Conectando dois switches Ethernet 10G através de fibra de 100 km usando o sistema DWDM OM3800

Introdução

À medida que as redes empresariais, centros de dados e infraestruturas do campus continuam a expandir,As organizações estão cada vez mais desafiadas a conectar locais geograficamente separados sem comprometer a largura de banda, confiabilidade ou escalabilidade.

PadrãoMódulos ópticos Ethernet 10Gsão tipicamente limitadas a distâncias de transmissão de até 10 km ou 40 km, tornando-as inadequadas para interligações de longa distância entre locais.

A tecnologia DWDM (Densed Wavelength Division Multiplexing) fornece uma solução eficiente, permitindo que vários sinais ópticos sejam transmitidos simultaneamente através de um único par de fibras ópticas.

Combinado com as tecnologias de amplificação óptica e compensação de dispersão, o DWDM estende significativamente a distância de transmissão, maximizando os recursos de fibra existentes.

Este estudo de caso introduz uma solução DWDM 10G ponto a ponto de 100 km baseada naPlataforma DWDM OM3800, demonstrando como doisComutadores Ethernet 10Gpodem ser interconectados de forma transparente através de transmissão óptica.

A solução suporta quatro serviços Ethernet 10G independentes, oferecendo uma capacidade agregada de 40 Gbps, reduzindo o consumo de fibra e proporcionando espaço para expansão futura.

Requisitos do cliente

Um cliente precisava estabelecer uma ligação de alta velocidade entre dois locais situados a cerca de 100 km de distância.

Ambos os locais já tinham implantado switches Ethernet 10G e queriam alargar a sua rede existente sem substituir a infraestrutura de comutação.

Os requisitos primários do cliente incluíam:

• Conectar dois switches Ethernet 10G em 100 km de fibra óptica
• Suporte a quatro serviços Ethernet 10G independentes
• Maximizar a utilização dos recursos de fibra existentes
• Assegurar uma transmissão de longa distância fiável e estável
• Permitir a futura expansão do serviço sem redesenhar a rede
• Manter a transmissão Ethernet transparente sem modificar o equipamento de rede existente

Para satisfazer estes requisitos, a Olycom propôs uma solução de transmissão ponto-a-ponto 40G DWDM utilizando a plataforma de transporte óptico OM3800.

Arquitetura de rede

A solução adota uma arquitetura DWDM ponto a ponto clássica entre o local A e o local B.

Em cada local, o switch Ethernet 10G existente se conecta diretamente ao cartão OM3800 10G OTU usando módulos ópticos cinzentos padrão 10G.

O cartão OTU converte os comprimentos de onda cinza do lado do cliente em comprimentos de onda DWDM antes de encaminhá-los para o módulo DWDM MUX/DEMUX de 8 canais.

O sinal óptico multiplexado é então amplificado por um amplificador EDFA Booster, transmitido sobre aproximadamente 100 km de fibra monomodo, compensado por um módulo de compensação de dispersão (DCM),e amplificado novamente por um EDFA pré-amplificador antes de chegar ao local remoto.

Finalmente, a OTU remota converte os comprimentos de onda DWDM de volta em sinais ópticos Ethernet 10G padrão e os entrega diretamente ao switch Ethernet 10G remoto.

Durante todo o processo de transmissão, os switches Ethernet operam normalmente sem exigir alterações de configuração ou conversão de protocolo.

O sistema DWDM funciona como uma camada de transporte óptico transparente entre as duas redes.

Configuração da solução

O sistema implantado consiste nos seguintes equipamentos em ambos os locais:

Esta configuração suporta quatro serviços 10G ativos, deixando quatro comprimentos de onda DWDM adicionais disponíveis para expansão futura da rede.

Como o Switch Ethernet 10G se integra com o Sistema DWDM?

Uma das maiores vantagens desta solução é a sua integração perfeita com a infra-estrutura Ethernet existente.

Em vez de substituir switches ou atualizar protocolos de rede, o cliente simplesmente conecta cada switch Ethernet 10G à plataforma OM3800 usando módulos ópticos 10G SFP+ padrão.

A plataforma DWDM desempenha várias funções de transporte óptico:

• Conversão óptica de comprimento de onda
• Multiplexagem DWDM
• Amplificação de sinal óptico
• Transmissão de fibras de longa distância
• Compensação pela dispersão
• Demultiplexagem DWDM
• Restauração óptica do comprimento de onda

Como o sistema DWDM opera inteiramente na camada óptica, permanece completamente transparente para os serviços Ethernet da camada superior.

Do ponto de vista dos interruptores Ethernet, o interruptor remoto parece estar ligado através de uma ligação óptica padrão, embora a distância de transmissão real alcance aproximadamente 100 km.

Esta arquitetura transparente permite que as organizações estendam as redes existentes sem alterar as configurações do switch, as políticas de roteamento, as configurações da VLAN ou os sistemas de gerenciamento de rede.

Processo de transmissão óptica

O fluxo de trabalho completo da transmissão é direto e altamente eficiente.

• O switch Ethernet 10G gera quatro serviços Ethernet 10G independentes.
• Os módulos ópticos cinzentos padrão transmitem os serviços para o cartão OM3800 OTU.
• A OTU converte cada comprimento de onda cinza em um comprimento de onda DWDM dedicado.
• O MUX de 8 canais combina vários comprimentos de onda numa única fibra óptica.
• O Booster EDFA aumenta a potência óptica antes da transmissão de longa distância.
• Os sinais ópticos viajam aproximadamente 100 km através de fibra de modo único.
• O DCM compensa a dispersão cromática acumulada durante a transmissão.
• O pré-amplificador EDFA restaura a intensidade do sinal antes da recepção.
• O DEMUX separa os comprimentos de onda DWDM individuais.
• A OTU converte os comprimentos de onda DWDM de volta em sinais ópticos cinzentos padrão.
• O switch Ethernet 10G remoto recebe todos os serviços Ethernet de forma transparente.

Este processo garante um excelente desempenho óptico, minimizando a latência e mantendo a integridade do serviço Ethernet.

Vantagens técnicas

1Transmissão de alta capacidade

A solução suporta quatro serviços Ethernet 10G independentes com uma capacidade de transmissão total de 40 Gbps.

Os canais DWDM adicionais permanecem disponíveis para futuras atualizações sem substituir a plataforma existente.

2Conectividade de longa distância

Ao combinar amplificadores ópticos EDFA e módulos de compensação de dispersão, o sistema suporta de forma fiável distâncias de transmissão de aproximadamente 100 km,tornando-o adequado para redes de backbone metropolitana e regional.

3Utilização eficiente da fibra

Em vez de implantar pares de fibras separados para cada serviço, vários sinais 10G compartilham um único par de fibras por meio da tecnologia DWDM, reduzindo significativamente os custos de infraestrutura de fibra.

4Operação de rede transparente

A plataforma DWDM realiza apenas transporte óptico e não altera quadros Ethernet ou protocolos de camada superior.

Os interruptores existentes continuam a funcionar exatamente como antes, simplificando a implantação e a manutenção.

5Expansão flexível

O DWDM MUX de 8 canais instalado utiliza atualmente apenas quatro comprimentos de onda, deixando canais de reserva disponíveis para o crescimento futuro do serviço.Os clientes podem aumentar a largura de banda sem alterar a infraestrutura de transporte óptico.

Aplicações típicas

Esta solução 10G DWDM é amplamente aplicável em várias indústrias onde é necessária uma conectividade de longa distância e alta largura de banda.

Os cenários de implantação típicos incluem:

• Interconexão do campus empresarial
• Interconexão de Data Center (DCI)
• Redes privadas governamentais
• Redes de backbone das instituições financeiras
• Redes de cuidados de saúde
• Sistemas de automação industrial
• Infraestruturas de cidades inteligentes
• Redes de acesso metropolitano dos ISPs
• Redes de campus universitários
• Sistemas de comunicação de energia e serviços públicos

Em cada um desses ambientes, a transmissão DWDM transparente permite que as organizações estendam as redes Ethernet existentes, preservando o investimento em equipamentos de comutação.

Conclusão

Este projeto demonstra como o OM3800 10G DWDM System fornece uma solução confiável, escalável e econômica para conectar dois switches 10G Ethernet em 100 km de fibra óptica.

Combinando placas OTU 10G, multiplexadores DWDM de 8 canais, amplificadores ópticos EDFA e módulos de compensação de dispersão,A solução proporciona um transporte óptico transparente com uma capacidade total de 40 Gbps, reduzindo significativamente o consumo de fibra.

Como os switches Ethernet existentes permanecem inalterados, a implantação é rápida e direta, minimizando as interrupções operacionais e reduzindo os custos de implementação.Os comprimentos de onda DWDM reservados fornecem um caminho de migração claro para a futura expansão da largura de banda, tornando a solução adequada para redes empresariais em crescimento, centros de dados, ambientes de campus e infraestruturas de comunicação metropolitanas.

Para organizações que procuram uma solução DWDM 10G confiável, um sistema de transmissão de fibra de 100 km escalável ou um método prático de conectar dois switches Ethernet 10G em longas distâncias,A plataforma OM3800 oferece uma combinação ideal de desempenhoEsta arquitetura não só responde às exigências de conectividade de hoje, mas também estabelece uma base sólida para a futura expansão das redes ópticas.