Ontwerp van DWDM-netwerken: lijnsystemen, ROADM’s, OTN, insteekmodules

Een DWDM-netwerk heeft lagen: gekleurd licht op glasvezel (het lijnsysteem), een digitale omhulling die clients draagt en fouten corrigeert (OTN), en de clients zelf (Ethernet, FC, SDH). Waar een transceiver wordt aangesloten — in een transponderchassis of rechtstreeks in een router als 400ZR-module — bepaalt wie elke laag beheert. Deze pagina brengt de lagen, bouwblokken en ontwerpbeslissingen in kaart, zodat een gekleurde insteekmodule in zijn context kan worden geplaatst.

Lagen

Laag	Elementen	Aandachtspunten
Client	Ethernet 10/100/400G, FC, SDH/SONET, video	grijze optiek tussen clientapparaat en transponder, of geen optiek als de client een coherente insteekmodule gebruikt
OTN (ITU-T G.709)	OTU-frames rond ODU-containers, FEC, tandemmonitoring	multiplexing, prestatiemonitoring, beveiligingsomschakeling
Optisch kanaal	transponders / muxponders of coherente insteekmodules die ITU-rastergolflengten produceren	modulatieformaat, OSNR, dispersie
Lijnsysteem / OMS	mux/demux, versterkers, ROADM’s, OSC, DCM’s	spanengineering (Versterking en OSNR)
Glasvezel / OTS	glasvezelparen, connectoren, lassen	verlies, dispersie, PMD, OTDR

Bouwblokken van het lijnsysteem

Blok	Functie	Opmerkingen
Mux/demux (AWG of TFF)	combineert/scheidt 40–96 kanalen	vast kanaalplan; ITU-raster
ROADM (herconfigureerbare OADM)	voegt elk kanaal toe/takt het af of laat het onder softwarebesturing door; degrees = aantal lijnrichtingen (2 voor een ringknooppunt, 4–8 voor een mesh-hub)	gebaseerd op WSS (golflengteselectieve switch); kleurloze/richtingloze/contentionless-varianten (CDC)
Versterkers	booster, inline, voorversterker	Versterking en OSNR
OSC — optisch bewakingskanaal	out-of-bandbeheer op 1510 of 1625 nm	draagt DCN, versterkerregeling, monitoring van spanverlies
DCM	dispersiecompensatie (direct-detectsystemen)	afwezig in volledig coherente ontwerpen
OCM / OPM	vermogensmonitor per kanaal	ingebruikname en alarmen
OLP — optische lijnbeveiliging	1+1 splitter/switch over twee glasvezelroutes	~50 ms omschakeling

Raster en capaciteit

Raster	Kanalen in C-band	Per kanaal	Totaal	Opmerkingen
Vast 100 GHz	40–48	10G / 100G	0,4–4,8 Tb/s	ouder en eenvoudig metro
Vast 50 GHz	80–96	10G / 100G / 200G	tot 19 Tb/s	gangbaar
75 GHz	~64	400G (60 GBd)	25 Tb/s	kanaalbreedte van 400ZR/ZR+
Flexgrid (slots van 12,5 GHz)	variabel	100G–800G+	30–40+ Tb/s	superkanalen; vereist flexgrid-ROADM’s
C + L-band	×2	—	60–80 Tb/s	L-bandversterkers

Coherente transponders ruilen per golflengte capaciteit in voor bereik — 400G 16QAM voor metro, 300G 8QAM regionaal, 200G QPSK voor lange afstand op dezelfde hardware — zodat het ontwerp per pad een formaat kiest (Coherent en lange afstand).

OTN in het kort

Container	Snelheid	Typische client
ODU0 / ODU1 / ODU2 / ODU2e	1,25 / 2,5 / 10,04 / 10,4 Gb/s	GbE / STM-16 / STM-64 / 10GbE
ODU3 / ODU4	40 / 104 Gb/s	40GbE / 100GbE
ODUflex	n × 1,25 Gb/s	FC, willekeurig
OTU2 / OTU4	10,7 / 112 Gb/s	lijnframes met FEC
OTUCn / FlexO	n × 100G	coherente lijn van 200G–800G

OTN voegt toe: FEC (GFEC RS(255,239) ≈ 6,2 dB winst; SD-FEC van fabrikanten ≈ 10–11 dB in coherente lijnkaarten), prestatiemonitoring per sectie en pad (BIP-8, tandem connection monitoring), multiplexing van veel clients in één golflengte (muxponders), en beveiliging (SNCP, ~50 ms). Clients zien een transparante pijp; de OTN-laag ziet elke bitfout.

Waar de insteekmodule past

Architectuur	Wie OTN / FEC termineert	Optiek	Afwegingen
Transponder- / muxponderchassis	de lijnkaart van de DWDM-fabrikant	grijze clientoptiek + geïntegreerde of CFP2-DCO coherente lijnzijde	beste bereik en monitoring; twee behuizingen, beheer van twee fabrikanten
Coherente insteekmodule in de router (400ZR / ZR+ in QSFP-DD/OSFP)	de module (CFEC/oFEC) met de router als host	één module, geen clientoptiek	minder behuizingen en Watts; bereik beperkt tot metro/regio; monitoring via CMIS VDM; het lijnsysteem moet open zijn
Alien wavelength	elke transponder op een lijnsysteem van derden	zoals hierboven	vereist een open lijnsysteem dat externe kanalen accepteert en een contract voor vermogensbeheer
Passieve DWDM met vaste/afstembare 10G SFP+	geen (alleen client-FEC)	afstembare DWDM SFP+ rechtstreeks in switches, passieve mux, mogelijk één EDFA	het goedkoopst voor 10G × 40 over ≤ 80 km; geen OTN-monitoring (Afstembare transceivers)

Beveiliging en veerkracht

Mechanisme	Laag	Omschakeltijd	Opmerkingen
OLP 1+1	optisch	~50 ms	dubbele glasvezelroute; halveert capaciteit
OTN SNCP	OTN	~50 ms	per ODU; vereist OTN-terminatie
ROADM-herstel	optisch besturingsvlak	seconden–minuten	routeert golflengten na storingen opnieuw
Clientlaag (LAG, IP FRR, FC multipath)	client	ms–s	vaak voldoende met insteekbare coherente modules

Controlelijst voor ontwerpbeslissingen

Verkeersmatrix en groei → aantal kanalen, raster, C of C+L.
Topologie: punt-naar-punt, ring, mesh → ROADM-degrees per knooppunt.
OSNR- en niet-lineair budget per pad → formaat en bereikklasse per golflengte.
Insteekbare coherente modules of transponders per locatie, en vereisten voor een open lijnsysteem.
OTN: nodig voor multiplexing onder de golflengte, harde SLA’s, tandemmonitoring? Anders kan beveiliging op de clientlaag volstaan.
Monitoring: OSC, OCM, pre-FEC BER per kanaal, alarmdrempels (Monitoring).
Referentie bij ingebruikname: vermogen per kanaal, OSNR, BER; samen met module-identiteiten opslaan.

In CodingBox

Coherente en DWDM-insteekmodules komen dit netwerk binnen als modules met een identiteit, een kanaalinstelling en VDM/DDM. CodingBox leest en codeert hun identiteit (afstembare kaarten, kanaalrasters) en toont de monitors aan de modulezijde die het lijnsysteem niet kan zien — fout in laserfrequentie, Tx/Rx-vermogen, pre-FEC BER — in DDM en Check transceiver.

Het glasvezelperspectief van deze netwerken — punt-naar-punt, ringen, meshes, gestructureerde bekabeling, planning van vezelaantallen, beveiliging en latentie: Glasvezelnetwerktopologieën.

Vindt u een onjuistheid of fout in dit materiaal? Selecteer het betreffende fragment en druk op Ctrl+Enter om .