Verbinden von zwei 10G-Ethernet-Switches über 100 km Glasfaser mithilfe des OM3800 DWDM-Systems

Einführung

Da Unternehmensnetzwerke, Rechenzentren und Campus-Infrastrukturen immer weiter wachsen, stehen Unternehmen zunehmend vor der Herausforderung, geografisch getrennte Standorte zu verbinden, ohne Kompromisse bei Bandbreite, Zuverlässigkeit oder Skalierbarkeit einzugehen.

StandardOptische 10G-Ethernet-Modulesind typischerweise auf Übertragungsentfernungen von bis zu 10 km oder 40 km beschränkt, was sie für die Verbindung zwischen Standorten über große Entfernungen ungeeignet macht.

Die DWDM-Technologie (Dense Wavelength Division Multiplexing) bietet eine effiziente Lösung, indem sie die gleichzeitige Übertragung mehrerer optischer Signale über ein einziges Glasfaserpaar ermöglicht.

In Kombination mit optischen Verstärkungs- und Dispersionskompensationstechnologien verlängert DWDM die Übertragungsentfernung erheblich und maximiert gleichzeitig die vorhandenen Glasfaserressourcen.

In dieser Fallstudie wird eine 100-km-Punkt-zu-Punkt-10G-DWDM-Lösung basierend auf dem vorgestelltOM3800 DWDM-Plattform, demonstriert, wie zwei10G-Ethernet-Switcheskönnen durch transparente optische Übertragung nahtlos miteinander verbunden werden.

Die Lösung unterstützt vier unabhängige 10G-Ethernet-Dienste und bietet eine Gesamtkapazität von 40 Gbit/s, reduziert gleichzeitig den Glasfaserverbrauch und bietet Raum für zukünftige Erweiterungen.

Kundenanforderungen

Ein Kunde musste eine Hochgeschwindigkeitsverbindung zwischen zwei etwa 100 km voneinander entfernten Standorten herstellen.

Beide Standorte hatten bereits 10G-Ethernet-Switches implementiert und wollten ihr bestehendes Netzwerk erweitern, ohne die Switch-Infrastruktur zu ersetzen.

Zu den Hauptanforderungen des Kunden gehörten:

• Verbinden Sie zwei 10G-Ethernet-Switches über 100 km Glasfaser
• Unterstützt vier unabhängige 10G-Ethernet-Dienste
• Maximieren Sie die Nutzung vorhandener Faserressourcen
• Sorgen Sie für eine zuverlässige und stabile Fernübertragung
• Ermöglichen Sie zukünftige Serviceerweiterungen, ohne das Netzwerk neu zu gestalten
• Sorgen Sie für eine transparente Ethernet-Übertragung, ohne die vorhandene Netzwerkausrüstung zu ändern

Um diese Anforderungen zu erfüllen, schlug Olycom eine 40G-DWDM-Punkt-zu-Punkt-Übertragungslösung unter Verwendung der optischen Transportplattform OM3800 vor.

Netzwerkarchitektur

Die Lösung nutzt eine klassische Punkt-zu-Punkt-DWDM-Architektur zwischen Standort A und Standort B.

An jedem Standort wird der vorhandene 10G-Ethernet-Switch über standardmäßige graue 10G-Optikmodule direkt mit der OM3800 10G-OTU-Karte verbunden.

Die OTU-Karte wandelt die clientseitigen grauen Wellenlängen in DWDM-Wellenlängen um, bevor sie sie an das 8-Kanal-DWDM-MUX/DEMUX-Modul weiterleitet.

Das gemultiplexte optische Signal wird dann von einem EDFA-Boosterverstärker verstärkt, über etwa 100 km Singlemode-Glasfaser übertragen, durch ein Dispersionskompensationsmodul (DCM) kompensiert und erneut von einem Vorverstärker EDFA verstärkt, bevor es den entfernten Standort erreicht.

Schließlich wandelt die entfernte OTU die DWDM-Wellenlängen zurück in standardmäßige optische 10G-Ethernet-Signale um und liefert sie direkt an den entfernten 10G-Ethernet-Switch.

Während des gesamten Übertragungsprozesses arbeiten die Ethernet-Switches normal, ohne dass Konfigurationsänderungen oder Protokollkonvertierungen erforderlich sind.

Das DWDM-System fungiert als transparente optische Transportschicht zwischen den beiden Netzwerken.

Lösungskonfiguration

Das eingesetzte System besteht an beiden Standorten aus folgender Ausrüstung:

Diese Konfiguration unterstützt vier aktive 10G-Dienste, während vier zusätzliche DWDM-Wellenlängen für zukünftige Netzwerkerweiterungen verfügbar bleiben.

Wie lässt sich der 10G-Ethernet-Switch in das DWDM-System integrieren?

Einer der größten Vorteile dieser Lösung ist die nahtlose Integration in die bestehende Ethernet-Infrastruktur.

Anstatt Switches auszutauschen oder Netzwerkprotokolle zu aktualisieren, verbindet der Kunde einfach jeden 10G-Ethernet-Switch über standardmäßige optische 10G-SFP+-Module mit der OM3800-Plattform.

Die DWDM-Plattform übernimmt dann mehrere optische Transportfunktionen:

• Optische Wellenlängenumwandlung
• DWDM-Multiplexing
• Optische Signalverstärkung
• Fernübertragung über Glasfaser
• Dispersionskompensation
• DWDM-Demultiplexing
• Wiederherstellung der optischen Wellenlänge

Da das DWDM-System vollständig auf der optischen Ebene arbeitet, bleibt es für Ethernet-Dienste der oberen Ebene vollständig transparent.

Aus Sicht der Ethernet-Switches scheint der Remote-Switch über eine standardmäßige optische Verbindung verbunden zu sein, auch wenn die tatsächliche Übertragungsentfernung etwa 100 km beträgt.

Diese transparente Architektur ermöglicht es Unternehmen, bestehende Netzwerke zu erweitern, ohne Switch-Konfigurationen, Routing-Richtlinien, VLAN-Einstellungen oder Netzwerkmanagementsysteme zu ändern.

Optischer Übertragungsprozess

Der gesamte Übertragungsablauf ist unkompliziert und hocheffizient.

• Der 10G-Ethernet-Switch generiert vier unabhängige 10G-Ethernet-Dienste.
• Standardmäßige graue optische Module übertragen die Dienste an die OM3800-OTU-Karte.
• Die OTU wandelt jede graue Wellenlänge in eine dedizierte DWDM-Wellenlänge um.
• Der 8-Kanal-MUX kombiniert mehrere Wellenlängen in einer einzigen Glasfaser.
• Der Booster EDFA erhöht die optische Leistung vor der Übertragung über große Entfernungen.
• Optische Signale breiten sich über Singlemode-Glasfasern etwa 100 km aus.
• Das DCM kompensiert die während der Übertragung akkumulierte chromatische Dispersion.
• Der Vorverstärker EDFA stellt die Signalstärke vor dem Empfang wieder her.
• Der DEMUX trennt einzelne DWDM-Wellenlängen.
• Die OTU wandelt DWDM-Wellenlängen zurück in standardmäßige graue optische Signale.
• Der entfernte 10G-Ethernet-Switch empfängt alle Ethernet-Dienste transparent.

Dieser Prozess gewährleistet eine hervorragende optische Leistung bei gleichzeitiger Minimierung der Latenz und Wahrung der Integrität des Ethernet-Dienstes.

Technische Vorteile

1. Hochleistungsgetriebe

Die Lösung unterstützt vier unabhängige 10G-Ethernet-Dienste mit einer Gesamtübertragungskapazität von 40 Gbit/s.

Zusätzliche DWDM-Kanäle bleiben für zukünftige Upgrades verfügbar, ohne die bestehende Plattform zu ersetzen.

2. Fernkonnektivität

Durch die Kombination optischer EDFA-Verstärker und Dispersionskompensationsmodule unterstützt das System zuverlässig Übertragungsentfernungen von ca. 100 km und eignet sich somit für großstädtische und regionale Backbone-Netzwerke.

3. Effiziente Fasernutzung

Anstatt für jeden Dienst separate Glasfaserpaare bereitzustellen, teilen sich mehrere 10G-Signale mithilfe der DWDM-Technologie ein einziges Glasfaserpaar, wodurch die Kosten für die Glasfaserinfrastruktur erheblich gesenkt werden.

4. Transparenter Netzwerkbetrieb

Die DWDM-Plattform führt nur eine optische Übertragung durch und verändert weder Ethernet-Frames noch Protokolle höherer Schichten.

Vorhandene Switches funktionieren weiterhin genau wie zuvor, was die Bereitstellung und Wartung vereinfacht.

5. Flexible Erweiterung

Der installierte 8-Kanal-DWDM-MUX nutzt derzeit nur vier Wellenlängen, so dass freie Kanäle für zukünftiges Servicewachstum verfügbar bleiben. Kunden können die Bandbreite erhöhen, ohne die optische Transportinfrastruktur zu ändern.

Typische Anwendungen

Diese 10G-DWDM-Lösung ist in verschiedenen Branchen einsetzbar, in denen Konnektivität über große Entfernungen und hohe Bandbreite erforderlich ist.

Zu den typischen Bereitstellungsszenarien gehören:

• Verbindung von Unternehmenscampus
• Datencenter-Verbindung (DCI)
• Private Netzwerke der Regierung
• Backbone-Netzwerke von Finanzinstituten
• Gesundheitsnetzwerke
• Industrielle Automatisierungssysteme
• Smart-City-Infrastruktur
• ISP-Metropol-Zugangsnetze
• Universitätscampus-Netzwerke
• Energie- und Versorgungskommunikationssysteme

In jeder dieser Umgebungen ermöglicht die transparente DWDM-Übertragung Unternehmen, bestehende Ethernet-Netzwerke zu erweitern und gleichzeitig Investitionen in Switch-Ausrüstung zu sparen.

Abschluss

Dieses Projekt zeigt, wie das OM3800 10G DWDM-System eine zuverlässige, skalierbare und kostengünstige Lösung für die Verbindung zweier 10G-Ethernet-Switches über 100 km Glasfaser bietet.

Durch die Kombination von 10G-OTU-Karten, 8-Kanal-DWDM-Multiplexern, optischen EDFA-Verstärkern und Dispersionskompensationsmodulen bietet die Lösung einen transparenten optischen Transport mit einer Gesamtkapazität von 40 Gbit/s und reduziert gleichzeitig den Glasfaserverbrauch erheblich.

Da die vorhandenen Ethernet-Switches unverändert bleiben, erfolgt die Bereitstellung schnell und unkompliziert, wodurch Betriebsunterbrechungen minimiert und die Implementierungskosten gesenkt werden. Darüber hinaus bieten die reservierten DWDM-Wellenlängen einen klaren Migrationspfad für zukünftige Bandbreitenerweiterungen, wodurch die Lösung für wachsende Unternehmensnetzwerke, Rechenzentren, Campusumgebungen und städtische Kommunikationsinfrastrukturen geeignet ist.

Für Unternehmen, die eine zuverlässige 10G-DWDM-Lösung, ein skalierbares 100-km-Glasfaserübertragungssystem oder eine praktische Methode zur Verbindung zweier 10G-Ethernet-Switches über große Entfernungen suchen, bietet die OM3800-Plattform eine ideale Kombination aus Leistung, Flexibilität und Investitionsschutz. Diese Architektur erfüllt nicht nur die heutigen Konnektivitätsanforderungen, sondern schafft auch eine solide Grundlage für den zukünftigen Ausbau optischer Netzwerke