Connessione di due switch Ethernet 10G su 100 km di fibra utilizzando il sistema DWDM OM3800

Introduzione

Man mano che le reti aziendali, i data center e le infrastrutture dei campus continuano ad espandersi,Le organizzazioni sono sempre più sfidate a connettere luoghi geograficamente separati senza compromettere la larghezza di banda, affidabilità o scalabilità.

NormeModuli ottici Ethernet 10Gsono in genere limitate a distanze di trasmissione fino a 10 km o 40 km, il che le rende inadatte all'interconnessione a lunga distanza tra siti.

La tecnologia DWDM (Densed Wavelength Division Multiplexing) fornisce una soluzione efficiente consentendo la trasmissione simultanea di più segnali ottici su una singola coppia di fibre ottiche.

In combinazione con le tecnologie di amplificazione ottica e compensazione della dispersione, il DWDM estende significativamente la distanza di trasmissione massimizzando le risorse di fibra esistenti.

Questo caso di studio presenta una soluzione DWDM 10G punto a punto da 100 km basata sulPiattaforma DWDM OM3800, dimostrando come dueCommutatori Ethernet 10Gpossono essere interconnesse senza soluzione di continuità mediante trasmissione ottica trasparente.

La soluzione supporta quattro servizi Ethernet 10G indipendenti, offrendo una capacità aggregata di 40 Gbps riducendo al contempo il consumo di fibra e offrendo spazio per l'espansione futura.

Requisiti del cliente

Un cliente doveva stabilire una connessione ad alta velocità tra due siti situati a circa 100 km di distanza.

Entrambe le sedi avevano già implementato switch Ethernet 10G e volevano estendere la loro rete esistente senza sostituire l'infrastruttura di commutazione.

Le esigenze primarie del cliente comprendevano:

• Collegare due switch Ethernet 10G su 100 km di fibra ottica
• Supporta quattro servizi Ethernet 10G indipendenti
• Massimizzare l'utilizzo delle risorse di fibra esistenti
• Garantire una trasmissione a lunga distanza affidabile e stabile
• Consentire l'espansione futura dei servizi senza riprogettare la rete
• Mantenere la trasmissione Ethernet trasparente senza modificare le apparecchiature di rete esistenti

Per soddisfare tali requisiti, Olycom ha proposto una soluzione di trasmissione punto-punto DWDM 40G utilizzando la piattaforma di trasporto ottico OM3800.

Architettura di rete

La soluzione adotta una classica architettura DWDM punto a punto tra il sito A e il sito B.

In ogni sito, l'esistente switch Ethernet 10G si collega direttamente alla scheda OM3800 10G OTU utilizzando moduli ottici grigi standard 10G.

La scheda OTU converte le lunghezze d'onda grigie lato client in lunghezze d'onda DWDM prima di inoltrarle al modulo DWDM MUX/DEMUX a 8 canali.

Il segnale ottico multiplexato viene quindi amplificato da un amplificatore EDFA Booster, trasmesso su circa 100 km di fibra mono-mode, compensato da un modulo di compensazione della dispersione (DCM),e amplificato nuovamente da un EDFA pre-amplificatore prima di raggiungere il sito remoto.

Infine, l'OTU remoto converte le lunghezze d'onda DWDM in segnali ottici Ethernet standard 10G e li consegna direttamente allo switch Ethernet 10G remoto.

Durante l'intero processo di trasmissione, gli switch Ethernet funzionano normalmente senza richiedere alcuna modifica di configurazione o conversione del protocollo.

Il sistema DWDM funge da strato di trasporto ottico trasparente tra le due reti.

Configurazione della soluzione

Il sistema utilizzato è costituito dalle seguenti apparecchiature in entrambi i siti:

Questa configurazione supporta quattro servizi 10G attivi lasciando quattro ulteriori lunghezze d'onda DWDM disponibili per l'espansione futura della rete.

Come si integra il switch Ethernet 10G con il sistema DWDM?

Uno dei maggiori vantaggi di questa soluzione è la sua integrazione senza soluzione di continuità con l'infrastruttura Ethernet esistente.

Invece di sostituire gli switch o di aggiornare i protocolli di rete, il cliente collega semplicemente ogni switch Ethernet 10G alla piattaforma OM3800 utilizzando moduli ottici standard 10G SFP+.

La piattaforma DWDM svolge quindi diverse funzioni di trasporto ottico:

• Conversione ottica delle lunghezze d'onda
• Multiplexaggio DWDM
• Amplificazione del segnale ottico
• Trasmissione in fibra a lunga distanza
• Compensazione per la dispersione
• Demultiplexing DWDM
• Ripristino ottico delle lunghezze d'onda

Poiché il sistema DWDM opera interamente sul livello ottico, rimane completamente trasparente ai servizi Ethernet del livello superiore.

Dal punto di vista degli switch Ethernet, l'interruttore remoto sembra essere collegato tramite un collegamento ottico standard, anche se la distanza di trasmissione effettiva raggiunge circa 100 km.

Questa architettura trasparente consente alle organizzazioni di estendere le reti esistenti senza cambiare le configurazioni degli switch, le politiche di routing, le impostazioni VLAN o i sistemi di gestione della rete.

Processo di trasmissione ottica

Il flusso di lavoro completo della trasmissione è semplice e altamente efficiente.

• Lo switch Ethernet 10G genera quattro servizi Ethernet 10G indipendenti.
• I moduli ottici grigi standard trasmettono i servizi alla scheda OM3800 OTU.
• L'OTU converte ogni lunghezza d'onda grigia in una lunghezza d'onda DWDM dedicata.
• Il MUX a 8 canali combina più lunghezze d'onda in una singola fibra ottica.
• Il Booster EDFA aumenta la potenza ottica prima della trasmissione a lunga distanza.
• I segnali ottici viaggiano per circa 100 km attraverso la fibra monomodo.
• Il DCM compensa la dispersione cromatica accumulata durante la trasmissione.
• Il pre-amplificatore EDFA ripristina la potenza del segnale prima della ricezione.
• Il DEMUX separa le singole lunghezze d'onda DWDM.
• L'OTU converte le lunghezze d'onda DWDM in segnali ottici grigi standard.
• L'interruttore Ethernet 10G a distanza riceve tutti i servizi Ethernet in modo trasparente.

Questo processo garantisce prestazioni ottiche eccellenti riducendo al minimo la latenza e mantenendo l'integrità del servizio Ethernet.

Vantaggi tecnici

1Trasmissione ad alta capacità

La soluzione supporta quattro servizi Ethernet 10G indipendenti con una capacità di trasmissione totale di 40 Gbps.

I canali DWDM aggiuntivi rimangono disponibili per futuri aggiornamenti senza sostituire la piattaforma esistente.

2. Connettività a lunga distanza

Combinando amplificatori ottici EDFA e moduli di compensazione della dispersione, il sistema supporta in modo affidabile distanze di trasmissione di circa 100 km,rendendolo adatto alle reti metropolitane e regionali.

3Utilizzazione efficiente delle fibre

Invece di distribuire coppie di fibre separate per ogni servizio, più segnali 10G condividono una singola coppia di fibre attraverso la tecnologia DWDM, riducendo significativamente i costi dell'infrastruttura di fibra.

4. Operazione della rete trasparente

La piattaforma DWDM esegue solo il trasporto ottico e non modifica i frame Ethernet o i protocolli di livello superiore.

Gli interruttori esistenti continuano a funzionare esattamente come prima, semplificando la loro installazione e manutenzione.

5Espansione flessibile

Il DWDM MUX a 8 canali installato utilizza attualmente solo quattro lunghezze d'onda, lasciando canali di riserva disponibili per la futura crescita del servizio.I clienti possono aumentare la larghezza di banda senza modificare l'infrastruttura di trasporto ottico.

Applicazioni tipiche

Questa soluzione 10G DWDM è ampiamente applicabile in vari settori in cui è necessaria una connettività a lunga distanza e ad alta larghezza di banda.

Gli scenari di distribuzione tipici includono:

• Interconnessione del campus aziendale
• Interconnessione del data center (DCI)
• Reti pubbliche private
• Reti spinale delle istituzioni finanziarie
• Reti sanitarie
• Sistemi di automazione industriale
• Infrastrutture per le città intelligenti
• Reti di accesso metropolitane ISP
• Reti dei campus universitari
• Sistemi di comunicazione energetica e di servizi pubblici

In ciascuno di questi ambienti, la trasmissione DWDM trasparente consente alle organizzazioni di estendere le reti Ethernet esistenti preservando l'investimento nelle attrezzature di commutazione.

Conclusioni

Questo progetto dimostra come il sistema DWDM OM3800 10G fornisca una soluzione affidabile, scalabile ed economica per collegare due switch Ethernet 10G su 100 km di fibra ottica.

Combinando schede OTU 10G, multiplexeri DWDM a 8 canali, amplificatori ottici EDFA e moduli di compensazione della dispersione,la soluzione offre un trasporto ottico trasparente con una capacità complessiva di 40 Gbps riducendo significativamente il consumo di fibre.

Poiché gli switch Ethernet esistenti rimangono invariati, la distribuzione è rapida e semplice, riducendo al minimo le interruzioni operative e riducendo i costi di implementazione.le lunghezze d'onda DWDM riservate forniscono un percorso di migrazione chiaro per l'espansione futura della larghezza di banda, rendendo la soluzione adatta a reti aziendali in crescita, data center, ambienti di campus e infrastrutture di comunicazione metropolitane.

Per le organizzazioni che cercano una soluzione DWDM affidabile 10G, un sistema di trasmissione in fibra scalabile a 100 km o un metodo pratico per collegare due switch Ethernet 10G su lunghe distanze,la piattaforma OM3800 offre una combinazione ideale di prestazioniQuesta architettura non solo risponde alle esigenze di connettività di oggi, ma stabilisce anche una solida base per l'espansione futura delle reti ottiche.