اتصال دو سوئیچ 10G اترنت به بیش از 100 کیلومتر فیبر با استفاده از سیستم DWDM OM3800

مقدمه

همانطور که شبکه‌های سازمانی، مراکز داده و زیرساخت‌های دانشگاه همچنان در حال گسترش هستند، سازمان‌ها به طور فزاینده‌ای برای اتصال مکان‌های جدا از هم جغرافیایی بدون به خطر انداختن پهنای باند، قابلیت اطمینان یا مقیاس‌پذیری با چالش مواجه می‌شوند.

استانداردماژول های نوری اترنت 10Gمعمولاً به فواصل انتقال تا 10 کیلومتر یا 40 کیلومتر محدود می شوند، که آنها را برای اتصال از راه دور بین سایت ها نامناسب می کند.

فناوری مولتیپلکسی تقسیم طول موج متراکم (DWDM) راه حلی کارآمد را با امکان انتقال سیگنال های نوری متعدد به طور همزمان بر روی یک جفت فیبر نوری فراهم می کند.

همراه با تقویت نوری و فن آوری های جبران پراکندگی، DWDM به طور قابل توجهی فاصله انتقال را افزایش می دهد در حالی که منابع فیبر موجود را به حداکثر می رساند.

این مطالعه موردی یک راه حل 10G DWDM نقطه به نقطه 100 کیلومتر را بر اساسپلتفرم OM3800 DWDM، نشان می دهد که چگونه دوسوئیچ های اترنت 10Gرا می توان به طور یکپارچه از طریق انتقال نوری شفاف به هم متصل کرد.

این راه‌حل از چهار سرویس اترنت 10G مستقل پشتیبانی می‌کند که ظرفیت جمعی 40 گیگابیت بر ثانیه را ارائه می‌کند و در عین حال مصرف فیبر را کاهش می‌دهد و فضایی را برای گسترش آینده فراهم می‌کند.

نیازهای مشتری

یک مشتری باید یک اتصال پر سرعت بین دو سایتی که تقریباً 100 کیلومتر از هم فاصله دارند برقرار کند.

هر دو مکان قبلاً سوئیچ های اترنت 10G را مستقر کرده بودند و می خواستند شبکه موجود خود را بدون تعویض زیرساخت سوئیچینگ گسترش دهند.

الزامات اولیه مشتری شامل موارد زیر بود:

• دو سوئیچ اترنت 10G را در طول 100 کیلومتر فیبر نوری وصل کنید
• پشتیبانی از چهار سرویس اترنت 10G مستقل
• حداکثر استفاده از منابع فیبر موجود
• از انتقال مطمئن و پایدار در مسافت های طولانی اطمینان حاصل کنید
• اجازه گسترش خدمات در آینده بدون طراحی مجدد شبکه
• انتقال اترنت شفاف را بدون تغییر تجهیزات شبکه موجود حفظ کنید

برای برآورده کردن این الزامات، Olycom یک راه حل انتقال نقطه به نقطه 40G DWDM با استفاده از پلت فرم حمل و نقل نوری OM3800 پیشنهاد کرد.

معماری شبکه

این راه حل یک معماری کلاسیک نقطه به نقطه DWDM را بین سایت A و سایت B اتخاذ می کند.

در هر سایت، سوئیچ اترنت 10G موجود مستقیماً با استفاده از ماژول های نوری خاکستری 10G استاندارد به کارت OTU 10G OM3800 متصل می شود.

کارت OTU طول موج های خاکستری سمت مشتری را قبل از ارسال به ماژول 8 کاناله DWDM MUX/DEMUX به طول موج های DWDM تبدیل می کند.

سپس سیگنال نوری مالتی پلکس شده توسط یک تقویت کننده تقویت کننده EDFA تقویت می شود، در حدود 100 کیلومتر فیبر تک حالته منتقل می شود، توسط یک ماژول جبران پراکندگی (DCM) جبران می شود، و قبل از رسیدن به سایت راه دور، مجدداً توسط یک تقویت کننده پیش تقویت کننده EDFA تقویت می شود.

در نهایت، OTU از راه دور، طول موج های DWDM را دوباره به سیگنال های نوری اترنت 10G استاندارد تبدیل می کند و آنها را مستقیماً به سوئیچ اترنت 10G از راه دور تحویل می دهد.

در طول کل فرآیند انتقال، سوئیچ های اترنت به طور معمول بدون نیاز به تغییر پیکربندی یا تبدیل پروتکل کار می کنند.

سیستم DWDM به عنوان یک لایه انتقال نوری شفاف بین دو شبکه عمل می کند.

پیکربندی راه حل

سیستم مستقر شده از تجهیزات زیر در هر دو سایت تشکیل شده است:

این پیکربندی از چهار سرویس فعال 10G پشتیبانی می کند و در عین حال چهار طول موج DWDM اضافی را برای گسترش شبکه در آینده در دسترس می گذارد.

چگونه سوئیچ اترنت 10G با سیستم DWDM یکپارچه می شود؟

یکی از بزرگترین مزایای این راه حل ادغام یکپارچه آن با زیرساخت های اترنت موجود است.

به جای تعویض سوئیچ ها یا ارتقاء پروتکل های شبکه، مشتری به سادگی هر سوئیچ اترنت 10G را با استفاده از ماژول های نوری استاندارد 10G SFP+ به پلت فرم OM3800 متصل می کند.

سپس پلت فرم DWDM چندین عملکرد انتقال نوری را انجام می دهد:

• تبدیل طول موج نوری
• مالتی پلکس DWDM
• تقویت سیگنال نوری
• انتقال فیبر از راه دور
• جبران پراکندگی
• دی مولتی پلکسینگ DWDM
• بازیابی طول موج نوری

از آنجا که سیستم DWDM به طور کامل در لایه نوری کار می کند، برای سرویس های اترنت لایه بالایی کاملاً شفاف باقی می ماند.

از منظر سوئیچ‌های اترنت، به نظر می‌رسد که سوئیچ از راه دور از طریق یک پیوند نوری استاندارد متصل می‌شود، حتی اگر فاصله انتقال واقعی به حدود 100 کیلومتر برسد.

این معماری شفاف به سازمان‌ها اجازه می‌دهد تا شبکه‌های موجود را بدون تغییر تنظیمات سوئیچ، سیاست‌های مسیریابی، تنظیمات VLAN یا سیستم‌های مدیریت شبکه گسترش دهند.

فرآیند انتقال نوری

گردش کار انتقال کامل ساده و بسیار کارآمد است.

• سوئیچ اترنت 10G چهار سرویس اترنت 10G مستقل تولید می کند.
• ماژول های نوری خاکستری استاندارد خدمات را به کارت OM3800 OTU منتقل می کنند.
• OTU هر طول موج خاکستری را به یک طول موج اختصاصی DWDM تبدیل می کند.
• MUX 8 کاناله چندین طول موج را در یک فیبر نوری ترکیب می کند.
• Booster EDFA قدرت نوری را قبل از انتقال از راه دور افزایش می دهد.
• سیگنال های نوری تقریباً 100 کیلومتر از طریق فیبر تک حالته حرکت می کنند.
• DCM پراکندگی رنگی انباشته شده در طول انتقال را جبران می کند.
• Pre-Amplifier EDFA قدرت سیگنال را قبل از دریافت بازیابی می کند.
• DEMUX طول موج های جداگانه DWDM را جدا می کند.
• OTU طول موج های DWDM را به سیگنال های نوری خاکستری استاندارد تبدیل می کند.
• سوئیچ اترنت 10G راه دور تمام خدمات اترنت را به صورت شفاف دریافت می کند.

این فرآیند عملکرد نوری عالی را تضمین می کند و در عین حال تأخیر را به حداقل می رساند و یکپارچگی سرویس اترنت را حفظ می کند.

مزیت های فنی

1. انتقال با ظرفیت بالا

این راه حل از چهار سرویس اترنت 10G مستقل با ظرفیت کل انتقال 40 گیگابیت بر ثانیه پشتیبانی می کند.

کانال‌های DWDM اضافی برای ارتقای آینده بدون جایگزینی پلتفرم موجود باقی می‌مانند.

2. اتصال از راه دور

این سیستم با ترکیب تقویت‌کننده‌های نوری EDFA و ماژول‌های جبران پراکندگی، فواصل انتقال تقریباً 100 کیلومتر را به طور قابل اعتماد پشتیبانی می‌کند و آن را برای شبکه‌های اصلی شهری و منطقه‌ای مناسب می‌کند.

3. استفاده کارآمد از فیبر

به جای استقرار جفت‌های فیبر جداگانه برای هر سرویس، چندین سیگنال 10G از طریق فناوری DWDM یک جفت فیبر واحد را به اشتراک می‌گذارند و هزینه‌های زیرساخت فیبر را به‌طور چشمگیری کاهش می‌دهند.

4. عملیات شبکه شفاف

پلت فرم DWDM فقط انتقال نوری را انجام می دهد و فریم های اترنت یا پروتکل های لایه بالاتر را تغییر نمی دهد.

سوئیچ های موجود دقیقاً مانند قبل به کار خود ادامه می دهند و استقرار و نگهداری را ساده می کنند.

5. گسترش انعطاف پذیر

DWDM MUX 8 کاناله نصب شده در حال حاضر تنها از چهار طول موج استفاده می کند و کانال های اضافی را برای رشد خدمات آینده در دسترس می گذارد. مشتریان می توانند پهنای باند را بدون تغییر زیرساخت حمل و نقل نوری افزایش دهند.

برنامه های کاربردی معمولی

این راه حل 10G DWDM به طور گسترده در صنایع مختلف که در آن اتصال طولانی و پهنای باند بالا مورد نیاز است، قابل استفاده است.

سناریوهای استقرار معمولی عبارتند از:

• ارتباط متقابل پردیس سازمانی
• اتصال به مرکز داده (DCI)
• شبکه های خصوصی دولتی
• شبکه های ستون فقرات موسسات مالی
• شبکه های بهداشت و درمان
• سیستم های اتوماسیون صنعتی
• زیرساخت شهر هوشمند
• شبکه های دسترسی شهری ISP
• شبکه های پردیس دانشگاهی
• سیستم های ارتباطی انرژی و تاسیسات

در هر یک از این محیط‌ها، انتقال شفاف DWDM سازمان‌ها را قادر می‌سازد تا شبکه‌های اترنت موجود را گسترش دهند و در عین حال سرمایه‌گذاری در تجهیزات سوئیچینگ را حفظ کنند.

نتیجه گیری

این پروژه نشان می دهد که چگونه سیستم OM3800 10G DWDM یک راه حل قابل اعتماد، مقیاس پذیر و مقرون به صرفه برای اتصال دو سوئیچ اترنت 10G در طول 100 کیلومتر فیبر نوری ارائه می دهد.

این راه حل با ترکیب کارت های 10G OTU، مالتی پلکسرهای 8 کاناله DWDM، تقویت کننده های نوری EDFA و ماژول های جبران پراکندگی، انتقال نوری شفاف را با ظرفیت مجموع 40 گیگابیت در ثانیه ارائه می دهد و در عین حال مصرف فیبر را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد.

از آنجایی که سوئیچ های اترنت موجود بدون تغییر باقی می مانند، استقرار سریع و ساده است و اختلالات عملیاتی را به حداقل می رساند و هزینه های پیاده سازی را کاهش می دهد. علاوه بر این، طول موج‌های ذخیره‌شده DWDM یک مسیر مهاجرت روشن برای گسترش پهنای باند آینده فراهم می‌کنند و راه‌حل را برای شبکه‌های سازمانی در حال رشد، مراکز داده، محیط‌های دانشگاه و زیرساخت‌های ارتباطی شهری مناسب می‌سازند.

برای سازمان هایی که به دنبال راه حل 10G DWDM قابل اعتماد، یک سیستم انتقال فیبر 100 کیلومتری مقیاس پذیر، یا یک روش عملی برای اتصال دو سوئیچ اترنت 10G در فواصل طولانی هستند، پلت فرم OM3800 ترکیبی ایده آل از عملکرد، انعطاف پذیری و حفاظت از سرمایه گذاری را ارائه می دهد. این معماری نه تنها نیازهای اتصال امروزی را برطرف می کند، بلکه پایه ای محکم برای گسترش شبکه های نوری آینده ایجاد می کند.