Innowacje

Orange Polska we współpracy z Nokią biją rekord prędkości

21 lipca 2016

Orange Polska we współpracy z Nokią biją rekord prędkości

Dzisiaj wpis o technologii zacznę od newsa. Uruchomiliśmy pierwszy na świecie link optyczny dający rekordową pojemność 250 Gigabitów na sekundę w pojedynczym kanale. Czyli – pobiliśmy rekord prędkości ;-). Co więcej, nie odbyło się to w warunkach laboratoryjnych, lecz w ramach już istniejącej sieci szkieletowej ROADM na niebagatelnym odcinku 870 km. Stworzyliśmy w ten sposób superkanał o przepływności 1,5 Tb/s. Standardowy kanał, z którego korzystamy ma szerokość 100 Gb/s, a więc w ramach testu udało się nam poprawić wynik dwu i półkrotnie. Wspólnie pracowali przy tym inżynierowie z Orange i Nokii.

Bijemy rekord prędkości

A teraz przejdźmy do technikaliów. Przeprowadziliśmy test, w ramach którego stworzyliśmy w istniejącej sieci stacjonarnej „Superkanał” o przepływności 1,5 Terabitów na sekundę (Tb/s) i paśmie 300GHz. Jak pewnie pamiętacie z tekstu o sieci ROADM w światłowodzie można jednocześnie przesłać szereg sygnałów, każdy o innej częstotliwości. I to właśnie są te „kanały” o których mowa. Ów „Superkanał” składał się z 6 nośników, każdy pozwalający na przesłanie 250 Gb/s. Był on otoczony przez kolejnych 16 kanałów o standardowym transferze danych. W „Superkanale” zwiększono „efektywność widmową” pasma optycznego, czyli wedle definicji ilość bitów informacji, które można przesłać w 1Hz pasma. Przekładając to na mniej techniczny język chodzi o zagęszczenie informacji. Połączenie zostało utworzone na trasie Warszawa – Wrocław – Warszawa. W sumie dało to wspomniane 870 km. Co więcej, połączenie było utrzymane przez ponad 90 godzin. Udało się również zachować duży margines – moglibyśmy stworzyć ów „Superkanał” na większym odcinku, lub większej prędkości. Używając pełnych możliwości zainstalowanych wzmacniaczy czyli 96 kanałów, moglibyśmy stworzyć superkanał, którym można by przesłać 24 Tb/s. Odpowiadając na jeszcze jedno możliwe pytanie: nie, mieszkańcy Dolnego Śląska nie mieli przez to wolniejszego internetu ;-).
Grafika ilustracyjna: Orange Polska we współpracy z Nokią biją rekord prędkości

O testach mogą również opowiedzieć koledzy, którzy bezpośrednio nad nimi pracowali. Sądże, że warto ich posłuchać.

Jak wysłać 1,5 Tb w sekundę?

Wiadomo że pobiliśmy rekord prędkości, jednak pytanie brzmi jeszcze: „jak?”. Wykorzystaliśmy istniejącą światłowodową – jedno-modowe światłowody i standardowe wzmacniacze optyczne. Nowe były dwa kluczowe elementy – transponder i WSS obsługujący technologię Flex Grid, które zostały dostarczone przez Nokię. Trasnponder to urządzenie, które automatycznie odbiera, moduluje, wzmacnia i odpowiada na sygnał przychodzący w czasie rzeczywistym. Wspólnie z Nokią użyliśmy transpondera o rekordowej efektywności widmowej 5bitów/Hz przy 250Gb/s.Takie paramenty są możliwe dzięki zmianie typu modulacji sygnału liniowego. Zastosowaliśmy też WSS obsługujący technologię Flex Grid.

Sądzę, że obydwa te elementy są na tyle ciekawe, że należy się im dużo szerszy opis. Zaczniemy od transpondera. Pisałem już o nim w tekście o sieci ROADM, ale teraz przyszedł czas na rozwinięcie tematu – wtedy posłużyłem się uproszczeniem. Urządzenie, to najpierw odbiera „czarno-biały” sygnał na przykład typu Ethernet od innego urządzenia. Czarno-biały, ponieważ składający się właściwie z jednego koloru. Następnie przekształca go na sygnał kolorowy, czyli jeden z wspomnianych wcześniej „kanałów”. Jest on wysyłany światłowodem do innego trasnpondera i tam zamieniany ponownie na sygnał czarno biały. Co nam daje użycie kolorowych sygnałów? Jak pewnie wiecie z fizyki światło białe to mieszanka wszystkich kolorów, a każdy z kolorów oznacza falę elektromagnetyczną o określonej długości. W związku z tym, jeżeli światłowodem płynie jednocześnie jeden „czarno-biały” sygnał nie ma już w nim miejsca na żaden inny sygnał. Jednak w przypadku, gdy używamy tylko jednego koloru możemy w tym samym czasie użyć kolejnych i przesłać nimi inną informację. I właśnie w ten sposób zwielokrotnia się transfer możliwy do uzyskania z wykorzystaniem jednego światłowodu.

Teraz przejdźmy do kolejnego tematu, czyli Flex Grid. Jak już wspomniałem sygnał w światłowodzie biegnie światłem o różnych częstotliwościach, czyli kolorach. Wiecie, też już, że każdemu kolorowi jest przypisany kanał pewnej szerokości mierzonej w GHz. Dla przykładu w teście, który przeprowadziliśmy kanały miały szerokość 50 GHz. W technologii Flex Grid, w przeciwieństwie do szerzej stosowanej siatki DWDM ITU-T, ta szerokość nie jest ustalana sztywno, tylko może być wielokrotnością 12,5 GHz. Pozwala to na ciaśniejsze upakowanie kanałów, a przez to wysłanie większej ilości informacji przy pomocy jednego światłowodu i daje większą elastyczność.
a88aa925b6f64f4e8df6b6d2705f341ed8b
Sądzę, że ten test to bardzo duża rzecz. Choć na razie to tylko test, jednak zapewne za kilka lat zastosowane rozwiązania będą w powszechnym użyciu. Co to oznacza dla Was? Bardzo dużo. Transfer danych rośnie cały czas. Porównując chociażby czerwiec 2016 do czerwca 2013, zobaczymy że klienci usług ADSL w ciągu trzech lat zwiększyli swój średni miesięczny transfer danych o ponad dwukrotnie z 22,27 GB do 49,54 GB. Podobnie wyglądają dane w innych segmentach, choć oczywiście w dalszym ciągu dane wykorzystywane w ramach internetu mobilnego stanowią tylko ułamek internetu stacjonarnego. Choć dla Was kluczowa jest prędkość końcowa, czyli to co widzicie w speedtestach, to w gruncie rzeczy prędkość ta zależy od tego jak szybko dane są przesyłane w sieci szkieletowej. Bez szybkiej sieci szkieletowej nawet 100 MHz zagregowanych w jednym paśmie 4G, czy najszybszy światłowód Orange w domu, nie będzie dział poprawnie. A tutaj artykuł dla zainteresowanych siecią szkieletową.

Polecam także informację prasową (w języku angielskim), w której również znajdzicie ciekawe informacje na temat testów.

Udostępnij: Orange Polska we współpracy z Nokią biją rekord prędkości

Sieć

Sieć szkieletowa – ROADM, czyli „autostrada” w sieci szkieletowej

19 maja 2016

Sieć szkieletowa – ROADM, czyli „autostrada” w sieci szkieletowej

ROADM to element sieci szkieletowej, który zapewnia przesyłanie danych o bardzo dużych prędkościach do 1TEth. Co prawda, jeszcze w zeszłym roku, gdy pisałem o sieci szkieletowej jeden akapit poświęciłem DWDM ROADM, jednak moim zdaniem to znacznie za mało. Dlatego poprosiłem kolegów zajmujących się naszą siecią szkieletową o pomoc. DWDM ROADM porównywana jest do autostrady lub rakiety odrzutowej. Ja będę szedł tym pierwszym tropem.

Autostrada dla światłowodów

Wyobraźnie sobie autostradę, którą zamiast ciężarówek i samochodów osobowych pędzą wiązki fotonów. Jak każda autostrada musi mieć barierki i pas bezpieczeństwa – tę rolę spełnia światłowód. Tu jednak mamy pierwszą różnicę – by mieć na przykład 88 pasów wystarczy jedna para włókien światłowodowych. Pasy w naszym światłowodzie nazywają się fachowo „kanałem optycznym”. Każda autostrada ma też zjazdy i wjazdy, nie inaczej jest w przypadku ROADM, jednak tutaj nazywane są odpowiednio „portami wyjściowymi” i „portami wejściowymi”. Tu zobaczymy jednak drugą różnicę między tradycyjną autostradą, tą światłowodową. Każdy z pojazdów, czyli pakietów danych przesyłanych światłowodem jest przypisany do jednego z pasów oraz zjazdów.

W tym miejscu porzucę na chwilę porównanie do autostrady. By móc wysyłać pakiety danych zapisanych w postaci wiązek światła poprzez DWDM ROADM niezbędne jest wykorzystanie WSS Multiplekserów z selektywnym przełącznikiem długości fali (ang. Wavelength Selective Switch). W uproszczeniu do matryca luster, których ustawienie można z dużą precyzją zmieniać. Pozwalają one na przekierowanie wiązki światła poprzez dowolny kanał optyczny z portu wejściowego do dowolnego portu wyjściowego. Na każdy port wejściowy można skierować jeden lub więcej kanałów optycznych.

By być jeszcze bardziej precyzyjnym – podstawowe funkcje Wavelength Selective Switches (WSS) to:

  • Obsługiwanie (przełączanie) pomiędzy wieloma ≥ 2 portami (typowo 8, 10)
  • Wyrównywanie widma optycznego, blokowanie z ziarnistością do 1 kanału optyczneg
  • Przełączanie kanałów optycznych dowolna λ na dowolnym porcie
  • Multipleksacja / Demultipleksacja (jeden kanał optyczny na 1 porcie)

A mniej technicznym językiem? Urządzenie to ma możliwość tworzenia wiązki światła o ściśle określonym kolorze (czyli energii tworzących je fotonów), szybkie przełączanie pomiędzy szeregiem wiązek, a następnie rozbijanie takiej wiązki, jeżeli zajdzie potrzeba na jedną. Mam też dla Was oczywiście grafikę 😉 Która pokazuje, w jaki sposób dochodzi do podziału wiązek światła.

Zasada działania Wavelength Selective Switches WSS - kluczowego elementu sieci ROADMI drugą tym razem pokazującą w jaki sposób działają rozjazdy naszej „światłowodowej autostrady”.Prezentacja działania przełącznic optycznych systemu Wavelength Selective Switches WSS Pierwszą część mamy już za sobą, lecz teraz robi się trudniej – ROADM to z jednej strony nazwa całego systemu, z drugiej jednej z dwóch metod działania WSS. Nie ja to wymyśliłem 😉
 

Jak już wspomniałem ROADM, czyli Reconfigurable OADM to model działania, w którym każdy kanał może być zdalnie rekonfigurowany tak by dane podróżowały pomiędzy odpowiednimi portami wejściowymi i wyjściowymi. W tym rozwiązaniu multipleksery optyczne mają stałą długość fali (czyli kolor światła). Drugie rozwiązanie to T-OADM, czyli przestrajalny (tunable) OADM. W ich przypadków zdalna rekonfiguracja również jest możliwa, jednak każdy z portów można przestrojony na dowolny kolor. W Orange Polska stosujemy różne rodzaje węzłów, choć w różnych sytuacjach. W miastach powiatowych wykorzystujemy węzły R-OADM, w miastach wojewódzkich i ważnych lokalizacjach mamy węzły z przestrajalnymi portami, czyli T-OADM.
Niska awaryjność ma znaczenie
Co bardzo ważne każdy z węzłów można rekonfigurować zza biurka. Oznacza to, że w przypadku awarii można szybko i skutecznie przekierować transfer danych na inny kanał optyczny, tak by transfer danych przebiegał w sposób niezakłócony. Skoro już przy (potencjalnych) awariach jesteśmy… cała sieć ROADM opiera się na kilkudziesięciu węzłach, co zapewnia skalowalność usługi w zakresie opóźnień jak i rekonfiguracji łączy. Oznacza, to, że gdy zajdzie potrzeba można szybko zwiększyć lub zmniejszyć transfer danych lub puścić go innymi kanałami. Jako ciekawostkę dodam, że system działa w taki sposób, że jeżeli wprowadzamy nowy sygnał do systemu, całość automatycznie się dostraja, co oszczędza sporo czasu.I ostatnia kwestia samochody… bo czym była by autostrada bez samochodów? Można je podzielić na dwie grupy – osobowe i autobusy, a w naszym światłowodzie transponder i muxpoder. Transponder to jeden kanał optyczny dla jednej usługi, muxpoder to kanał który obsługuje więcej niż jedną usługę. Na przykład 10.Na zakończenie dodam jeszcze tylko, że na bazie tej sieci Orange może świadczyć usługi  od 1GEth do 100GEth. Tradycyjnie, jeżeli będziecie mieli pytania, wnioski i sugestie dotyczące kolejnych tematów dajcie znać. Polecam zajrzeć także do mojego subiektywnego słowniczka pojęć związanych z telekomunikacją.

Udostępnij: Sieć szkieletowa – ROADM, czyli „autostrada” w sieci szkieletowej

Dodano do koszyka.

zamknij
informacje o cookies - Na naszej stronie stosujemy pliki cookies. Korzystanie z orange.pl bez zmiany ustawień przeglądarki oznacza,
że pliki cookies będą zamieszczane w Twoim urządzeniu. dowiedz się więcej