Съемные модули, расширенные диапазоны длин волн и новые системные архитектуры стремятся удовлетворить потребности в полосе пропускания.
По словам Джеффа Беннета, директора по решениям и технологиям Infinera, в 2020 году видеозвонки стали повсеместными благодаря Covid-19, выявив у многих людей, как было сказано, «паршивый домашний широкополосный доступ». Беннетт отметил, что ненадежное видео показывает проблемы, с которыми сталкиваются технологии оптической связи при обслуживании городских или городских районов.
Он отметил, что сети обычно не уделяется внимания пропускной способности оптоволокна. Но включаются соединение центров обработки данных (DCI) для гипермасштабируемых поставщиков интернет-контента на этот рынок, отмечая, что они берут в аренду оптоволокно у компаний-операторов связи для поддержки «огромных требований к пропускной способности».
«Оптоволокно буквально повсюду, и пропускная способность быстро растет», - добавил коллега Беннета Роб Шор, старший вице-президент Infinera. Внедрение мультиплексирования с разделением по длине волны (WDM) и реконфигурируемых оптических мультиплексоров ввода-вывода (ROADM) «резко изменило городские сети,по сравнению с 10–12 годами назад», - добавил он. По словам Шора, городские сети, в которых также применяется когерентная модуляция, претерпевают дальнейшие изменения благодаря 5G и архитектурам распределенного доступа (DAA). «Мы наблюдаем переход на 25 Гбит / с и 100 Гбит / с на периферию и от 400 до 800 Гбит / с в ядре сетей на длину волны».
Карл Гасс (Karl Gass), заместитель председателя рабочей группы по физическому и канальному уровню Optical Internetworking Forum, отметил, что городские сети описываются как протяженные от 20 до 800 км. Он добавил, что центры обработки данных опережают операторов по стоимости. «Операторы связи всегда смотрели с завистью по поводу того, насколько дешевым может стать оборудование для передачи данных», - заметил Гасс. Таким образом, в оптоволоконных городских сетях WDM используется для снижения затрат.
Альтернативные технологии.
По мере того, как городские сети трансформируются в соответствии с тенденциями 2020 года, некоторые из них теперь все чаще обращаются к другим технологиям, пионерам в области передачи данных, таким как сменные модули. Другие также стремятся расширить спектр света, переносимого волокнами, но они рассматривают широкий спектр подходов.
WDM - «самый простой и дешевый способ расширить полосу пропускания», - сказал Джим Хейс, президент Ассоциации оптоволоконных сетей. Но он отмечает, что компания, внедряющая новую технологию в старое волокно, должна сначала охарактеризовать его. Одной из современных тенденций является добавление сигналов, проходящих через оптический L-диапазон оптического спектра от 1565 до 1625 нм, к C-диапазону от 1530 до 1565 нм. Хейс отмечает, что важно охарактеризовать волокно, чтобы найти связанное с напряжением ослабление сигналов, передаваемых на длинах волн, приближающихся к 1625 нм.
Хелен Ксенос, старший директор по портфельному маркетингу компании Ciena, отметила, что включение L-диапазона удваивает полезный спектр сигнала. Похожая идея заключается в расширении диапазона C примерно до 1575 нм, иногда называемого «супер-диапазоном C», но Ксенос подчеркнула, что это меньшее преимущество. Стоит добавить, что обычно функции C-диапазона и L-диапазона были разделены на разные печатные платы, которые необходимо было соединить между собой, что потребовало дорогостоящих посещений объекта для добавления новых компонентов. «Тогда есть более серьезная проблема, что это повлияет на существующие каналы», - сказала она. « Вам придется откалибровать систему как с C-, так и с L-диапазоном, а также с присутствующим влиянием рамановского рассеяния».
Более легкие обновления.
Таким образом, реконфигурируемая линейная система (RLS) Ciena 6500 интегрирует функции C- и L-диапазона в новые сети после установки, так что они могут использовать L-диапазон без дополнительного планирования или посещения объекта или влияния на существующий трафик. «Усилители C- и L-диапазона интегрированы в одну и ту же плату и устанавливаются на всех участках линейных усилителей в первый же день», - сказал Ксенос. 6500 RLS имитирует воздействие дополнительных длин волн, используя усиленную шумовую нагрузку ASE спонтанного излучения в C- и L-диапазонах. Затем он может оптимизировать производительность и обеспечить «очень стабильную, оптимальную производительность на протяжении всего срока службы сети».
По наблюдениям Ксенос, дополнительный спектр помогает операторам идти в ногу с ростом полосы пропускания по мере того, как падает дополнительная эффективность использования спектра за счет когерентной технологии. Она показала, что «подавляющее большинство» запросов предложений, которые Ciena получает для рынков метро и дальних перевозок, требуют комбинированных решений для C- и L-диапазонов. Например, шведская многонациональная группа оптоволоконных магистралей Telia Carrier объявила о развертывании 6500 RLS в мае 2020 года.
Гасс отметил, что участие OIF в городских сетях связано с тем, что операторы хотят иметь меньшую цифровую обработку сигналов (DSP) с меньшим энергопотреблением для систем когерентной модуляции. Компании обратились к OIF при разработке стандарта 400ZR специально для использования в центрах обработки данных. «Мы сразу же заставили традиционные телекоммуникационные компании сказать: «Это очень похоже на линию метро», - отметил он. Таким образом, производители начинают пробовать новые продукты 400ZR в виде сменных модулей в форм-факторах, которые могут использоваться в городских сетях.
Однако Гасс добавил, что США и Европа могут бороться за модернизацию своих сетей с помощью этой технологии. «Поскольку Китай все еще строит, проще всего провести первые внедрения там».
«На протяжении всей истории Finisar, приобретение которой завершилось в прошлом году, II-VI уже давно продает съемные трансиверы для подключения серверов и коммутаторов в центрах обработки данных», - подчеркнул Санджай Партхасарати, директор по маркетингу компании. Он подчеркнул, что подключаемые модули теперь могут упростить плотное мультиплексирование с разделением по длине волны (DWDM) для каналов DCI в городских районах. «Мы думаем, что это огромная трансформация. С подключаемыми модулями 400GZR вы можете перейти от коммутатора центра обработки данных к коммутатору другого центра обработки данных без использования каких-либо традиционных линейных систем. В центре обработки данных все, что они делают, это берут трансивер и подключают его к кабелю, и все, он настраивается автоматически. DWDM почти всегда был очень сложным».
Сара Габба, менеджер по стратегическому маркетингу в II-VI, добавила, что простота подключения теперь может также распространяться на DWDM и когерентные системы. В марте компания представила свою подсистему подключаемых оптических линий (POLS), позволяющую подключать подключаемые системы DWDM 400ZR. По словам Габбы, POLS устраняет необходимость в стойках и другом оборудовании, внешнем по отношению к коммутатору, необходимому для конкурирующих систем. По ее словам, это снижает капитальные затраты, а также эксплуатационные расходы, поскольку дешевле в обслуживании и требует меньше энергии и места. «Вы можете рассчитывать на экономию затрат от трех до пяти раз с этим решением», - заявил Габба.
Между тем, по словам Йозефа Бергера, заместителя вице-президента по маркетингу продуктов Inphi, подключаемые модули половинного размера C (CFP2) «быстро развиваются как универсальный подключаемый форм-фактор для многоскоростных городских транспортных платформ 400G». Он добавил, что когерентные модули CFP2 потребляют около четверти мощности сопоставимых решений с линейными картами, при этом они более компактны и «значительно сокращают» капитальные и эксплуатационные расходы. «Операторы ищут возможность подключения для оплаты по мере роста и дезагрегирования для разнообразия поставок», - сказал он. По словам Бергера, поставщики систем также могут использовать возможность расширения для ряда городских платформ с минимальными инженерными инвестициями. 'Новые поколения маломощных многоскоростных когерентных DSP, таких как 7-нм DSP Inphi Canopus и оптика, обеспечивают требуемую производительность в городских сетях 400G с тепловым потоком CFP2.
Дальнейшее развитие Inphi также предлагает еще более компактные сменные форм-факторы, такие как его четырехканальный сменный модуль DWDM (QSFP) Colorz 100G для сетей DCI. Он также принимает стандарт 400ZR и расширяет его для клиентов городских сетей. «В конце прошлого года мы начали тестировать наш модуль Colorz II 400ZR QSFP-Double Density (QSFP-DD)», - сказал Бергер. Вариант ZR + этого модуля также сможет охватить значительную часть рынка городских сетей, поэтому будет интересно посмотреть, воспользуются ли операторы меньшего форм-фактора для городских приложений, чтобы снизить стоимость, плотность и энергопотребление еще больше».
Совместимость, которую обеспечивают такие стандарты, очень важна. «Например, для стандарта 400ZR Inphi внесла в промышленность свою маломощную объединенную упреждающую коррекцию ошибок (CFEC), чтобы гарантировать взаимодействие между различными DSP и сменными модулями», - сказал Бергер. "Стандарты помогают уменьшить фрагментацию рынка и помогают как поставщикам компонентов и оборудования, так и конечным пользователям снизить затраты и увеличить объемы. У конечных пользователей есть дополнительное преимущество - снижение рисков в цепочке поставок за счет использования нескольких источников" - конец цитаты. Он также отметил, что для максимального увеличения пропускной способности оптоволокна при сохранении низких затрат конечным пользователям облака требуется больше каналов, чем изначально в стандарте 400ZR. Это будет означать разделение их на 75 ГГц, а не на 100 ГГц, как указано. Расширение оптики за пределы обычного диапазона C - следующий вариант-добавил Бергер.
Однако NeoPhotonics уже предлагает когерентные компоненты для диапазона Super-C, включая перестраиваемые лазеры, модуляторы и приемники. По словам Ферриса Липскомба, вице-президента по маркетингу NeoPhotonics, компания также включила эти линейки продуктов, называемые C ++, в подключаемые модули с поддержкой 400G. «Этот подход внедряется в Китае для новых городских и магистральных сетей, и была разработана экосистема усилителей и другого оборудования ROADM и мониторинга», - пояснил Липскомб.
«Это очень привлекательный подход, поскольку он увеличивает общую пропускную способность оптического волокна и сохраняет гибкость маршрутизации по длине волны существующих систем. Что наиболее важно, группа C ++ позволяет использовать один номер детали для всех ключевых компонентов и линейных карт. Мы ожидаем, что эта архитектура будет все шире применяться в городских сетях по всему миру».
Подход внедряется China Mobile, а также в новых сетях DCI точка-точка на основе сменных модулей 400ZR. Neophotonics также имеет полную линейку компонентов L-диапазона для когерентной оптики, которые работают как на 32, так и на 64 ГБод. Однако Липскомб отметил, что использование длин волн L-диапазона может быть сложной задачей. «В современных архитектурах городских сетей, которые направляют отдельные длины волн к месту назначения с помощью переключателей по длине волны (WSS) и требуют усиления, работа каналов L-диапазона требует разделения C- и L-диапазона на каждом узле для использования отдельных усилителей и WSS, поскольку нет никого, который мог бы охватывать обе группы », - сказал он. «Это добавляет немного сложностей и затрат».
Многоточечный путь
Липскомб предполагает, что первоначально эта технология будет использоваться только там, где оптоволоконная магистраль уже насыщена. «В будущем, однако, может появиться городская архитектура, аналогичная архитектурам DCI и основанная на двухточечной передаче между коммутаторами и маршрутизаторами с использованием подключаемых модулей ZR и ZR +», - сказал он. «В этой архитектуре L-диапазон может быть более легко приспособлен, поскольку все переключение осуществляется электронным способом. В существующих сетях, если они не развернуты для поддержки L-диапазона в первый же день, обновление очень затруднено, так как в проектах обычно не хватает запаса».
Компания Infinera Shore повторила эту мысль. «Расширение диапазона C имеет смысл в приложениях центра обработки данных точка-точка, которые находятся на расстоянии 130 км или меньше, потому что вам не нужны усилители», - сказал он. «Подобное повышение эффективности оптоволокна не так важно в метро, потому что свет не так уж и дорог.
«Люди настаивают на более высоких скоростях передачи данных в городских сетях, потому что это снижает энергопотребление и стоимость -как следствие. При этом мне приходится подключать меньше физических устройств». Включая подключаемый оптический слой в свою компактную модульную платформу Groove, Infinera поддерживает взаимодействие продуктов для городских сетей. «Большинство сетевых операторов действительно приняли эту концепцию», - сказал Шор. «Они не хотят быть обязанными одному продавцу».
Следующие шаги
Беннетт из Infinera добавил, что развертывание длин волн 800 Гбит / с - естественный следующий шаг для оптической передачи. Некоторые поставщики «позиционируют свои решения 800G с радиусом действия от 100 до 200 км, что ставит их в прямую конкуренцию недорогой оптике 400ZR», - сказал он.
«Напротив, Infinera продемонстрировала дальность действия до 1000 км на 800G по оптоволоконным кабелям, таким как G.652, и это позволит использовать 800G практически во всех развертываниях городских сетей».
Шор также отметил, что сети метро обычно не являются двухточечными. «Трафик идет от центра обработки данных к сотням тысяч абонентов», - сказал он. «Проблема, с которой мы сталкиваемся в метро, заключается в том, что если я помещаю лазер 10G на один конец линии связи, мне понадобится идентичный лазер 10G на другом. Если у меня есть 10 000 крайних местоположений, каждому краю нужен собственный лазер». Поэтому Infinera представила свою технологию XR Optics для решения этой проблемы. «Один лазер может обмениваться данными одновременно с несколькими конечными точками, и я могу иметь большой трансивер в концентраторе и маленькие трансиверы на периферии», - подчеркнул Шор.
Несмотря на сходство подходов, решения для сетей разнообразны.
«Все начинают понимать, что когда мы говорим о городских сетях, не существует единого "правильного решения" , - резюмировал Xenos. «Правильный выбор архитектуры будет зависеть от существующих сетевых активов, пропускной способности, охвата, необходимых требований к подключению и ожидаемого роста трафика».
Энди Экстэнс - научный писатель-фрилансер из Эксетера, Великобритания.
Пример из практики: Высокоподъемная сеть SSE ENTERPRISE TELECOMS подключает 5G В Великобритании.
SSE Enterprise Telecoms - один из самых быстрорастущих сетевых операторов Великобритании в Великобритании. Он предлагает услуги с высокой пропускной способностью для корпоративных клиентов и клиентов из государственного сектора, а также оптовые услуги подключения через свое сообщество из 300 поставщиков услуг, а также операторам мобильных сетей, которые обращаются к чрезвычайно важному рынку высокопроизводительного транспорта 5G. Благодаря разветвленной оптоволоконной сети протяженностью более 20 000 км, охватывающей Великобританию, соединяющей более 80 коммерческих центров обработки данных и более 300 других точек присутствия, SSE Enterprise Telecoms имеет возможность поддерживать услуги по всей стране.
Решение проблемы роста пропускной способности 5G.
SSE Enterprise Telecoms инвестировала в новую общенациональную инфраструктуру, чтобы расширить свою существующую сеть и удовлетворить требования Великобритании к 5G, при поддержке недавнего партнерства с Three UK для обеспечения базовой и региональной связи и для обеспечения 5G.
Поскольку клиенты Three UK обычно используют в 3,5 раза больше данных, чем средний клиент из Великобритании, им потребовалась высокопроизводительная виртуальная сеть с высокой пропускной способностью от SSE Enterprise Telecoms, которая в дальнейшем поддерживала бы потребности 5G, требующие высокой пропускной способности, а также обновление существующее соединение 4G.
Чтобы сделать это возможным, SSE Enterprise Telecoms инвестировала средства в одну из сетей с самой высокой пропускной способностью, доступных в Великобритании, модернизировав базовые и региональные сети для поддержки связи со скоростью 100 Гбит / с и расширив существующую сеть до 125 новых АТС BT. Эти обменники BT были «разделены», что означает, что операторы сетей Великобритании могут использовать преимущества совместного размещения в здании и могут сочетать свои собственные соединения на большие расстояния и доступ со стандартизированными локальными цепями доступа от Openreach.
Сеть SSE Enterprise Telecoms должна была поддерживать сервисы уровня 1 и уровня 2, а также пропускную способность до 100 Гбит / с. Крайне важно, что из-за необходимости поддерживать нескольких оптовых мобильных клиентов, сеть должна поддерживать несколько доменов синхронизации, в то же время поддерживая строгие критерии производительности 5G в таких областях, как низкая задержка и производительность синхронизации.
Кроме того, сеть была построена не только для поддержки амбиций Three UK в области 4G и 5G, но и для поддержки растущего оптового спроса на услуги связи высокой пропускной способности 10 Гбит / с и 100 Гбит / с по всей стране. SSE Enterprise Telecoms поддерживает более 300 оптовых клиентов через свой портал предложений и заказов. Возможность предоставлять несколько услуг 10 Гбит / с сделает его лидером на рынке услуг 10 Гбит / с в масштабах всей Великобритании.
Проектирование сети с расчетом на будущее
SSE Enterprise Telecoms выбрала устойчивый подход к проектированию при инвестировании в сеть, чтобы гарантировать ее соответствие требованиям будущего. Для каждой АТС требовалось подключение со скоростью 100 Гбит / с к двум центрам обработки данных для обеспечения избыточности, а сеть также требовала подключения дополнительных сайтов доступа с услугами 10 Гбит / с. Это требование было достигнуто путем создания управляемой архитектуры цикла обслуживания, в которой пары центров обработки данных были связаны между собой петлями DWDM, которые соединяли станции обмена и доступа в цепочку. Каждый центр обработки данных должен завершить до 20 петель.
Решение
После всестороннего процесса выбора в масштабах отрасли компания SSE Enterprise Telecoms выбрала серию Infinera XTM в качестве базовой платформы для предоставления услуг DWDM, а также возможности профессиональных услуг Infinera. Используя полностью основанный на ROADM оптический уровень и комбинацию уровней 1 и 2, опций транспорта 200 Гбит / с, SSE Enterprise Telecoms может воспользоваться преимуществами дезагрегированной системной архитектуры серии XTM, чтобы обеспечить поддержку принципа plug-and-play. архитектура управляемого цикла обслуживания.
Серия XTM обеспечивает ряд опций когерентной передачи DWDM со скоростью 200 Гбит / с, чтобы соответствовать различным требованиям сайта; Службы 100 Гбит / с через Flexponder 400 Гбит / с, которые поддерживают 4x 100 Гбит / с на 2 длинах волн 200 Гбит / с, услуги 10 Гбит / с через Muxponder 200 Гбит / с, который поддерживает широкий спектр низкоскоростных сервисов 10 Гбит / с на 200 Гбит / с длина волны и EMXP440, который поддерживает пакетно-оптическую агрегацию уровня 2 с длинами волн 200 Гбит / с и клиентскими портами 10 Гбит / с.
Важно отметить, что платформа - и, следовательно, сеть SSE Enterprise Telecoms - оптимизирована для синхронизации 5G с очень низкой асимметрией задержки, чтобы поддерживать синхронизацию 5G через службы уровня 1 и высокопроизводительную производительность 1588v2 и SyncE для служб уровня 2. Кроме того, подход «переключение на лезвие», используемый в коммутации уровня 2 в серии XTM, обеспечивает отдельные домены синхронизации для каждого устройства. Это позволяет сети поддерживать нескольких клиентов с помощью служб уровня 2 и их собственных уникальных доменов синхронизации, что невозможно с решениями, построенными на единой централизованной коммутационной матрице уровня 2.
Итоги -
Растущая сеть SSE Enterprise Telecoms успешно позволила быстро расширить свое предложение услуг за счет надежных, выделенных, высокопроизводительных услуг подключения, обеспечивающих высокую производительность, масштабируемость и гибкость, необходимые для дифференциации услуг на очень конкурентном рынке. Будущее SSE Enterprise Telecoms выглядит многообещающим для продолжения роста на рынке Великобритании, поскольку 5G и Ethernet продолжают расти и развиваться быстрыми темпами.