DWDM-Technologie in Metronetzen

DWDM (Dense Wave Division Multiplexing) gilt als eine der besten Technologien zur Bandbreitensteigerung über eine bestehende Glasfaserstrecke. Es ermöglicht die Erzeugung mehrerer „virtueller Fasern“ über eine physikalische Faser. Dies geschieht durch die Übertragung unterschiedlicher Wellenlängen (oder Farben) von Licht über eine Faser. DWDM wurde zunächst von Fernnetzbetreibern eingesetzt, da die Ausgaben für Verstärkung, Dispersionskompensation und Regeneration den größten Teil der Kosten für die Netzwerkausrüstung in regionalen und nationalen SONET-Netzen ausmachten. Mit dem Ausbau der Ortsnetzbetreiber wurde DWDM auch in Metronetzen immer beliebter. Neben der Erschöpfung der Glasfaserkapazitäten ist das Verkehrsaufkommen der wichtigste wirtschaftliche Faktor für den Einsatz der DWDM-Technologie in Metronetzen.

DWDM arbeitet im Bereich zwischen 1530 und 1565 nm, dem sogenannten C-Band, das dem verlustarmen Fenster der Glasfaser entspricht. Dies ist auch der Bereich, in dem der Erbium-dotierte optische Verstärker arbeitet. Ein Raster zulässiger Betriebswellenlängen/-frequenzen wird von der ITU-T spezifiziert, zentriert auf eine Frequenz von 193,1 THz oder eine Wellenlänge von 1553,3 nm, und alle Frequenzen sind in Vielfachen von 25 GHz (= 0,2 nm) um diese Mittenfrequenz herum angeordnet. Kommerzielle Systeme können Kanäle mit 2,5, 10 und 40 Gbit/s (wobei Letztere seit kurzem kommerziell verfügbar sind) sowie Kombinationen davon im selben System haben. Je höher die Bitrate, desto höher der Leistungsbedarf, d. h. die Laser müssen ein besseres Signal-Rausch-Verhältnis aufweisen, der Verstärkerabstand muss reduziert werden, die Verstärkung muss höher sein, beispielsweise durch den Einsatz von zwei Verstärkern in Reihe. Typischerweise erreichen 64 Kanäle bei 10 Gbit/s eine maximale Entfernung von etwa 1500 km bei einem Verstärkerabstand von etwa 100 km. Fernübertragungssysteme über mehr als 1500 km und bis zu 4500 km sind mit fortschrittlicheren und teureren Systemen ebenfalls kommerziell erhältlich.

Die DWDM-Schicht ist protokoll- und bitratenunabhängig, sodass sie ATM-, SONET- und/oder IP-Pakete gleichzeitig übertragen kann. Die WDM-Technologie kann auch in passiven optischen Netzwerken (PONs) eingesetzt werden, d. h. in Zugangsnetzen, in denen der gesamte Transport, die Vermittlung und das Routing im optischen Modus erfolgen. Durch die Integration neuer 3R-Geräte (Reshape, Retime, Retransmit) in das DWDM-System können nun landesweite Verbindungen mit ausschließlich DWDM-Geräten aufgebaut werden. Diese Geräte verfügen über neue Leistungsüberwachungsfunktionen, die die Wartung und Instandhaltung der Verbindungen ermöglichen. Mit DWDM als Übertragungsverfahren wird die Bandbreite der vorhandenen Glasfaserinfrastruktur maximiert.

Beim Entwurf eines hybriden SONET- und DWDM-Netzwerks ist SONET/SDH über DWDM die gängigste Architektur, wobei der zugrunde liegende oder Kerntransport DWDM ist, während das SONET-Routing durch die überlagerten oder integrierten MSPPs (die später definiert werden) erfolgt. Die Notwendigkeit der SONET-Granularität ergibt sich aus der Existenz von Anforderungen an langsame Dienste wie DSI/DS3 und dem Fehlen von Sub-Wavelength-Grooming in den DWDM-Plattformen. DWDM hat das Ziel, den gleichen Verkehr in möglichst wenigen topologischen Strukturen (z. B. Ringen) zu transportieren. DWDM tut dies auf Kosten dessen, dass ein Teil des Verkehrs längere Entfernungen zurücklegen kann als bei SONET. Ein einfaches Beispiel: Der beste SONET-Entwurf könnte eine Reihe von topologisch unterschiedlichen OC-48- und OC-192-Ringen erzeugen, während das wirtschaftlichste DWDM-Transportnetzwerk aus nur einem einzigen DWDM-Ring bestehen könnte. Daher gibt es bei der topologischen Optimierung zwei Optionen, die beide in der SONET-Entwurfsphase entschieden werden müssen.

Traditionell läuft der Internetverkehr über IP, das wiederum über ATM und SONET/SDH oder IP über SDH und dann auf eine optische Schicht übertragen wird. Der Irrglaube, dass IP über ATM/SDH läuft, besteht darin, dass der IP-Verkehr gering ist und für eine kostengünstige Bereitstellung mit anderen Diensten kombiniert werden muss. Entgegen dieser Annahme unterstützt das Konzept von IP über DWDM Sprach-, Video- und Datenverkehr. IP-über-DWDM-Netzwerke funktionieren, indem beispielsweise ein STW-16-Schaltkreis direkt über einen DWDM-Kanal bereitgestellt wird. Auf IP über DWDM basierende Netzwerke ermöglichen es den Betreibern, wenige Wellenlängen für die Übertragung von herkömmlichem Verkehr zu verwenden und den Rest für Hochgeschwindigkeitsdatenverkehr zu nutzen. Die Eliminierung von Schichten (SONET/ATM) erleichtert das Netzwerkmanagement und ist kostengünstig.

DWDM-Systeme können für eine große Anzahl von Kanälen geplant werden. Es kann jedoch auch eine Pay-as-you-grow-Strategie angewendet und Kanäle je nach Bedarf hinzugefügt werden. Die Verstärkerdistanz und das Gesamtleistungsbudget des Systems müssen von Anfang an für die endgültige Anzahl von Kanälen berechnet werden.

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Über Fiber-Mart :

Als globaler Anbieter von Glasfaser-Netzwerklösungen entwickelt, produziert und verkauft Fiber-Mart ein breites Portfolio an optischen Kommunikationsprodukten, darunter PON, Subsysteme, optische Transceiver für den Einsatz in den Marktsegmenten Enterprise, Access und Metropolitan sowie andere optische Komponenten, Module und Subsysteme.