WHITEPAPER
VEREINFACHEN DER EINRICHTUNG UND BEREITSTELLUNG VON DWDM-NETZWERKEN MIT FLEXTUNE
Dr. Jack Jian Xu
VP Marketing, Telecom Vertical
Coherent
Telekommunikationsanbieter nutzen seit einigen Jahrzehnten die DWDM-Technologie (Dense Wavelength Division Multiplexing), um den Datenverkehr in ihren optischen Netzen zu maximieren.
Die ersten in Langstrecken-Transportverbindungen eingesetzten DWDM-Systeme basierten auf diskreten optischen Komponenten. Nach vielen Jahren der Entwicklung und der weiteren Integration wurden optische Transceiver mit fester Wellenlänge (DWDM-XFP und -SFP+) in der Praxis eingesetzt. Zunächst in Metro-Netzwerken, wo sie durch die Übertragung mehrerer Datenverbindungen über eine einzige Glasfaser die Kapitalkosten der Infrastruktur erheblich senken konnten. Die modularen DWDM Transceiver mit fester Wellenlänge erhöhten jedoch die operative Komplexität und die Betriebskosten, da die Kunden mehrere wellenlängenspezifische Geräte mit eindeutigen Teilenummern im Bestand führen mussten.
Diese operative Ineffizienz wurde mit der Einführung von wellenlängenabstimmbaren modularen DWDM-Transceivern überwunden. Sie reduzieren die komplexe Beschaffung und den erforderlichen Lagerbestand, indem sie Netzbetreibern die Möglichkeit bieten, über eine einzige Teilenummer das gesamte C-Band abzudecken. Abbildung 1 zeigt wellenlängenabstimmbare DWDM SFP+ Transceiver (T-SFP+) in Duplex- und bidirektionalen Konfigurationen.
Die Einrichtung und Bereitstellung eines abstimmbaren modularen DWDM-Transceivers ist jedoch nach wie vor zeitaufwändig, da die folgenden Schritte erforderlich sind:
- Ein Techniker vor Ort muss jeden Transceiver an jedem Systemport mit Hilfe von mobilen Tuning-Boxen oder in Absprache mit dem Network Operation Center (NOC) auf die richtige Wellenlänge abstimmen.
- Der Techniker muss außerdem jeden Transceiver optisch an den richtigen Kanal-Port des optischen Mux/Demux-Filters anschließen, was aufgrund von schlechtem Glasfasermanagement oder Beschriftungsfehlern kompliziert sein kann. In einigen Fällen befindet sich der Mux/Demux mit 40 Ports ein paar Kilometer vom System entfernt, was das Glasfaser-Tracking noch komplizierter macht.
Aus diesem Grund kann die Bereitstellung einer DWDM-Verbindung mit 40 oder mehr Wellenlängen mehrere Stunden dauern und ist anfällig für zahlreiche menschliche Fehler.
Abbildung 1: Wellenlängenabstimmbare duplex- und bidirektionale DWDM SFP+ Transceiver.
Flextune™ bietet die Lösung zur Vereinfachung der DWDM-Netzwerkeinrichtung und -bereitstellung
Flextune™ ist die patentierte Wellenlängen-Selbstabstimmungsfunktion von Coherent für modulare optische Transceiver, die den Zeitaufwand für die Bereitstellung und die Betriebskosten beim Aufbau von DWDM-Netzwerken erheblich reduzieren kann. Die modularen Self-Tuning Optics (STO) von Flextune™ finden automatisch den optischen Pfad zum Modul am anderen Ende der Verbindung und stimmen sich auf die richtigen Wellenlängen ab. Die Selbstoptimierungsfunktion ist in die Firmware des Transceivers integriert, sodass kein Eingreifen des Hostsystems erforderlich ist. Das bedeutet, dass Transceiver mit Flextune™ wirklich "Plug-and-Play" sind.
Typische Anwendungsfälle für Flextune™
Viele Anbieter von Telekommunikationsdiensten benötigen inzwischen Self-Tuning Optics, die ihre Transceiver-Wellenlänge wie mit Flextune™ automatisch abstimmen können. Die Selbstabstimmungsfunktion von Flextune™ ist besonders in Metro- und Access-Anwendungsszenarien sinnvoll, in denen ein Teil der DWDM-Verbindung remote und nicht leicht zugänglich ist. Ein Beispiel ist eine Remote-PHY Punkt-zu-Punkt DWDM-Verbindung, wie sie typischerweise von Kabelgesellschaften oder MSOs genutzt wird (Abbildung 2), oder Fronthaul-DWDM-Verbindungen in Wireless-Netzwerken (Abbildung 3).
Abbildung 2: Remote-PHY Punkt-zu-Punkt DWDM-Netzwerk.
Abbildung 3: Mobiles DWDM-Fronthaul-Netz
Ein weiterer Anwendungsfall ist der Einsatz einer DWDM-Verbindung zwischen zwei Geräten, die keine native Unterstützung für wellenlängenabstimmbare modulare DWDM-Transceiver bieten, wie z. B. bei Datacenter Interconnects (DCIs), bei denen T-SFP+ Transceiver direkt in Switches und Router eingesteckt werden können, ohne dass Transponder-Line-Karten erforderlich sind.
Zusammenfassung der Arbeitsweise von Flextune™
Flextune™ kann je nach Anwendung verschiedene patentierte Technologien von Coherent nutzen, um die Selbstoptimierungsfunktion zu implementieren.
Duplex T-SFP+ Transceiver
Bei einer Remote-PHY Punkt-zu-Punkt DWDM-Verbindung zwischen der Hauptstelle und einem Outdoor-Hub (Abbildung 2) besteht der DWDM-Teil der Verbindung aus mehreren Duplex T-SFP+ Transceivern auf jeder Seite, die mit bis zu 80 km Glasfaser verbunden sind.
Dies geschieht, wenn Flextune™-fähige Duplex T-SFP+ Module in ihren jeweiligen System-Ports installiert werden:
- Jeder Transceiver beginnt automatisch, alle verfügbaren Wellenlängen zu scannen.
- Das Sendersignal wird durch den Mux/Demux-Filter blockiert, wenn die Wellenlänge für seinen Mux-Port nicht korrekt ist (Abbildung 4a).
- Der lokale Transceiver fährt mit dem Scannen fort, bis die korrekte Wellenlänge erreicht ist. Sobald dies der Fall ist, beginnt er, mit dem Transceiver der Gegenseite zu kommunizieren (Abbildung 4b).
- Der Transceiver der Gegenseite startet einen speziellen Scan und fährt fort, bis die korrekte Wellenlänge an seinem Mux-Port erreicht ist (Abbildung 4c).
- Sobald der Transceiver auf der Gegenseite die richtige Wellenlänge erreicht hat, erfolgt der Handshake und die Transceiver auf beiden Seiten der Verbindung stellen sich auf ihre korrekten Wellenlängen ein (Abbildung 4d). Die Verbindung ist damit hergestellt und die normale Datenübertragung beginnt.
Abbildung 4(a-d): Flextune™-Selbstabstimmungsprozess für Duplex T-SFP+ Transceiver.
Der oben beschriebene Prozess findet gleichzeitig bei allen Transceivern statt, die auf dieser Strecke installiert sind und bei denen Flextune™ aktiviert ist.
Bidirektionale T-SFP+ Transceiver
In diesem Beispiel besteht eine mobile Fronthaul-Verbindung zwischen der Base Band Unit (BBU) und den Remote Radio Units (RRUs) aus mehreren bidirektionalen T-SFP+ Modulen, die die patentierte D2WDM™-Technologie (Dual DWDM) von Coherent im DWDM-Teil der Verbindung nutzen.
Der Flextune™-Prozess unterscheidet sich in diesem Szenario leicht vom Szenario mit Duplex T-SFP+, da nur die lokalen Transceiver den Scan durchführen:
- Die lokalen Transceiver beginnen damit, alle verfügbaren Wellenlängen zu scannen.
- Das Signal des Senders wird durch den Mux/Demux-Filter blockiert, wenn die Wellenlänge für seinen Mux-Port nicht korrekt ist (Abbildung 5a).
- Der lokale Transceiver fährt mit dem Scannen fort, bis die korrekte Wellenlänge erreicht ist. Sobald dies geschieht, kann er diese Information an den Transceiver der Gegenseite weitergeben (Abbildung 5b).
- Der Transceiver der Gegenseite stellt sich auf die richtige Wellenlänge ein und der Handshake findet statt. Die Verbindung ist damit hergestellt und die normale Datenübertragung beginnt (Abbildung 5c).
Vorteile von Flextune™
Mit Flextune™ können bis zu 96 wellenlängenabstimmbare Transceiver ihre Wellenlänge in weniger als 2 Minuten automatisch konfigurieren, ohne dass ein Techniker vor Ort oder das Host-Netzwerk eingreifen muss.
Self-Tuning Optics mit Flextune™ verringert die Betriebskosten in mehrfacher Hinsicht erheblich:
- Sie spart viele Stunden an Einrichtungszeit und Kosten, da die Konfiguration der Wellenlängen automatisch erfolgt. Die Techniker müssen die Wellenlänge nicht manuell einstellen oder festlegen, welche Transceiver mit fester Wellenlänge verwendet werden sollen, sodass auch die Beteiligung des NOC nicht mehr erforderlich ist.
- Die Komplexität wird reduziert, da die Techniker die wellenlängenabstimmbaren Transceiver an einem beliebigen Host-Port des Systems installieren und die Jumper-Kabel an einen beliebigen Glasfaser-Port des optischen DWDM-Mux/Demux anschließen können.
- Außerdem entfällt die Notwendigkeit, Glasfasern manuell vom optischen Mux/Demux zu den Transceivern zurückzuverfolgen.
Abbildung 5(a-c): Flextune™-Selbstabstimmungsprozess für bidirektionale T-SFP+ Transceiver.
Schlussfolgerungen
Die Selbstabstimmung der Wellenlänge mit Flextune™ ermöglicht Netzbetreibern erhebliche Einsparungen bei DWDM-Anwendungen wie Remote-PHY, mobilem Fronthaul und Rechenzentrumsverbindungen.
Die betrieblichen Einsparungen werden dank der patentierten Selbstabstimmungsfunktionalität von Coherent in seinen modularen DWDM-Transceivern erzielt, die eine erheblich verkürzte Bereitstellungs- und Einrichtungszeit ermöglicht und die Anzahl der durch manuelle Bedienung verursachten Fehler minimiert.
Die modularen abstimmbaren DWDM-Transceiver mit Flextune™-Funktionalität sind serienmäßig in Produktion und verfügbar. Bitte kontaktieren Sie Ihren Coherent-Vertriebsmitarbeiter oder senden Sie eine E-Mail an [email protected].