100 Gigabit Ethernet v transportních sítích

Díky širokému spektru produktů HUBER+SUHNER Cube Optics, jsem schopni sestavit ekonomicky výhodné řešení pro transport 100 Gigabit Ethernetu.

Komplexní výzvy při návrhu 100 Gigabitové sítě

Pasivní transportní sítě postavené na 10 Gigabit Ehternetu (10GE) je poměrně snadné navrhnout i provozovat. Pomocí pasivního vlnového multiplexu a transceiverů naladěných na vlnové délky CWDM/DWDM pásma můžeme snadno a efektivně stavět point-to-point sítě až na 80 km. Transceivery jsou běžně dostupné pro všechny možné typy aktivních zařízení, škálovat můžeme díky DWDM multiplexorům na 40 či 80 kanálů při použití jediného páru optických vláken. Jaká je ale situace při přechodu na 100 Gigabit Ethernet (100GE)? Velmi flexibilní použití nabízí aktivní DWDM prvky s transpondéry pro převod černobílého signálu (vlnové délky 1310 nm) na barevný (vlnové délky v DWDM spektru 1550 nm). Zásadní nevýhodou tohoto řešení je pořizovací cena. Ne každá aplikace vyžaduje takové robustní řešení. I ve světě stogigových sítí lze použít pasivní řešení, známé z 10GE. Má to však svá úskalí. V podstatě jej lze řešit třemi způsoby:
  1. Řešení s LR-4 transceivery
  2. Metoda Direct Detect
  3. Koherentní 100GE

Stačí nám jeden 100GE okruh

Řešení s LR-4 transceivery

Objednejte si od nás pár transceiverů 100GBASE-LR4, zapojte je proti sobě do nenasvíceného vlákna a pokud nejsou vaše aktivní prvky od sebe více než 10 km, gratulujeme. Vše Vám bude fungovat ihned po vybalení z krabice!

Aby tento scénář byl reálný, musíme si uvědomit:

  • Musíme mít k dispozici nenasvícené vlákno, které bude dedikované pouze pro tento jeden okruh
  • Maximální dosah transceiveru LR4 je 10 km
Naštěstí lze prodloužit dosah tohoto transceiveru použitím polovodičového předzesilovače (SOA). Máme ho k dispozici také jako 1U stand-alone jednotku. Reálný dosah běžného transceiveru v kombinaci se SOA zesilovačem je 50 km.
SOA zesilovač

SOA zesilovač, stand-alone 1U chassis

LR-4 transceivery pracují v nejběžnějším pásmu 1310 nm, což je také pásmo, s kterým dokáže náš SOA zesilovač fungovat. Ostatní vlnové délky jsou blokovány. V následujícím příkladu si ukážeme, jak efektivně využít např. čtyřicetikanálový MUX, který je kromě DWDM kanálů vybaven navíc portem pro 1310 nm.
Kombinace 10GE a 100GE
V horní části obrázku vidíme, jak je do DWDM kanálů zapojeno 40 okruhů 10GE. Do portu pro vlnovou délku 1310 nm je zapojen zesílený signál z transceiveru 100GBASE-LR4. Najednou tak můžeme vedle sebe provozovat stávající 10GE okruhy a jeden 100GE a to po jediném páru nenasvíceného vlákna. V této konfiguraci můžeme efektivně využít šířku pásma 0,5 Terabit/s.

Paralelní provoz více 100GE

Metoda Direct Detect

Direct Detect jsou transceivery, které používají čtyři lasery na vlnových délkách v DWDM pásmu. Výsledný link sestává ze čtyř 28Gbit/s signálů z nichž každý putuje po jiném páru optických vláken. Transceiver tak má na sobě čtyři páry konektorů LC.
CFP3 transceiver

Transceiver direct detect CFP.

Tato konfigurace nám umožňuje 100Gbit/s signál rozdělit na čtyři DWDM kanály a přenést skrz běžný Multipexor. Kanály na transceiveru lze naladit do 50GHz DWDM mřížky v C-pásmu dle ITU-T. U těchto transceiverů se opět bavíme o dosahu signálu okolo 15 km. Stačí ale přidat EDFA zesilovač, kompenzaci disperze a 96 kanálový vlnový multiplexor a máme na světě funkční řešení s přenosovou kapacitou 2,4 Tbit/s až na 60 km.
Pasivní 100GE, direct detect

100GE pro dlouhé vzdálenosti (long-haul)

Transceiver s koherentní detekcí

Koherentí přístup ke 100GE se prosazuje zejména v aplikacích pro dlouhé vzdálenosti – například podmořské kabely, nebo trasy dlouhé stovky kilometrů. V přístupových a metropolitních sítích nemají zpravidla uplatnění kvůli ekonomické náročnosti této technologie. V porovnání s direct detect metodou je 3x až 4x dražší. Výhodou je, že proces optoelektrické konverze je lineární, což umožňuje přímou elektrickou kompenzaci lineárních efektů vlákna včetně chromatické a polarizační disperze. Disperzi tudíž není potřeba kompenzovat externě, děje se tak přímo v transceiveru. Další výhodou je, že pro přenos koherentního 100G signálu nám stačí jeden DWDM kanál. Nevýhodou řešení je kromě pořizovací ceny také velká energetická náročnost (85W). Transceivery pak typicky nejsou k dostání jako zásuvné moduly.

Závěr

Jako partner HUBER+SUHNER Cube Optics disponujeme širokým portfoliem produktů, které zahrnuje vlnové muliplexory, transceivery, zesilovače, DCM moduly (kompenzace disperze), ale i aktivní prvky s transpondéry, ROADM, muxpondéry nebo RAMAN zesilovači. Díky tomu můžeme pro vás zaštítit celý přenosový systém a převzít zodpovědnost za oživení a konfiguraci komplexních transportních řešení. Je-li 100GE téma pro vaši síť neváhejte se na nás obrátit.