ROADM для передачи 400G WDM

По мере развития глобальных оптических сетей возрастает потребность в новых технологиях, таких как 400G, которые отвечают требованиям сетевых операторов. Потоковое видео, растущие объемы данных, сеть 5G, удаленная работа и постоянно растущие потребности бизнеса создают экстремальные требования к пропускной способности.

Сетевые операторы и центры обработки данных также используют передачу WDM для повышения скорости передачи данных, увеличения полосы пропускания и улучшения пользовательского опыта. И для решения некоторых общих проблем передачи 400G WDM, таких как уменьшение дальности передачи, развертываются ROADM. Ниже мы более подробно обсудили ROADM для передачи 400G WDM.

Технология Reconfigurable Optical Add-drop Multiplexer (ROADM)

ROADM — это устройство, имеющее доступ ко всем длинам волн оптоволоконной линии. ROADM, представленный в начале 2000-х годов, позволяет удаленно настраивать/переконфигурировать световые пути A-Z. Его сетевой стандарт позволяет блокировать, добавлять, перенаправлять или пропускать лучи видимого света и модулированные инфракрасные излучения (ИК) в оптоволоконной сети в зависимости от конкретной длины волны.

ROADM используется в системах, использующих мультиплексирование с разделением по длине волны (WDM). Он также поддерживает более двух направлений на сайтах для сетей на основе оптических ячеистых сетей. В отличие от предыдущего OADM, ROADM может настроить конфигурацию добавления/удаления по сравнению со сквозной при изменении модели трафика.

Таким образом, операции упрощаются за счет автоматизации соединений через промежуточный сайт. Это означает, что нет необходимости в развертывании технического персонала для выполнения ручных патчей в ответ на новую длину волны или для изменения длины волны. В результате оптимизированный сетевой трафик удовлетворяет потребности в полосе пропускания без дополнительных расходов.

Обзор Open ROADM

Open ROADM - это подключаемое решение 400G, обеспечивающее взаимодействие оптического оборудования разных поставщиков, включая ROADM, транспондеры и подключаемые модули. Это решение определяет некоторые требования к оптическому взаимодействию для ROADM и включает в себя аппаратные устройства, которые управляют и маршрутизируют трафик по оптоволоконным линиям.

Первоначально Open ROADM предназначен для решения проблемы роста трафика данных в беспроводных сетях в период с 2007 по 2015 год. Основные компоненты Open ROADM - коммутатор ROADM, подключаемый модуль и транспондер - могут контролироваться с помощью API на основе открытых стандартов, доступного через SDN контроллер.

Одной из основных целей Open ROADM является обеспечение сетевых операторов и поставщики разработали общий подход к проектированию гибких, масштабируемых и экономичных сетей. Кроме того, она предлагает стандартную модель для упрощения управления инфраструктурой многопоставщиковых оптических сетей.

400G и передача WDM

Передача WDM представляет собой метод мультиплексирования нескольких оптических несущих сигналов по одному оптоволоконному каналу путем изменения длины волны лазера. Эта технология позволяет различным потокам данных проходить в обоих направлениях по оптоволоконной сети, увеличивая пропускную способность и уменьшая количество волокон, используемых в основной сети или линии передачи.

Поскольку технология 400G широко используется во всех отраслях, оптоволоконная сетевая система должна адаптироваться и поддерживать рост скорости и объема данных. Метод передачи WDM предлагает это удобство и считается предпочтительной технологией для передачи больших объемов данных по сетям/узлам. Сети на основе WDM также могут поддерживать различный трафик данных с разной скоростью по оптическому каналу, что обеспечивает повышенную гибкость.

400G WDM по-прежнему сталкивается с многочисленными проблемами. Например, высокая скорость передачи символов указывает на DAC/ADC с точки зрения полосы пропускания, в то время как квадратурная амплитудная модуляция(QAM) высокого порядка указывает на DAC/ADC с точки зрения его ENOB (эффективное количество бит).

Что касается характеристик передачи, QAM высокого порядка требует большего отношения оптического сигнала к шуму (OSNR) на стороне приемника, что снижает радиус действия передачи. Кроме того, он более чувствителен к накоплению линейного и нелинейного фазового шума. Большинство этих ограничений может решиться с помощью архитектуры ROADM. Мы обсудили больше ниже.

Open ROADM MSA и архитектура ROADM для 400G WDM

Open ROADM MSA определяет некоторые спецификации взаимодействия для коммутаторов ROADM, подключаемого модуля и транспондеров. Большинство ROADM на рынке представляют собой проприетарные устройства, созданные конкретными поставщиками, что затрудняет взаимодействие. Таким образом, Open ROADM MSA стремится обеспечить техническую основу для развертывания сетей с повышенной гибкостью.

Другими словами, Open ROADM нацелен на дезагрегацию сети передачи данных, позволяя сосуществование нескольких транспондеров и поставщиков ROADM с некоторыми ограничениями. Это может быть очень полезно для систем 400G WDM, особенно когда возникают проблемы со сроками поставки и запасами, поскольку возможность смешивания и сопоставления может помочь устранить задержки.

Используя WDM для увеличения оптоволокна, а также системы оптических линий с ROADM, сетевые операторы могут проектировать виртуальные волоконно-оптические пути между двумя точками в некоторых сложных оптических топологиях. То есть ROADM ввела логическую основу передачи, связывающую маршрутизатор с одним переходом, которая может быть оптимизирована в соответствии с топологией IP трафика. Эти аспекты играют ключевую роль в повышении коэффициента использования 400G, который предлагает сетевым операторам столь необходимую ёмкость досягаемость, гибкость и эффективность.

Тем не менее, ROADM с годами развивались для поддержки технологии WSS с гибкой сетью. Одна из базовых архитектур ROADM использует фиксированные фильтры для добавления/ удаления, в то время как другие архитектуры предлагают гибкость в распределении длин волн/цвете или возможность свободно направлять длины волн в любом направлении практически без ограничений. Это означает, что вы можете реализовать многоуровневую сеть с несколькими оптоволоконными путями для каждого узла, подключенного к различным сайтам. Преимущество заключается в том, что вы можете перемещать трафик по другому пути, если один оптоволоконный путь не работает.

Вывод

По мере того, как центры обработки данных и сетевые операторы стремятся свести к минимуму общие расходы на IP оптические сети, возникает потребность во внедрении надежных, гибких и оптимизированных IP топологий. Таким образом, используя клиентские интерфейсы 400GbE, ROADM для 400G могут удовлетворить постоянно растущие требования к объему DCI и операторов облачных вычислений. Точно так же развертывание подключаемых модулей и использование технологии передачи WDM увеличивает ёмкость сети и значительно снижает энергопотребление, а также упрощает техническое обслуживание и поддержку.