-Standards und der ANSI Fibre Channel-Spezifikationen und eignen sich für Verbindungen in Gigabit Ethernet- und Fibre Channel-Umgebungen.
DWDM XENPAK DWDM XENPAK ist ein wichtiger Schritt in der Entwicklung. Es ist der erste 10GbE-Transceiver überhaupt, der DWDM unterstützt. Der DWDM XENPAK-Transceiver unterstützt 32 verschiedene Kanäle für bis zu 200km mit Hilfe von optischen Verstärkern, die als EDFAs bekannt sind.
DWDM X2 Der DWDM-X2-Transceiver ist ein serielles, optisches Hochleistungs-Transpondermodul für 10G-Hochgeschwindigkeits-Datenübertragungsanwendungen. Das optische Modul ist vollständig konform mit dem IEEE 802.3ae-Standard für Ethernet, wodurch es ideal für 10GbE-Datenübertragungsanwendungen geeignet ist.
DWDM XFP Der DWDM-XFP-Transceiver entspricht der aktuellen XFP-MSA-Spezifikation. Er unterstützt SONET/SDH-, 10GbE- und 10-Gigabit-Fibre-Channel-Anwendungen. Er ist klein in der Größe und günstig im Preis.
DWDM SFP+ DWDM-SFP+ wurde speziell für Carrier und große Unternehmen entwickelt, die ein skalierbares, flexibles und kostengünstiges Netzwerksystem benötigen. Es ist noch kleiner als das bisherige XFP und die ideale Wahl für Anwendungen mit 10G höchster Bandbreite.

dwdm transceiver

Abbildung 2: Entwicklung von DWDM-Transceivern

Was die feste oder abstimmbare Wellenlänge betrifft, können DWDM-Transceiver in DWDM-Transceiver mit fester Wellenlänge und DWDM-Transceiver mit abstimmbarer Wellenlänge unterteilt werden. DWDM-Transceiver mit fester Wellenlänge können nur eine bestimmte Anzahl von Wellenlängen übertragen, normalerweise bei 1310nm und 1550nm für 10G-Datenübertragungsanwendungen. Der durchstimmbare DWDM-Transceiver ermöglicht jedoch eine flexible Auswahl der Arbeitswellenlänge oder des Kanals. Typischerweise sind diese durchstimmbaren DWDM-Optiken für das C-Band 50GHz vorgesehen. Es können etwa 88 verschiedene Kanäle mit Intervallen von 0,4nm eingestellt werden. Abstimmbare Transceiver werden typischerweise als „Ersatzoptiken“ für den Notfall verwendet.

Warum werden also durchstimmbare DWDM-Transceiver benötigt? Im Laufe der Entwicklung der Technologie wurden Hunderte von verschiedenen Wellenlängen im DWDM 50GHz-Bereich eingeführt. Für zusätzlichen Schutz wird eine große Anzahl von optischen DWDM-Ersatzmodulen benötigt. Und durchstimmbare DWDM-Transceivermodule sind hierfür die erste Wahl. Außerdem ist es üblich, DWDM-Transceiver mit fester Wellenlänge für Notfälle, wie z.B. Netzwerkausfälle, vorrätig zu halten, aber es ist nicht vorhersehbar, welcher spezifische Kanal benötigt wird. Abstimmbare DWDM-Transceiver ermöglichen eine flexible Wellenlängenzuweisung je nach Bedarf und sparen gleichzeitig Glasfaserressourcen.

Der aktuelle Entwicklungsstand und Anwendungen von abstimmbaren (tunable) DWDM-Transceivern

Das rasche Wachstum des Netzwerkverkehrs hat zur Entwicklung und Modernisierung von Rechenzentren geführt und damit große Chancen für die Branche der optischen Transceiver mit sich gebracht. Als Kernkomponente in optischen Langstrecken- und Hochleistungsnetzwerken entwickeln sich auch DWDM-Transceiver mit neuen Methoden und Technologien, wie z.B. vereinfachte Bauweise, kleinere Größe, höhere Geschwindigkeit und geringerer Stromverbrauch. DWDM-Transceiver werden häufig in Telekommunikations- und Kabelunternehmen eingesetzt und sind ein integraler Bestandteil ihrer Kernnetze. Ebenso in allen Organisationen, die dicht besiedelte Rechenzentren betreiben, insbesondere bei Anbietern von hyperskalierten Cloud-Diensten für ihre Infrastrukturen oder bei Colocation-Anbietern für ihre dicht mit mehreren Mietern bestückten Räume.

  • Das 5G-Front-Haul-Netz fördert die Nachfrage nach optischen DWDM-Modulen. Der explosionsartige Anstieg des Datenverkehrs und die beschleunigte Einführung von 5G und dem Internet of Things werden den Einsatz von optischen Hochgeschwindigkeits-WDM-Modulen weiter vorantreiben, und die Nachfrage nach DWDM-Modulen für die Langstreckenübertragung ist enorm.

  • Der Anstieg des Datenmarktes treibt auch die Nachfrage nach Hochgeschwindigkeits-DWDM-Transceivermodulen an. Die Plattform, die Cloud-Technologie wie KI, Video, Online-Spiele und andere Technologien nutzt, wird die Nachfrage nach DCI weiter vorantreiben. Und im Fluss zwischen sehr großen Rechenzentren braucht DWDM-Transceiver, um die Effizienz zu maximieren und den enormen Rechenbedarf von Unternehmen zu bewältigen.

Fazit

Unabhängig davon, wie schnell die Internet-Technologie wächst und wie fortschrittlich die Technologie in Zukunft sein wird, werden optische Transceiver auch weiterhin ein unverzichtbarer Bestandteil des optischen Übertragungssystems sein. Wo ein Bedarf besteht, gibt es einen Markt. DWDM-Transceiver wurden in den letzten Jahren auf breiter Basis angenommen, und sie werden in den kommenden Jahren weiter verbessert und entwickelt werden. Obwohl der Marktanteil für abstimmbare DWDM-Transceiver noch nicht groß genug ist, können wir immer noch ein riesiges Potenzial aus seiner Anwendung erkennen.

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