Grundlagen moderner Netzwerktechnologien im Überblick – Teil 42

Wichtige Komponenten optischer Netze – Von der Faser zum DWDM-System

22.09.2009 | Autor / Redakteur: Dr. Franz-Joachim Kauffels / Andreas Donner

Die optische Datenübertragung im Detail; Bild: Dr. Franz-Joachim Kauffels
Die optische Datenübertragung im Detail; Bild: Dr. Franz-Joachim Kauffels

Wellenlängenmultiplex im Detail

Wellenlängenmultiplex bedeutet nun, dass für jede zu übertragene Information eine eigene Wellenlänge zur Verfügung steht. Wie bei einem einkanaligen System wird jede Information auf das Signal eines Lasers aufgeprägt. Diese modulierten Signale unterschiedlicher Wellenlängen werden dann durch einen passiven optischen Multiplexer zu einem Summensignal zusammengeführt, welches auf der Glasfaser übertragen wird. Am Ende der Glasfaser zerlegt zuerst ein passiver Wellenlängendemultiplexer das Licht-Summensignal in die Lichtsignale der einzelnen Kanäle. Diese werden dann decodiert.

Wegen der enormen Bandbreite der einzelnen Wellenlängenkanäle von bis zu 100 Gigabit/s. wird man ggf. verschiedene, vergleichsweise schmalbandige Informationsströme auf diese Kanäle wieder einzeln elektronisch multiplexen.

Optische Netze haben mit der Anwendung der WDM-Technik (Wavelength Division Multiplexing) begonnen, die auf herkömmlichen Glasfasern zusätzliche Kapazität bereitstellen kann. Heutige WDM-Systeme holen z.B. aus einer OC-3 Faser, die bspw. bisher mit 155 Mbps-ATM benutzt wurde, locker 40 Gigabit/s. heraus – ohne zusätzliche Zwischenverstärker auf Distanzen von bis zu 200 km.

Wie bei SONET bilden definierte Netzwerk-Elemente und Archtekturen die Basis des optischen Netzes. Im Gegensatz aber zu allen anderen Systemen, wo Bitraten und Frame-Strukturen als Grundbausteine angesehen werden, basiert das optische Netz auf Wellenlängen. Die Komponenten des optischen Netzes werden dadurch definiert, wie die Wellenlängen im Netz behandelt, übertragen oder implementiert werden. Sieht man das Telekommunikationsnetz im Rahmen einer schichtenorientierten Architektur, so verlangt das optische Netz die Hinzufügung einer optischen Schicht.

Optische Layer

Diese Layer sind allerdings etwas anders als im OSI-Modell. Die erste Schicht, der Services Layer, ist diejenige, wo die Dienste (bspw. Datenübertragung) das Telekommunikationsnetz „betreten“.

Die zweite Schicht, der SONET-Layer, sorgt für die Wiederaufbereitung von Signalen, Leistungsmonitoring und Übertragung. Er ist transparent für den Services Layer. Mit dem optischen Netz kommt nun eine dritte Schicht, der Optical Layer. Er wird von den Standardisierungsgremien zurzeit festgelegt, wird aber wahrscheinlich eine ähnliche Funktionalität wie der SONET-Layer haben, nur eben rein optisch.

Man stellt an das Optische Netz allerdings noch weitergehende Anforderungen: es soll auch optische Signale hoher Bitrate übertragen können, die nicht den SONET-Definitionen entsprechen, sodass der Optical Layer seinerseits wieder transparent gegenüber dem SONET-Layer sein muss. Der Optical Layer stellt individuelle Wellenlängen anstatt elektrischer SONET-Signale bereit. Hintergrund dieser Definitionen ist der unter anderem der Wunsch nach einer rein optischen Übertragung von IP-Signalen.

Im Rahmen der Implementierung eines optischen Netzes braucht man für diejenigen Wellenlängen, die an dieser Stelle Daten(verkehr) hineinbringen oder herausnehmen, entsprechende elektrooptische Umsetzer. Alle Wellenlängen, die Datenströme transportieren, die an dieser Stelle weder ankommen noch abgehen, können einfach durchgeschaltet werden und man benötigt keinerlei Konverter. Systematisch angewandt kann dies zu enormen Einsparungen im Equipment führen. Das Routen von Verkehr über Raumeinheiten und Wellenlängen spart die elektronischen Switches ein und vereinfacht die Verwaltung des Netzes.

Basis eines Optischen Netzes sind fortschrittliche optische Technologien, die die notwendigen Funktionen in rein optischer Technik realisieren. Wir werden jetzt hier die wichtigsten jeweils kurz erläutern.

weiter mit: Breitband WDM

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