Coarse Wavelength Division Multiplexing für Unternehmensnetzwerke

Mit dem CWDM-Verfahren (Coarse Wave Division Multiplexing) wird die Leistung vorhandener LWL-Infrastrukturen optimiert. Dazu werden Signale unterschiedlicher Wellenlänge über dasselbe faseroptische Kabel übertragen. Die im CWDM-Verfahren verwendeten Wellenlängen sind von der Internationalen Fernmeldeunion (ITU) festgelegt worden. In der ITU-Empfehlung G.694.2 sind 18 Wellenlängen von 1270 nm bis 1610 nm mit einem Kanalabstand von jeweils 20 nm aufgeführt. Die CWDM-Technologie unterstützt mehrere Netzwerktopologien und Datenraten über einen LWL-Doppelstrang und erhöht auf diese Weise die Bandbreite exponentiell. Auf diese Weise können neue Kunden aufgenommen werden, ohne dass eine Verlegung zusätzlicher LWL-Kabel zwischen den Standorten erforderlich ist.

So wie man bei einer einzelnen Faser mit den Wellenlängen 1310/1550 nm (bidirektional) die LWL-Kapazität verdoppelt, wird die Kapazität des LWL-Netzwerks beim CWDM mit mehreren Wellenlängen vervielfacht. Auch die Bandbreite vervielfacht sich, da alle Wellenlängen unabhängig voneinander Daten transportieren können. Netzwerkdesigner sind somit in der Lage, die Geschwindigkeiten (100 MBit/s bis 1 GBit/s) zu mischen und jeweils auf verschiedene Kunden oder Abteilungen anzupassen.

Die CWDM-Technologie schafft sofort Flexibilität durch die Erweiterung der Kapazitäten vorhandener LWL-Infrastrukturen. Das Verlegen neuer LWL-Kabel an voll ausgelasteten Standorten ist nicht mehr erforderlich. Um die Netzwerkgeräte für den Einsatz der CWDM-Technologie mit zahlreichen Wellenlängen zu standardisieren, bieten SFP-Transceiver (engl. Small Form Pluggable) eine flexible und kostengünstige Lösung. Durch die Kombination aus iConverter-NIDs und SFPs entsteht eine skalierbare Netzwerkinfrastruktur, in der mit den steigenden Netzwerkanforderungen nach Bedarf Bandbreite hinzugefügt werden kann.

Die iConverter-NIDs von Omnitron verfügen über integrierte Managementfunktionen und unterstützen SNMP-Management und IP-Less Management gemäß IEEE 802.3ah sowie Leistungsüberwachung. iConverter-NIDs sind mit SFP-Transceivern, VLAN-Technologie, Bandbreitensteuerung und QoS für Voice/Data/Video-over-Ethernet ausgerüstet.

iConverter CWDM-Punkt-zu-Punkt-Topologie

Enterprise CWDM

Die Abbildung zeigt eine Punkt-zu-Punkt-Anwendung mit CWDM-LWL-Link in einem Unternehmensnetzwerk. iConverter-Medienkonverter und -NIDs versorgen mehrere Anwender und Abteilungen mit "managed" LWL-Anschlussmöglichkeiten.

Am Netzwerkkern:

Das Netzwerk (Wolke) des Dienstanbieters auf der linken Seite ist mit einem vorhandenen UTP-Core-Switch verbunden. Das Kupfer-UTP vom Ethernet-Switch des Netzwerkkerns wird über ein 19-Modul-Gestell mit iConverter-Medienkonvertern, die von einem iConverter Network Management Module (NMM2) out-of-band verwaltet werden, auf eine LWL-Doppelfaser umgesetzt. Die Netzwerkmanagementstation ist über einen physikalisch sicheren Netzwerk-Link mit dem NMM2 verbunden. Die iConverter-Anlage im gesamten Netzwerk wird über die Managementsoftware NetOutlook von Omnitron verwaltet. Diese Software ermöglicht die Fehlerbehebung, Fernkonfiguration und Leistungsüberwachung der LWL-Verbindungen.

Die iConverter-Medienkonvertermodule im Netzwerkkern verfügen über Small Form Pluggable-Transceiver (SFPs). Jedes Modul sendet eine bestimmte Wellenlänge aus, die für einen bestimmten Anwender bzw. eine bestimmte Abteilung reserviert ist. Die doppelten Doppelfaser-Leitungen von den Medienkonvertermodulen sind mit dem optischen Add-Drop-Multiplexer (OADM) eines Drittanbieters verbunden. Der OADM fügt die optischen Kanäle mit der entsprechenden Wellenlänge für die CWDM-Punkt-zu-Punkt-Verbindung (Doppelfaserleitung) hinzu bzw. entfernt diese.

Am Netzwerkrand:

Am entfernten Ende des CWDM-Links filtert ein weiterer OADM die einzelnen Wellenlängen heraus und zweigt die LWL-Zugangsverbindungen für verschiedene Kunden ab. Die einzelnen Wellenlängen sind individuell verwaltete Netzwerkverbindungen mit unterschiedlichen Bandbreiten (100 MBit oder 1 GBit).

Am Netzwerkrand, Gebäude A und B:

Der 100 MBit/s-Doppelfaser-Link mit λ1 1550 nm ist mit einem selbstverwalteten iConverter 10/100M2-Modul mit integriertem SNMP-/IP-Less-Management verbunden, das in einem iConverter 2-Modul-Chassis eingebaut ist. Die Daten werden über die Ethernet-Backplane des Chassis zum iConverter 4Tx VT 4-Port-Kompakt-Switchmodul geleitet, an dem sich 10/100-Kupfer-Ports für mehrere Workstations bzw. Abteilungs-Switches befinden.

Der 100 MBit/s-Doppelfaser-Link mit λ 2 1590 nm ist mit einem Standalone-iConverter 10/100M2-NID mit SFP-Transceiver verbunden, der für einen Abteilungs-Switch "managed" LWL-auf-Kupfer-Anschlussmöglichkeiten bereitstellt.

In Gebäude B ist der Gigabit-LWL-Link mit λ 3 1610 nm an einem Standalone-iConverter GX/TM2 NID mit SFP-Transceiver angeschlossen, der "managed" LWL-Anschlussmöglichkeiten zu einem Gigabit-Kupfer-Abteilungs-Switch bereitstellt.

Zusammenfassung

iConverter-Medienkonverter und -NIDs bilden ein flexibles Punkt-zu-Punkt-CDWM-System mit umfassenden Management- und Fehlererkennungsfunktionen für optische Links. Bei Bedarf an zusätzlicher Bandbreite zwischen den Endpunkten können neue CWDM-Wellenlängen hinzugefügt werden. Die NIDs mit den SFPs werden für die speziellen Wellenlängen und Bandbreiten verwendet, die am Standort benötigt werden.

iConverter - CWDM-Ringtopologie

Enterprise CWDM Ring

Die Abbildung zeigt eine Mehrpunkt-zu-Mehrpunkt-Anwendung mit CWDM-Ring in einem Unternehmensnetzwerk. iConverter-Medienkonverter und -NIDs versorgen mehrere Anwender und Abteilungen mit "managed" LWL-Anschlussmöglichkeiten.

Im Netzwerkkern:

Wie bei der Punkt-zu-Punkt-Anwendung oben ist das Netzwerk (Wolke) des Dienstanbieters auf der linken Seite mit einem vorhandenen UTP-Core-Switch verbunden. Das Kupfer-UTP vom Ethernet-Switch des Netzwerkkerns wird über ein 19-Modul-Gestell mit iConverter-Medienkonvertern, die von einem iConverter Network Management Module (NMM2) out-of-band verwaltet werden, auf eine LWL-Doppelfaser umgesetzt. Eine Netzwerkmanagementstation ist über einen physisch sicheren Netzwerk-Link mit dem NMM2 verbunden. Die iConverter-Anlage im gesamten Netzwerk wird über die Managementsoftware NetOutlook von Omnitron verwaltet. Diese Software ermöglicht die Fehlerbehebung, Fernkonfiguration und Leistungsüberwachung der LWL-Verbindungen.

Die iConverter-Medienkonvertermodule im Netzwerkkern verfügen über Small Form Pluggable-Transceiver (SFPs). Jedes Modul sendet eine definierte Wellenlänge aus, die für einen bestimmten Anwender bzw. eine bestimmte Abteilung reserviert ist. Die Doppelfaserleitungen von den Medienkonvertermodulen sind mit einem optischen Add-Drop-Multiplexer (OADM) verbunden. Der OADM fügt die optischen Kanäle mit der entsprechenden Wellenlänge für den CWDM-Doppelfaserring hinzu bzw. entfernt diese.

Am Netzwerkrand, Gebäude A bis C:

Bei Gebäude A unten links filtert der OADM die Wellenlänge λ 1 1550 nm aus dem CWDM-Ring heraus und zweigt einen 100 MBit/s-Doppelfaser-Link ab. Der λ 1-Link ist mit einem selbstverwalteten Standalone-iConverter 10/100M2-NID mit SFP-Transceiver verbunden. Dieser stellt für den Abteilungs-Switch "managed" Konnektivität für die Umsetzung von LWL-auf-Kupfer bereit.

Bei Gebäude B filtert der OADM die Wellenlänge λ 2 1570 nm aus dem CWDM-Ring heraus und zweigt einen 100 MBit/s-Doppelfaser-Link ab, der mit einem selbstverwalteten iConverter 10/100M2-Modul verbunden ist. Dieses ist in einem iConverter 2-Modul-Chassis eingebaut. Die Daten werden über die Ethernet-Backplane des Chassis zum iConverter 4Tx VT 4-Port-Kompakt-Switchmodul geleitet, an dem sich 10/100-Kupfer-Ports für mehrere Abteilungen befinden. Diese Konfiguration dient als LWL-auf-Kupfer-Switch, der Konnektivität für Workstations bzw. weitere Abteilungs-Switches bereitstellt.

Bei Gebäude C filtert der OADM die Gigabit-LWL-Links mit λ 3 1590 nm und λ 4 1610 nm heraus und zweigt diese ab. Die Links sind jeweils mit einem Standalone-iConverter GX/TM2-NID verbunden. Die NIDs versorgen die Gigabit-Switches der Abteilungen mit "managed" Konnektivität.

Zusammenfassung

Bei dieser Anwendung werden im Netzwerkkern selbstverwaltete iConverter Medienkonverter und in den Gebäuden am Netzwerkrand iConverter NIDs mit SFP-Transceivern verwendet. Sie bilden ein Carrier-Class-CWDM-Ringsystem mit umfassenden Verwaltungs- und Fehlerbehebungsfunktionen für die optischen Links. Für die speziellen Wellenlängen und Bandbreiten, die für die einzelnen Standorte erforderlich sind, werden SFPs eingesetzt. Um dem CWDM-Ring einen neuen Link hinzuzufügen, wird einfach eine neue Wellenlänge eingefügt. Ein neuer OADM Point-of-Presence, der die jeweilige Wellenlänge für den neuen Standort herausfiltert, kann durch Spleißen am CWDM-LWL-Ring angebracht werden. Für die speziellen Wellenlängen und Bandbreiten, die für die einzelnen Kundenstandorte erforderlich sind, werden SFP-Transceiver verwendet. Wenn zwischen den Endpunkten mehr Bandbreite benötigt wird, können mithilfe von SFPs weitere CWDM-Wellenlängen hinzugefügt und implementiert werden. Mit dieser Methode können Sie die Netzwerkgeräte standardisieren. Nur die SFPs müssen entsprechend der ausgewählten Wellenlänge hinzugefügt werden. Dadurch lassen sich die Gesamtkosten für die Anlage erheblich reduzieren.

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