Оптические сети на пороге перемен

100G

Поставщики услуг связи постоянно находятся в поиске новых способов расширения своих сетей. Для удовлетворения внутреннего и внешнего спроса на услуги высокоскоростной передачи данных необходимо проводить систематическую модернизизацию сетей — для поддержки более высоких транспортных мощностей. Оптические сети, которые ранее соединяли клиентов с интерфейсами 10G быстро исчерпывают свой ресурс, появляется острая потребность в интерфейсе 100G наряду с переменной скоростью передачи данных в диапазоне от 10 Гбит/с до 100 Гбит/с. Традиционным подходом расширения оптических сетей является увеличение пропускной способности в диапазонах от 40G до 100G или от 100G до 200G. Однако следует заметить, что законы физики устанавливают определенные барьеры и данная технология стремительно к ним приближается.

 

Переломный момент в истории оптических сетей

Поворот в сторону технологии 100G является переломным моментом в построении оптический сетей. До 2010 года большинство сетей были построены по технологии 10G. За последние 5 лет 100G DWDM-системы стали ключевой инновацией в оптических сетях. Практически все новые крупные мировые сети строятся уже по технологии 100G. Поставщикам услуг связи следует cерьезно задумываться о 100G как о 10G, то есть мультиплексирование на более высоких скоростях должно стать обычным делом и иметь практическое применение. Однако следует отметить, что передача DWDM на 100G все же имеет определенные ограничения, особенно при дефиците волокон. Наряду с этим доступна передача данных по технологии 200G, но она еще больше снижает дальность, что ограничивает пока и ее применение.

 

Оптимизация длины волны, пропускной способности и дистанции

Требуется много усилий для того, чтобы использовать каждый отрезок волокна по максимуму. Законы физики, которым подчиняется распространение света определяют сложную зависимость между пропускной способностью и дистанцией. Модуляция высокого порядка необходима для увеличения дистанции передачи сигнала по волокну, но только этого недостаточно. Для увеличения пропускной способности до 100G необходимы еще повышение скорости передачи данных, кодирование потока данных и фильтрация длины волны передачи.

 

Увеличение масштаба сети, повышение эффективности и гибкости

Цифровой процессор Nokia Photonic Service Engine 2 Super Coherent (PSE-2s) реализует передовые алгоритмы улучшения всех вышеперечисленных параметров для увеличения дальности передачи.

PSE-2s имеет ряд уникальных характеристик:

- возможность передачи данных на 200G на расстояние от 800 до 2000 км с 8-QAM на 44 Гбод. Данный формат модуляции снижает сложность развертывания и упрощает выравнивания 100GE интерфейса маршрутизатора/переключателя

- увеличенное расстояние передачи 100G от 3000 км до 5000 км благодаря использованию 4D-SP-QPSK модуляции

- использование 64-QAM модуляции позволяет передавать данные на наивысшей скорости, доступной сегодня 35.2 Тбит/с по технологии 400G

- суперканал с использованием 500G сочетает в себе высочайшую спектральную эффективность и плотность каналов

 

Использование новых возможностей определенно повысит пропускную способность существующих оптических сетей на дальние расстояния, но даже с удвоением пропускной способности поиск наилучшего пути решения проблемы расширения оптических сетей продолжится. Можно было бы обратиться к пространственному мультиплексированию (SDM), но в настоящее время в этом направлении ведутся только научные исследования и разработки, и в ближайшее время оборудование выпущено на рынок не будет. А по причине того, что SDM остается долгосрочным, хотя и перспективным инструментом масштабирования, поставщикам услуг связи все же придется искать иные способы расширения своих сетей.

 

Больше длин волн

По своим физическим характеристикам волоконно-оптические сети ограничены по числу каналов и скорости. В C-диапазоне используются 96 каналов, но как только этот диапазон будет исчерпан, перед поставщиком услуг связи встанет сложная и дорогая задача прокладки дополнительной пары волокон на протяжении всей трассы.

 

Одним из методов увеличения емкости является использование каналов DWDM с размером 37,5 ГГц и меньше. Данный метод позволяет организовать 120 каналов в С-диапазоне, однако уменьшение размеров одного канала приводит к уменьшению общей дальности передачи. Такие каналы больше подходят для организации городских сетей, чем для дальней связи.

 

Еще одним вариантом увеличения емкости может быть использование длин волн L-диапазона (1565-1625 нм), что позволит сохранить стандартные DWDM-каналы (50 и 100 ГГц), а значит не приведет к ограничению общей протяженности линии. Для L-диапазона характерны те же особенности, что и для С-диапазона, включая низкое затухание и возможность использования эрбиевых усилителей (EDFA).

 

Решение Nokia Ultra-Wideband CDC-F Wavelength Routing удваивает число длин волн и пропускную способность каждого оптического волокна, появляется возможность использовать и C-диапазон, и L-диапазон, то есть 192 длины волны на каждом волокне. Мукспондер Nokia 500G DWDM включает в себя PSE-2s технологию, поддерживает до пяти 100GE клиентов. Пропускная способность PSE-2s составляет от 100G до 500G, что позволяет значительно упросить процесс построения гибких сетей.

 

В продолжение...

Поставщикам услуг связи следует оперативно готовить свои сети для внедрения технологии 100G, чтобы обеспечить растущие потребности рынка. Операторы могут удовлетворить требования заказчиков, используя оборудование следующего поколения с поддержкой C- и L-диапазонов, а также плотное мультиплексирование. Все эти возможности смогут обеспечить масштабирование оптических сетей до 100G и выше, но решение будет все же временным. Будущее остается за SDM-технологией, которая позволит удовлетворить растущие потребности в расширении сетей на довольно длительный период времени.

 

По материалам http://www.lightwaveonline.com