Vier kritische Anforderungen an den photonischen Layer der nächsten Generation

Die aktuelle Marktdynamik macht es Netzprovidern schwer, in einem Wettbewerbsumfeld zu bestehen, in dem einerseits die Einnahmen pro Bit sinken, andererseits die Bandbreitenanforderungen förmlich explodieren. Im Angesicht dieser geschäftlichen Herausforderungen erkennen die Netzprovider, dass sie ihre Netze weiterentwickeln und transformieren müssen, um eine stärker programmierbare Infrastruktur aufzubauen, die sich skalieren lässt und bedarfsgesteuert reagieren kann. Nur so können sie den sich laufend ändernden Erwartungen ihrer Kunden gerecht werden und die unvorhersehbaren Anforderungen an den Datenverkehr erfüllen.|||incontent|sidebar|1|||

Obwohl kohärente Optiklösungen ein wesentlicher Faktor für die Realisierung einer programmierbaren optischen Infrastruktur sind, reichen sie allein nicht aus, um die Anforderungen der Betreiber im Hinblick auf eine erfolgreiche Netztransformation zu erfüllen.

Was fehlt also noch?

Der photonische Layer bildet die Basis dieser programmierbaren Infrastruktur, bei der die neueste kohärente optische Technologie optimal genutzt wird, um maximale Skalierbarkeit bei niedrigsten Kosten pro Bit zu ermöglichen. Wenn man sich die Anforderungen von Applikationen in Metro- und Langstreckeninfrastrukturen, darunter auch globale Data Center Interconnect (DCI)-Netze, genauer anschaut, wird deutlich, dass es eine wachsende Nachfrage nach einem agilen, widerstandsfähigen und intelligenten photonischen Layer gibt. Diese optische Grundlage, die auf ROADMs (Reconfigurable Add-Drop Multiplexer) basiert, nutzt flexible, instrumentierte Photonik-Lösungen und Layer-0-Softwaresteuerung für die Skalierung des Netzes, um so bei geringstem Platzbedarf, niedrigster Leistungsaufnahme und den geringsten Kosten pro Bit maximale Kapazität zu ermöglichen.
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Lassen Sie mich die Anforderungen an den photonischen Layer der nächsten Generation über die Frage der kohärenten Optik hinaus erläutern, damit Sie besser verstehen, warum er bei der erfolgreichen Netztransformation ein so kritischer Faktor für die Betreiber ist.

1. Flexible ROADM-Infrastruktur ohne Einschränkungen
|||incontent|sidebar|3|||Die Bereitstellung eines vollständig agilen photonisches Layers beginnt mit der zugrundeliegenden ROADM-Architektur, die für das Hinzufügen, Blockieren, Durchlassen oder Umleiten von Wellenlängen an den einzelnen Standorten genutzt wird. Farblose, richtungslose und konfliktfreie (Colorless, Directionless, Contentionless) Flexible-Grid ROADMs (CDC-F ROADMs) sind ein wesentlicher Bestandteil des photonischen Layers der nächsten Generation, da sie ein Höchstmaß an Agilität und Flexibilität und somit die Möglichkeit bieten, jeden Service dynamisch an jeden Punkt des Netzes zu übertragen.

Der Hauptgrund für die Implementierung von CDC-F ROADMs sind die Vorteile, die sich durch eine vereinfachte, automatisierte Servicebereitstellung ergeben. Mit CDC-F muss man sich keine Sorgen über Einschränkungen beim Wellenlängen-Routing machen. Das heißt, dass das Wellenlängen-Routing über alle geeigneten Netzpfade aus der Ferne möglich ist. Außendiensteinsätze an abgelegenen Standorten und das Einsetzen von Karten oder Verkabelungen für das Routing von Wellenlängen in eine feste, zuvor festzulegende Richtung entfallen. Eine CDC-F-Lösung ermöglicht eine automatisierte End-to-End-Servicebereitstellung für den Umgang mit unvorhersehbaren oder zeitliche begrenzten Bandbreitenanforderungen über die gesamte Lebensdauer des Netzes.


Ist ein Flexible-Grid ROADM wirklich notwendig? Absolut. Um zukünftigen Anforderungen gerecht werden zu können, müssen optische Netze eine Mischung aus bestehenden kohärenten Interfaces und solchen mit höherer Geschwindigkeit unterstützen. Dafür ist ein rekonfigurierbarer photonischer Layer mit flexiblem Grid erforderlich. Das flexible Grid macht das Netz zukunftssicher, da es die Möglichkeit bietet, Kanäle passend zu dimensionieren, um die wirtschaftlichen Vorteile auszunutzen, die sich durch Modems der nächsten Generation mit höheren Baudraten ergeben (diese Modems benötigen ein Spektrum von über 50 GHz).
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2. Ein vollausgestattetes, intelligentes photonisches System
Als Ergänzung der Agilität und Programmierbarkeit, die durch CDC-F ROADMs und die neueste kohärente Technologie möglich werden, muss der photonische Layer der nächsten Generation Softwaresteuerung und Automatisierung nutzen, um die betriebliche Komplexität zu reduzieren und die Netzeffizienz zu verbessern. Betreiber benötigen Software-Tools, mit denen sich durch Automatisierung, Steuerung und eine verbesserte Transparenz des optischen Netzes die Komplexität senken und betriebliche Abläufe vereinfachen lassen.

Hier einige konkrete Beispiele für die wichtigsten Vorteile eines vollausgestatteten, intelligenten photonischen Layers:

a) Beschleunigte Inbetriebnahme von Wellenlängen und vereinfachte Abläufe:Möglich wird dies durch eingebettete Software, die die photonische Topologie automatisch verifiziert, eine falsche Provisionierung oder Verkabelungsfehler erkennt und dem Installateur in Echtzeit Rückmeldung gibt. Zusätzliche Fähigkeiten, wie beispielsweise die kontinuierliche Messung von Glasfaserverlusten (sowohl von aktiven als auch ungenutzten Glasfasern) und eine Transponder-Loopback-Funktion zur Gewährleistung, dass alle Transponder korrekt angeschlossen und funktionsfähig sind, sind ebenfalls wichtig.

b) Automatische Systemoptimierung und Leistungsverteilung:Für die kontinuierliche Maximierung der Systemreichweite und Leistung in Echtzeit.

c) Schnelle Problembehandlung für eine Maximierung der Serviceverfügbarkeit: Fortschrittliche, in den photonischen Layer integrierte Messfunktionen gewährleisten eine schnelle Fehlerisolierung und die Einleitung von erforderlichen Maßnahmen innerhalb des bestmöglichen Zeitrahmens. Eingebaute Funktionen für die Glasfasercharakterisierung, wie die im laufenden Betrieb nutzbare Optical Time Domain Reflectometer (OTDR)-Funktion, ermöglichen eine proaktive Überprüfung der Qualitätsminderung von Glasfasern oder fehlerhaften Reparaturen über aktive Links sowie die unmittelbare Identifizierung von möglichen Problemen, die so schnell beseitigt werden können, bevor sie die Services beeinträchtigen.

3. Höhere Serviceverfügbarkeit und Automatisierung
|||incontent|sidebar|2|||Neben der Fähigkeit zur Anpassung an sich laufend ändernde Anforderungen muss das photonische Netz außerdem jederzeit, auch bei  mehreren Ausfällen, hoch verfügbar sein, um eine herausragende Benutzererfahrung und somit eine starke Kundenbindung zu garantieren. In diesem Zusammenhang  sind die Funktionen der L0 Control Plane von entscheidender Bedeutung für die Implementierung einer ausfallsicheren, programmierbaren Netzbasis, die zu den jeweils genau passenden Kosten wechselnde Serviceanforderungen ebenso unterstützen kann wie Services mit On-Demand-Bandbreite.

Die L0 Control Plane verwendet eine Echtzeit-Topologie des photonischen Netzes, um eine automatisierte  Selbst-Inventarisierung und Echtzeit-Wellenlängenpfadberechnung zu ermöglichen, die für eine schnellere Inbetriebnahme von Wellenlängen, ein höheres Maß an Automatisierung für Effizienz bei Planung und Betrieb sowie die photonische Wiederherstellung sorgen.

Ein weiterer wichtiger Vorteil der L0 Control Plane besteht darin, dass das Re-Grooming von Wellenlängen ermöglicht wird. Dadurch können Betreiber eine proaktive Netzwartung in einem zusammenhängenden Wartungsfenster mit einer geringeren Anzahl von Kundendiensteinsätzen durchführen. Das Re-Grooming von Wellenlängen kann auch zur Umleitung von Wellenlängen auf kürzere, optimierte Pfade verwendet werden, um die Anzahl der Regenerator-Ports und die Service-Latenzzeit zu reduzieren und die Wellenlängen so umzuverteilen, dass die Lebensdauer des vorhandenen Netzes erhöht wird.

4. Systemoptimierung in Echtzeit mit Analytik und Intelligenz

Der photonische Layer der nächsten Generation wird leistungsstarke Analytik und Intelligenz für fortschrittliche Softwareapplikationen nutzen und den Betreibern so dabei helfen, das Optimum aus ihren bestehenden Netzressourcen herauszuholen. Dies kann sich in Form einer besseren Effizienz, höheren Kapazität, größeren Kanalreichweite, höheren Serviceverfügbarkeit oder stärkeren Automatisierung für schnellere Markteinführung zeigen.

Diese fortschrittlichen Softwareapplikationen abstrahieren die Komplexität im Zusammenhang mit modernen, flexiblen Technologien und geben den Betreibern die Möglichkeit, auf der Grundlage des aktuellen Netzzustands schnell und einfach intelligente Entscheidungen zu treffen. So können die Betreiber beispielsweise von Applikationen für die Echtzeit-Kapazitätsoptimierung basierend auf der verfügbaren Systemmarge profitieren. Sie können die vorhandenen Margen im Netz nutzen und nach Bedarf in Kapazität umwandeln oder die Serviceverfügbarkeit bei der Wiederherstellung im Katastrophenfall verbessern. Eine weitere Softwareapplikation, die für die Sicherung des Fortschritts notwendig ist, muss die Möglichkeit bieten, die Nutzung des Spektrums zu optimieren und das Spektrum zu defragmentieren, um die Effizienz der Netzressourcen über die Lebensdauer des Netzes zu maximieren.

Auf diesem Weg, den die Betreiber für die wichtige Weiterentwicklung ihrer Netze beschreiten müssen, spielt der photonische Layer ganz eindeutig eine führende Rolle. Indem Sie diese vier kritischen Elemente in Ihre Pläne für die Transformation Ihres Netzes integrieren, verfügen Sie über eine optimale Grundlage für die Implementierung einer stärker programmierbaren Infrastruktur, die sich skalieren lässt und bedarfsgesteuert auf immer weniger vorhersehbare Bandbreitenanforderungen reagieren kann.