Ste se kdaj spraševali, zakaj je Anže Kopitar (National Hockey League – NHL) tako dober hokejist? Zaradi moči in hitrosti? Hja, to je predpogoj, ampak tisto, kar naredi razliko, je razumevanje igre in osnovnega pravila. Ne drsaš proti mestu, kjer se pak nahaja, ampak proti mestu, na katerem se bo nahajal v naslednjih sekundah.

 

Načrtovalcem komunikacijskih omrežji na srečo ni treba imeti fizične predispozicije Anžeta Kopitarja. Je pa pomembno, če razumemo dolgoročne smernice razvoja komunikacijskih omrežij. Arhitektura omrežja naj sledi zahtevam komunikacijskih storitev v naslednjih letih z uporabo tehnologij, ki omogočajo nove, bolj učinkovite rešitve.

 

In kje smo danes z obstoječimi optičnimi transportnimi omrežji? Prehod na 100 G linijske signale v regionalnih omrežjih se je že zgodil. Sedaj je od investicijskih ciklov posameznega operaterja odvisno, ali bo naslednji linijski signal 200 Gbit/s, 400 Gbit/s ali …

 

Kaj sploh so regionalna, velemestna omrežja?

Pojem v ZDA ali večjih evropskih državah pomeni razdalje od nekaj sto do tisoč kilometrov. V Slovenskih razmerah se komunikacijska oprema namenjena regionalnim omrežjem uporablja za povezave med večjimi mesti v Sloveniji ali proti Avstriji, Italiji in Hrvaški. Sami smo imeli priložnost za slovenske operaterje postaviti DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) transportne sisteme proti Dunaju in proti Zagrebu.

 

Kaj pa velemestna omrežja? Razdalje do nekaj deset kilometrov? So v Sloveniji sploh velemesta? Morda so razdalje med mesti v Sloveniji še najbližje pojmu velemesta. Recimo med Ljubljano in Jesenicami ali med Mariborom in Mursko Soboto? Meja med velemestnimi in regionalnimi omrežji je očitno nedoločena in odvisna od trenutnih tehnoloških rešitev.

 

Večji poslovni uporabniki pri večini omrežnih operaterjev v Sloveniji še vedno najlažje najamejo povezave kapacitete 100 Mbit/s ali 1 Gbit/s. Danes že vsak povprečen prenosni računalnik vsebuje 1 G Ethernet vmesnik. Obenem vsi govorijo o postavitvi 5G (generacija) mobilnega omrežja, pri katerem bazne postaje zahtevajo povezave s kapaciteto 10 Gbit/s Ethernet ali več.

 

Nekateri alternativni omrežni operaterji so pri ponujanju TV video vsebin uporabljali(jo) distribuirane strežnike za zrcalne vsebine TV programov, saj so najete omrežne kapacitete prenosa bile nezadostne pri množičnem zanimanju za ogled bolj popularnih športnih dogodkov. S stališča zagotavljanja kvalitete storitev je pomembno zagotoviti čim večje kapacitete linijskega prenosa in se izogniti agregacijskim točkam v komunikacijskem omrežju med odjemniki storitev in hrbteničnimi centri za ponujanje storitev. S stališča prometa storitev bi bilo optimalno, če bi bilo realizirano čim več direktnih komunikacijskih linijskih povezav med mesti v Sloveniji, saj bi to zagotovilo najmanjše zakasnitve signalov v omrežju.

 

Vsaka agregacijska točka realizirana z Ethernet stikalom, usmernikom ali podobno opremo za procesiranje električnega signala zviša investicije v opremo in prostore, poveča kompleksnost omrežja in stroške obratovanja.

 

Kako na enostaven način razvozlati gordijski vozel? Linijske hitrosti v velemestnih omrežjih operaterjev naj bi bile N x 100 Gbit/s. Ali si lahko omrežni operaterji v Sloveniji ‘privoščijo’ velemestno omrežje?

 

Realizacija N x 100 Gbit/s povezav za razdalje do 80 km z minimalnimi investicijami

Uporaba klasičnih DWDM transportnih sistemov je v velemestnih omrežjih omejena zaradi visokih investicijskih stroškov. Izjemen uspeh razvoja optoelektričnih modulov (optical transceiver) je pripeljal do uporabe Ethernet stikal in usmernikov za realizacijo transportnih omrežij linijskih hitrostih 1 Gbit/s Ethernet ali 10 Gbit/s Ethernet. Optoelektrični moduli so se vgrajevali direktno v Ethernet stikala ali usmernike. Pri tem so operaterji zaradi omejitev komunikacijskih protokolov uporabljene opreme včasih opustili nekaj zahtev, ki so pred tem veljale za omrežja realizirana s transportno opremo. Recimo zaščita omrežja ob izpadu posamezne povezave v času 50 ms.

 

Nove zahteve linijskih kapacitet 100 Gbit/s in več v regionalnih omrežjih je možno realizirati samo s koherentnimi optičnimi signali, ki v odvisnosti od distance uporabljajo modulacijo signala QPSK (Quadrature Phase Shift Keying), 8QAM (Quadrature Amplitude Modulation), 16QAM… Pri koherentnih signalih takšnih kapacitet cena optoelektričnega modula predstavlja poglavitni del in je razlika potrebne investicije med uporabo ločenega transportnega sistema ali optoelektričnega modula, ki se vgrajuje v Ethernet stikala ali usmernike, zanemarljiva.

 

V takšnem primeru, ko se zazna potreba po novih rešitvah na trgu, inovativna podjetja poiščejo nove tehnologije, s katerimi je možno razviti rešitve za konkretne izzive potencialnih kupcev. V našem primeru realizacija N x 100 Gbit/s povezav za razdalje do 80 km z minimalnimi investicijami.

 

Uporaba signalov z modulacijo PAM-4 (Pulse-Amplitude Modulation 4-Level) se že nekaj časa uporablja v optoelektričnih modulih za kapacitete nad 10 Gbit/s Ethernet na krajše razdalje do nekaj kilometrov. Bilo je potrebno nekaj inovativnosti za razvoj linijskega sistema, ki omogoča prenos do 8 X 100 Gbit/s Ethernet signalov na razdalji do 80 km. Pri tem je linijski sistem sestavljen iz optičnih ojačevalnikov, optičnih multipleksorjev in demultipleksorjev, disperzijskih komponent in nekaj merilnih optičnih senzorjev ter lokalnega procesnega vezja, ki določi ustrezne nivoje optičnih signalov in kompenzacijo disperzije glede na konkretno razdaljo. Sami optoelektrični moduli QSFP28 se vgrajujejo v Ethernet stikala ali usmernike različnih proizvajalcev komunikacijske opreme Juniper, Extreme, Cisco…

 

Enostavno do večjih linijskih kapacitet

Kaj so prednosti optoelektričnih modulov, ki uporabljajo PAM-4 modulacijo v primerjavi z optoelektričnimi moduli s koherentnim signalom? Manjša velikost modulov, manjša poraba električne energije in tisto kar predvsem zanima omrežne operaterje – bistveno nižja cena.

 

Na sliki so prikazani različni standardizirani optoelektrični moduli za prenos 100 Gbit/s signalov. Optoelektrične module s PAM-4 modulacijo je možno dobit tudi v standardnem ohišju QSFP28.

 

Če razpolagate s sodobnimi komunikacijskimi Ethernet stikali ali usmerniki, ki vsebujejo QSFP28 vmesnike za WAN (Wide Area Network) omrežja je do večjih linijskih kapacitet enostaven korak. Postavitev linijskega sistema Ciena PAM-4 in uporaba ustreznih QSFP28 optoelektričnih modulov.

 

Montaža linijskega sistema Ciena PAM-4 za 8 X 100 Gbit/s signalov z modulacijo PAM-4

Sodobna Ethernet transportna platforma

Kaj pa, če so Ethernet stikala v vašem omrežju že več let in ne omogočajo nadgraditev? Ste pripravljeni narediti še en korak naprej?

 

Morda ste prišli do ugotovitve, da je prednost pred konkurenco možno pridobiti samo s sodobnimi arhitekturami omrežja, ki v polni meri uporabijo funkcionalnosti sodobne komunikacijske opreme? V tem primeru bi sodobna Ethernet transportna platforma Ciena 5170, s katero je možno realizirati komunikacijske storitve na L2 in L3 OSI sloju v skladu s priporočili MEF (Metro Ethernet Forum) lahko bila prava rešitev za vas.

 

Zahvaljujoč sodobnim komunikacijskim protokolom IP- MPLS in Segment Routing se lahko realizirajo arhitekture omrežja z enakimi ali boljšimi lastnostmi, kot pri uporabi klasičnih DWDM transportnih sistemih vključno z zaščito pri izpadu posameznih segmentov v času krajšem kot 50 ms. Segment Routing lahko zagotavlja kompletno kontrolo nad potmi storitev v omrežju z enostavnimi omrežnimi instrukcijami. Pri tem ni potrebe po dodatnih kontrolnih protokolih. Opustitev določenih odvečnih protokolov poenostavi delovanje omrežja.

 

Transportna platforma Ciena 5170 za L2 in L3 storitve (vmesniki 4 x 100 G Ethernet & 40 X 10/1 G Ethernet)

Pri sodobnih omrežjih operaterjev lastnosti opreme igrajo enako vlogo kot moč in hitrost Anžeta Kopitarja pri njegovih dosežkih na hokejskem ledu. So predpogoj za uspeh. Biti med najboljšimi je možno samo z razumevanjem delovanja omrežja in poteka komunikacijskih storitev v omrežju. Za takšen pregled je potrebno imeti nadzorni, krmilni sistem, ki omogoča realizacijo Segment Routing kontrolnega centra in avtomatizira ponujanje storitev v omrežju. Ciena MCP (Manage, Control and Plan) je takšen nadzorni sistem.

 

 

Če vam se zdi, da je prišel trenutek za pogovor na temo planiranja sodobnih optičnih velemestnih ali regionalnih omrežij v skladu s sodobnimi standardi (s tehnološkimi rešitvami Ciena), me lahko kontaktirate in dogovorili se bomo za srečanje.