Verbinding van twee 10G Ethernet-switches over 100 km glasvezel met behulp van het OM3800 DWDM-systeem

Invoering

Naarmate bedrijfsnetwerken, datacenters en campusinfrastructuren zich blijven uitbreiden, worden organisaties steeds meer uitgedaagd om geografisch gescheiden locaties met elkaar te verbinden zonder concessies te doen aan de bandbreedte, betrouwbaarheid of schaalbaarheid.

Standaard10G Ethernet optische moduleszijn doorgaans beperkt tot transmissieafstanden tot 10 km of 40 km, waardoor ze ongeschikt zijn voor onderlinge verbindingen over lange afstanden tussen locaties.

Dense Wavelength Division Multiplexing (DWDM)-technologie biedt een efficiënte oplossing doordat meerdere optische signalen tegelijkertijd via één paar optische vezels kunnen worden verzonden.

Gecombineerd met optische versterkings- en dispersiecompensatietechnologieën breidt DWDM de transmissieafstand aanzienlijk uit terwijl de bestaande glasvezelbronnen worden gemaximaliseerd.

Deze casestudy introduceert een point-to-point 10G DWDM-oplossing van 100 km, gebaseerd op deOM3800 DWDM-platform, die laat zien hoe twee10G Ethernet-switcheskunnen naadloos met elkaar worden verbonden via transparante optische transmissie.

De oplossing ondersteunt vier onafhankelijke 10G Ethernet-diensten, levert een totale capaciteit van 40 Gbps, vermindert het glasvezelverbruik en biedt ruimte voor toekomstige uitbreiding.

Klantvereisten

Een klant moest een hogesnelheidsverbinding tot stand brengen tussen twee locaties die ongeveer 100 km uit elkaar lagen.

Beide locaties hadden al 10G Ethernet-switches ingezet en wilden hun bestaande netwerk uitbreiden zonder de switchinfrastructuur te vervangen.

De primaire eisen van de klant waren onder meer:

• Verbind twee 10G Ethernet-switches over 100 km glasvezel
• Ondersteuning van vier onafhankelijke 10G Ethernet-services
• Maximaliseer het gebruik van bestaande glasvezelbronnen
• Zorg voor een betrouwbare en stabiele transmissie over lange afstanden
• Maak toekomstige uitbreiding van de dienstverlening mogelijk zonder het netwerk opnieuw te ontwerpen
• Behoud transparante Ethernet-transmissie zonder bestaande netwerkapparatuur aan te passen

Om aan deze eisen te voldoen, heeft Olycom een ​​40G DWDM point-to-point transmissieoplossing voorgesteld die gebruik maakt van het OM3800 optische transportplatform.

Netwerkarchitectuur

De oplossing maakt gebruik van een klassieke point-to-point DWDM-architectuur tussen Site A en Site B.

Op elke locatie wordt de bestaande 10G Ethernet-switch rechtstreeks aangesloten op de OM3800 10G OTU-kaart met behulp van standaard 10G grijze optische modules.

De OTU-kaart converteert de grijze golflengten aan de clientzijde naar DWDM-golflengten voordat deze worden doorgestuurd naar de 8-kanaals DWDM MUX/DEMUX-module.

Het gemultiplexte optische signaal wordt vervolgens versterkt door een EDFA-versterker, verzonden over ongeveer 100 km single-mode glasvezel, gecompenseerd door een Dispersion Compensation Module (DCM) en opnieuw versterkt door een EDFA-voorversterker voordat het de afgelegen locatie bereikt.

Ten slotte converteert de externe OTU de DWDM-golflengten terug naar standaard 10G Ethernet optische signalen en levert deze rechtstreeks aan de externe 10G Ethernet-switch.

Gedurende het gehele transmissieproces werken de Ethernet-switches normaal zonder dat er configuratiewijzigingen of protocolconversie nodig zijn.

Het DWDM-systeem functioneert als een transparante optische transportlaag tussen de twee netwerken.

Oplossingsconfiguratie

Het ingezette systeem bestaat op beide locaties uit de volgende apparatuur:

Deze configuratie ondersteunt vier actieve 10G-services, terwijl er vier extra DWDM-golflengten beschikbaar blijven voor toekomstige netwerkuitbreiding.

Hoe de 10G Ethernet-switch integreert met het DWDM-systeem?

Een van de grootste voordelen van deze oplossing is de naadloze integratie met de bestaande Ethernet-infrastructuur.

In plaats van switches te vervangen of netwerkprotocollen te upgraden, sluit de klant eenvoudig elke 10G Ethernet-switch aan op het OM3800-platform met behulp van standaard 10G SFP+ optische modules.

Het DWDM-platform voert vervolgens verschillende optische transportfuncties uit:

• Optische golflengteconversie
• DWDM-multiplexing
• Optische signaalversterking
• Vezeltransmissie over lange afstanden
• Verspreidingscompensatie
• DWDM-demultiplexing
• Herstel van optische golflengten

Omdat het DWDM-systeem volledig op de optische laag werkt, blijft het volledig transparant voor Ethernet-services op de bovenste laag.

Vanuit het perspectief van de Ethernet-switches lijkt de externe switch te zijn aangesloten via een standaard optische link, ook al bedraagt ​​de werkelijke transmissieafstand ongeveer 100 km.

Dankzij deze transparante architectuur kunnen organisaties bestaande netwerken uitbreiden zonder switchconfiguraties, routeringsbeleid, VLAN-instellingen of netwerkbeheersystemen te wijzigen.

Optisch transmissieproces

De volledige transmissieworkflow is eenvoudig en zeer efficiënt.

• De 10G Ethernet-switch genereert vier onafhankelijke 10G Ethernet-services.
• Standaard grijze optische modules verzenden de services naar de OM3800 OTU-kaart.
• De OTU zet elke grijze golflengte om in een speciale DWDM-golflengte.
• De 8-kanaals MUX combineert meerdere golflengten in één enkele optische vezel.
• De Booster EDFA verhoogt het optische vermogen vóór transmissie over lange afstanden.
• Optische signalen reizen ongeveer 100 km via single-mode glasvezel.
• De DCM compenseert de chromatische spreiding die tijdens de transmissie is ontstaan.
• De voorversterker EDFA herstelt de signaalsterkte vóór ontvangst.
• De DEMUX scheidt individuele DWDM-golflengten.
• De OTU converteert DWDM-golflengten terug naar standaard grijze optische signalen.
• De externe 10G Ethernet-switch ontvangt alle Ethernet-diensten transparant.

Dit proces zorgt voor uitstekende optische prestaties terwijl de latentie wordt geminimaliseerd en de Ethernet-service-integriteit behouden blijft.

Technische voordelen

1. Transmissie met hoge capaciteit

De oplossing ondersteunt vier onafhankelijke 10G Ethernet-diensten met een totale transmissiecapaciteit van 40 Gbps.

Extra DWDM-kanalen blijven beschikbaar voor toekomstige upgrades zonder het bestaande platform te vervangen.

2. Connectiviteit over lange afstanden

Door EDFA optische versterkers en dispersiecompensatiemodules te combineren, ondersteunt het systeem op betrouwbare wijze transmissieafstanden van ongeveer 100 km, waardoor het geschikt is voor grootstedelijke en regionale backbone-netwerken.

3. Efficiënt gebruik van vezels

In plaats van afzonderlijke glasvezelparen voor elke dienst in te zetten, delen meerdere 10G-signalen één enkel glasvezelpaar via DWDM-technologie, waardoor de kosten voor de glasvezelinfrastructuur aanzienlijk worden verlaagd.

4. Transparant netwerkbeheer

Het DWDM-platform voert alleen optisch transport uit en verandert geen Ethernet-frames of hogere laagprotocollen.

Bestaande switches blijven precies werken zoals voorheen, waardoor de implementatie en het onderhoud worden vereenvoudigd.

5. Flexibele uitbreiding

De geïnstalleerde 8-kanaals DWDM MUX gebruikt momenteel slechts vier golflengten, waardoor er reservekanalen beschikbaar blijven voor toekomstige servicegroei. Klanten kunnen de bandbreedte vergroten zonder de optische transportinfrastructuur te veranderen.

Typische toepassingen

Deze 10G DWDM-oplossing is breed toepasbaar in verschillende industrieën waar connectiviteit over lange afstanden met hoge bandbreedte vereist is.

Typische implementatiescenario's zijn onder meer:

• Interconnectie van bedrijfscampussen
• Datacenterinterconnectie (DCI)
• Privénetwerken van de overheid
• Backbone-netwerken van financiële instellingen
• Gezondheidszorgnetwerken
• Industriële automatiseringssystemen
• Slimme stadsinfrastructuur
• ISP grootstedelijke toegangsnetwerken
• Netwerken van universiteitscampussen
• Communicatiesystemen voor energie en nutsvoorzieningen

In elk van deze omgevingen stelt transparante DWDM-transmissie organisaties in staat bestaande Ethernet-netwerken uit te breiden met behoud van investeringen in schakelapparatuur.

Conclusie

Dit project demonstreert hoe het OM3800 10G DWDM-systeem een ​​betrouwbare, schaalbare en kosteneffectieve oplossing biedt voor het verbinden van twee 10G Ethernet-switches over 100 km glasvezel.

Door 10G OTU-kaarten, 8-kanaals DWDM-multiplexers, EDFA optische versterkers en Dispersion Compensation Modules te combineren, levert de oplossing transparant optisch transport met een totale capaciteit van 40 Gbps, terwijl het glasvezelverbruik aanzienlijk wordt verminderd.

Omdat de bestaande Ethernet-switches ongewijzigd blijven, is de implementatie snel en eenvoudig, waardoor de operationele verstoring wordt geminimaliseerd en de implementatiekosten worden verlaagd. Bovendien bieden de gereserveerde DWDM-golflengten een duidelijk migratiepad voor toekomstige bandbreedte-uitbreiding, waardoor de oplossing geschikt wordt voor groeiende bedrijfsnetwerken, datacenters, campusomgevingen en grootstedelijke communicatie-infrastructuren.

Voor organisaties die op zoek zijn naar een betrouwbare 10G DWDM-oplossing, een schaalbaar 100 km glasvezeltransmissiesysteem of een praktische methode om twee 10G Ethernet-switches over lange afstanden te verbinden, biedt het OM3800-platform een ​​ideale combinatie van prestaties, flexibiliteit en investeringsbescherming. Deze architectuur voldoet niet alleen aan de huidige connectiviteitsvereisten, maar legt ook een solide basis voor toekomstige uitbreiding van optische netwerken