Definition Was ist ein Routed Optical Network (RON)?

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Ein Routed Optical Network ist ein moderner Architekturansatz für ein optisches, IP-basiertes Kommunikationsnetz. Es kombiniert die optische Transportebene mit der IP-Routingebene in einer gemeinsamen Netzwerkarchitektur. Das vereinfacht die Netzwerkstruktur und ermöglicht hochperformante, flexible und effiziente Netze.

RON ist das Akronym für Routed Optical Network. Bei einem Routed Optical Network handelt es sich um ein neues Netzwerkparadigma und einen modernen Netzwerkarchitekturansatz. In einem RON sind die optische Transportebene, die Datenpaketebene und die IP-Routingebene traditioneller Multi-Layer-Netze mit ihren IP-, MPLS- und DWDM-Layern in einer einheitlichen Netzwerkarchitektur auf einer gemeinsamen Hardware-Plattform kombiniert. Dadurch reduziert sich die Anzahl der Netzwerkebenen und die Struktur des Netzwerks wird vereinfacht.

Es entstehen leistungsfähige, flexible, effiziente und hochgradig skalierbare Netzwerke, auf denen sich beliebige Services realisieren lassen. Kohärente Wellenlängen lassen sich direkt über die Router-Ports bereitstellen. Die optischen Funktionen sowie die Switching- und die Routing-Funktionen werden direkt von IP-fähigen Routern ausgeführt. Die Konvergenz des IP-Layers und der optischen Ebenen ist ein vielversprechender Ansatz für zukunftsfähige Netzwerke, die in der Lage sind, die hohen Anforderungen der modernen Datenkommunikation zu erfüllen.

Traditionelle optische Netzwerkarchitekturen und ihre typischen Probleme

Traditionelle optische Netzwerkarchitekturen bestehen aus mehreren, größtenteils autonom und unabhängig voneinander agierenden Netzwerkebenen. Die unterste Ebene bilden die optischen Layer, die für den eigentlichen Signaltransport zuständig sind. Dort kommen OTN und DWDM-Technologien zum Einsatz. Auf der Netzwerk- und Vermittlungsebene hat sich das Internetprotokoll (IP) durchgesetzt. Jede Schicht wird für sich unabhängig gemanagt und besitzt eigene Kontroll-, Steuerungs- und Redundanzfunktionen.

Aufgrund dieser quasi in Silos agierenden Netzwerkebenen und den vielen Medienbrüchen besteht keine umfassende Ende-zu-Ende-Kontrolle der Datenkommunikation. Zur Bereitstellung der Services müssen die jeweiligen technischen Abhängigkeiten und Besonderheiten der verschiedenen Ebenen beachtet werden. Der Verwaltungsaufwand für die Multi-Layer-Netzwerke ist hoch. Die Netzwerke sind komplex, unflexibel und fehleranfällig.

Mit solchen Netzwerkarchitekturen sind die ständig steigenden Anforderungen hinsichtlich der zu übertragenden Datenmengen und einzuhaltenden Latenzzeiten kaum noch zu erfüllen. An dieser Stelle setzt das RON-Konzept an. Es sorgt mit der Zusammenführung der optischen Ebenen und der IP-Schicht eines Netzwerks für ein neues Netzwerkparadigma.

Funktionsprinzip und Merkmale des Routed Optical Network

Technisch integriert ein Routed Optical Network mehrere Funktionen und Komponenten in einem Netzwerkknoten/Router. Dazu gehören integrierte Transponder mit DWDM-Optiken (Dense Wavelength Division Multiplexing) für kohärente Wellenlängen, Switching- und Routing-Funktionen, IP-Funktionalität und Software-Defined Networking.

Dadurch vereint das RON-Konzept die vormals getrennten Layer in einem einzigen Gerät mit einer gemeinsamen Control-Plane (Verwaltungsebene). Durch die Integration der DWDM-Optiken direkt in die Router und die Verbindungsmöglichkeiten über kohärente Wellenlängen direkt von den Router-Ports aus, sind die heute üblichen externen Transponder überflüssig. Die Router sind Hop-by-Hop über standardisierte, steckbare, kohärente Optiken mit hoher Übertragungskapazität verbunden. Dies führt zu einer einfachen optischen Punkt-zu-Punkt-Infrastruktur, auf der sich IP-Routing unter Berücksichtigung der optischen Ebenen durchführen lässt. Die Netzwerkinfrastruktur ist stark vereinfacht, leicht zu automatisieren und mit deutlich weniger Aufwand zu betreiben.

Anwendungsbereiche eines Routed Optical Network

Grundsätzlich eignet sich ein Routed Optical Network für Unternehmen oder Netzanbieter mit eigenen WAN- oder MAN-Netzen, die hinsichtlich Übertragungskapazität und Latenz hohe Anforderungen zu erfüllen haben. Typische Anwendungsbereiche eines Routed Optical Network sind: hochperformante Enterprise-Netzwerke, Netze von Service-Providern und Telekommunikations- oder Infrastrukturanbietern, hochleistungsfähige Rechenzentrumsverbindungen (Data Center Interconnects, DSI), Transport von Daten, Sprache und Videos über große Entfernungen, 5G- oder 6G-Mobilfunknetze und -anwendungen, Cloud- und Edge-Computing mit Verbindungen zwischen zentralen und dezentralen Rechenressourcen, Metro-Ethernet-Services und vieles mehr.

Vorteile eines RON

Ein Routed Optical Network bietet gegenüber den traditionellen optischen Multi-Layer-Netzwerken zahlreiche Vorteile. Zu diesen zählen:

• vereinfachte Netzwerkarchitektur mit weniger Netzwerkschichten

• konsistente, durchgängige Netzwerktechnologie

• höhere Übertragungskapazität

• niedrigere Latenzzeiten

• weniger aktive und passive Einzelgeräte und weniger Platzbedarf der Netzwerktechnik

• reduzierter Planungs-, Betriebs, Wartungs- und Verwaltungsaufwand

• Kosteneinsparungen in der Anschaffung und im Betrieb

• höhere Energieeffizienz

• flexibler und einfacher zu skalieren

• bessere Automatisierungsmöglichkeiten

• effizientere Nutzung der Wellenlängen

• höhere Ausfallsicherheit und Verfügbarkeit der Netzwerke dank durchgängiger Redundanzkonzepte

• Unterstützung einer Vielzahl von Anwendungen und Services

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