Применение современных технологий способствует развитию ресурсоемких сервисов в динамично растущей Всемирной паутине. Это вызывает постоянный рост требований к пропускной способности транспортной сети операторов связи. Составить представление о текущем уровне производительности можно по таким, например, данным. Согласно статистике за май 2011 года, каждую минуту на видеосервис Youtube загружается 48 часов видео (24 часа в марте 2010 года и 35 часов в ноябре 2010 года), а в день — 69 120 часов. В августе 2011 года пропускная способность европейской точки обмена трафиком (DECIX) в среднем составляла 889 Гбит/c, а в пиках достигала 3–4 Tбит/с.

Для работы с таким объемом трафика используют оптические сети передачи данных с применением плотного спектрального уплотнения каналов DWDM (Dense Wavelength-Division Multiplexing). Эта технология позволяет одновременно создавать несколько информационных каналов в одном оптическом волокне на разных несущих частотах с разносом каналов не менее 100 ГГц.

Реагируя на потребности бизнеса, ведущие производители сетевого оборудования (Cisco Systems, Huawei, Alcatel-Lucent и т. д.) предлагают свои уникальные решения. Например, компания Cisco Systems анонсировала два новых продукта ONS 15454 M2 и ONS 15454 M6, тем самым дополнив свою флагманскую линейку ONS 15454 Multiservice Transport Platform (MSTP). Новые платформы полностью совместимы с существующими линейными картами и при этом предлагают все возможности линейки MSTP при меньших габаритах и с меньшим потреблением ресурсов.


Cisco ONS 15454 M2 Multiservice Transport Platform

С помощью линейки Cisco ONS 15454, ONS 15454 M6 и ONS 15454 M2 MSTP можно создавать узлы любого типа — edge, metro, regional или core DWDM, используя унифицированные решения во всех частях сети. Кроме того, компания Cisco Systems анонсировала платы Single Module ROADM (SMR-C) Cards, которые позволяют в одном слоте реализовать следующий набор функций различных модулей: 

• Optical preamplifier
• Optical booster amplifier
• Optical service channel (OSC) filter
• 2х1 wavelength cross-connect (WXC) or a 4х1 WXC for 40-channels (100 GHz)
• Optical channel monitor (OCM)

Платы Cisco SMR-C позволяют реализовать 40-канальный узел MESHсети, способный работать с четырьмя направлениями. Для сравнения: при стандартном подходе необходимо применять модули, которые занимают 6 слотов для каждого из четырех направлений. Приведенная ниже таблица позволяет сравнить конфигурации узла с использованием новых и старых подходов.

В качестве примера можно привести совместный проект компании Cisco Systems и европейского оператора связи Edpnet, в результате реализации которого был запущен новый внешний DWDM-канал, соединяющий СанктПетербург и Стокгольм. Аналогов ему в России нет. Канал связи построен на базе транспортной платформы Cisco ONS и позволяет передавать информацию между Россией, Европой и Северной Америкой со скоростью до 6,4 Tбит/c.

Благодаря новому DWDM-каналу возросла скорость доступа к зарубежным хостинг-ресурсам для российских и европейских конечных пользователей. Теперь компания Edpnet может предоставлять каналы связи пропускной способностью 10 Гбит/c (STM-64, OC-192c, 10GigE WAN PHY, 10GigE LAN PHY) и 40 Гбит/c. Система готова и для каналов связи с пропускной способностью 100 Гбит/c. Сеть обеспечивает надежный, защищенный и быстрый обмен данными. Наличие резервных кабельных маршрутов увеличивает ее доступность до 99,99%.

Проект по развертыванию DWDM-канала связи между СанктПетербургом и Стокгольмом стартовал в декабре 2010 года и завершился в марте 2011 года. В качестве еще одного примера достижений можно упомянуть эксперимент компании Huawei, которая провела тестирование оборудования передачи данных, продемонстрировав скорость 100 Гбит/c в учебном центре в Москве. Для испытаний была развернута модельная сеть DWDM с использованием 2000 км оптического волокна (G.652) и транспондеров 100G с когерентным приемником. В ходе тестирования были показаны возможности новейшей технологии передачи и приема высокоскоростных сервисов 100G по оптическому волокну без компенсации дисперсии, позволяющие передавать оптические сигналы на большие расстояния без промежуточной регенерации. Пропускная способность DWDM-системы с использованием данных технологий достигает 8 Тбит/c.

В новаторских оптических разработках нового поколения, продемонстрированных Bell Labs на ежегодной отраслевой Европейской конференции по оптическим коммуникациям (ECOC), использованы методы модуляции более высокого уровня и когерентного распознавания, мультиплексирования с электронным разделением каналов, а также повышения спектральной эффективности. Это позволяет резко увеличить битовую скорость и дальность передачи данных. Перечисленные инновации являются критически важными шагами, направленными на развитие оптической связи в среднеи долгосрочной перспективе. Они повышают скорость передачи, что крайне необходимо для удовлетворения непрерывно растущего спроса на полосу пропускания.

Технологии оптической передачи, продемонстрированные специалистами Bell Labs, были описаны в нескольких научных работах и прошли тщательную проверку в организационном комитете ECOC. Наиболее ярким достижением из показанных на ECOC 2010 стала рекордная линейная скорость передачи данных по оптическому волокну — 606 Гбит/c на расстояние до 1600 км при наивысшей спектральной эффективности. В представленной системе использована технология оптического ортогонального разделения сигналов по частоте OFDM ( o r t h o g o n a l frequency-division multiplexing), дополненная 32-уровневой квадратурной амплитудной модуляцией 32-QAM каждой из двух поляризационных составляющих оптических поднесущих PDM (Polarization Division Multiplexing) и использованием единой схемы когерентного приема для сигнала 606 Гбит/c.

Нынешний уровень достижений в области оптических технологий обеспечивает возможность дальнейшего развития и не накладывает жестких физических ограничений. Существующие системы передачи данных по оптическим сетям способны удовлетворить современные потребности в объеме трафика. Однако открытым остается вопрос — надолго ли хватит их запаса пропускной способности.


1 - на 17-слотовом шасси
2 - суммарная пропускная способность узла при заполнении оставшихся свободных
портов транспондерными платами 10 Гбит/с 15454-OTU2-XP

Автор статьи — консультант департамента сетевых технологий компании «ЭС ЭНД ТИ УКРАИНА»