Немного о DWDM 400/500G, 1Tb, про супер — каналы и будущее

в 18:54, , рубрики: dwdm, Телекомы, метки:

Постояв рядом с тестирующимися DWDM 100G, волей – неволей начал читать все, что попадается под руку и нарыл кое-какого материала по перспективам дальнейшего развития технологии DWDM. Постепенно осознавая материал, буду публиковать результаты осознания – возможно, кому то будет интересно. Здесь опубликована только часть информации — продолжение будет позже.
В недалеком будущем разработчики обещают нам возможность передачи информации со скоростями 400/500G и даже 1Тб на одну длину волны.

Что есть DWDM ?

Обозначу в двух словах. DWDM –это технология спектрального уплотнения каналов. В чем смысл спектрального уплотнения? Через один оптоволоконный кабель вы можете передавать более одного сигнала параллельно, используя для этого различные длины световых волн. Технологий спектрального уплотнения есть несколько –WDM, CWDM, DWDM, HDWDM. Технологии отличаются плотностью расположения каналов, т.е. на сколько один канал от другого отстоит по частотной сетке.

Какие системы сейчас есть?

В настоящий момент наибольший интерес представляют собой системы DWDM и HDWDM, поскольку они обеспечивают возможности передачи наибольшего количества информации через один оптоволоконный кабель. Если рассматривать уже существующие системы, то можно выделить технологии, обеспечивающие передачу данных на скорости 2,5/10/40G на один канал. Всего каналов может быть создано до 80 или до 96, все зависит от производителя оборудования и какую частотную сетку он использует. Т.е. общая пропускная способность одного оптического волокна будет = (80или96)*(скорость передачи на канал). Например, для системы с 80 каналами и скоростью передачи на канал в 10G, максимальная скорость, с которой можно передавать данные через один кабель = 10G*80=800G
В настоящий момент большинство производителей выводит на рынок DWDM 100G комплексы, которые позволяют передавать информацию со скоростью 100G/s на один канал (лямбду) и выдают максимальную мощность в 9.6 Тбит/сек. Я немного постоял рядом, когда тестировали эти комплексы, о чем я уже как-то раз писал на Хабре (однако пост пришлось скрыть, т.к. возмутились тестировщики — типа я конфиденциальность нарушаю) Озадачившись проблемой 100G захотелось посмотреть немного дальше – в будущее. Что там?

Предпосылки для развития технологий.

Думаю ни для кого не секрет, что технологии развиваются в соответствии с требованиями рынка услуг. Если посмотреть на ситуацию вообще, можно увидеть, что в будущем нас ждет лавинообразное увеличение высокотребовательного к качеству линий передачи трафика. В первую очередь, как мне видится в этом будет «виновата» сети 4го поколения на LTE, которые активно начали строиться операторами мобильной связи в нашей стране. Если учесть что LTE даже в той урезанной комплектации, которая предполагается для реализации у нас в стране, предполагает до 80Мбит даунлинка, сделав скидку на реалии и поделив угрожающую цифру на 8, получим 10 Мбит на один мобильный терминал. Что в среднем в 5-7 раз больше чем предлагает существующая 3g c HSPA+. Да, я знаю, что в стандартах написаны совсем другие цифры, но реально они выглядят как-то так. К сожалению.
Так вот, если наши мобильные операторы подумают, то они пойму, что в тот момент, когда каждый мобильник начнет хотеть по радиоканалу скорость 7-15Мбит/сек, скорость на транспортные сети возрастет. И будет возрастать до тех пор, пока LTE не достигнет своего потолка. Потолок для LTE, как я помню, обозначен в 400Мбитт на даунлинк.
В какой-то момент перед операторами возникнет вопрос, как дальше развивать транспортные сети? Тогда придется либо прокладывать новые оптические линии, либо ставить более современное оборудование, чтобы лучше использовать старые. Если сравнивать стоимость прокладки линий и стоимость (пусть даже самых новых DWDM комплексов) – я не секунду не сомневаюсь, что выберет оператор. Отсюда актуальность вопроса с развитием технологий DWDM до скоростей, превышающих 100G.
Ежегодные исследования показывают, что трафик растет приблизительно на 40 % в год.

Системы DWDM со скоростями > 100G

Ну что же, вот и подошел я к самому интересному. Как же будут организовываться системы с скоростями >100G в канале, какие они будут и т.д. Но все по порядку. На сколько мне удалось выяснить, предполагаются этапы развития DWDM технологий до 400, 500 Мбит на супер-канал* и 1Тбит-а. Других замечено не было.
*Супер-канал определяется как логическое объединение нескольких физических каналов, которое со стороны клиента видно как единый канал с пропускной способностью >100G (400, 500 или 1000Гбит). Т.е. если на входе у вас есть клиентский сигнал в 1Tb вы заводите его на специальную Super-channel линейную карту, которая обрабатывает клиентский поток в 1Тб и гонит его по нескольким несущим каналам в линию. Вот так выглядит прототип 1Tb модуля от Infinera:

1Tb DWDM модуль от Infinera

В настоящее время утвержденных стандартов, определяющих то, как должен работать супер канал нет. В рамках стандартизации супер-канала работают:
1) Optical Internet Forum, разрабатывает возможность расширения своих разработок в области 100G DWDM и включения в них логики супер-каналов
2) МСЭ-Т в рекомендации G.694.1 утвердила сетку частот с возможностью шага в 12.5ГГц
3) МСЭ-Т SG15, Question 11 – открыт исследовательский вопрос по разработке новых контейнеров с учетом возможностей частотной сетки 12.5ГГц (развивается Infinera, Finisar, Verizon)
Здесь МСЭ-Т предлагает расширить рекомендацию G.709 и в структуры кадров дополнительный контейнер, который позволит соотносить один OCh с несколькими оптическими несущими. Схема теперь будет выглядеть так:

image

4) IETF CCAMP разрабатывает Generalized Label for Super-Channel Assignment on Flexible Grid 12.5ГГц, а также расширение OSPFTE для поддержки GMPLS в сетке 12.5ГГц (развивается Инфинерой и Verizon)

Таким образом, в случае изобретения модулей транспондера с возможностью перестройки через 12.5ГГц и скоростью передачи в 100G (против существующих 25ГГц, да и то только у Инфинеры) мы можем получить выигрыш в пропускной способности линии в 2 раза за счет более плотной частотной сетки. Если предположить, что канал будет 100G, то приблизительная суммарная скорость передачи информации в линию может достигать 32Тбит/сек.

Тема новая, информации не много, большинство разработок не открыты для общего пользования — так что прошу отнестись снисходительно — получилось не полно и сумбурно.

Автор: InDaArt


* - обязательные к заполнению поля


https://ajax.googleapis.com/ajax/libs/jquery/3.4.1/jquery.min.js