Evolution of DWDM optical network architecture

2. Vodafone Spain 100G Trial
Madrid - Barcelona
Ewolucja architektury optycznej sieci DWDM
Kraków 2015.09.28
Dariusz Fedorowski
Marek Pawelec

3. Agenda
• Terminologia
• Poziomy elastyczności, klasyfikacja ROADM
• Trendy na rynku optycznym
• Kluczowe technologie
• Sieć przyszłości: CDC-F

4. ROADM - wiele określeń (czasami nieprecyzyjnych) używanych w branży.
Funkcja ROADM rozumiana jako zdolność do zdalnego rekonfigurowania „czegoś”…
Brak precyzyjnego określenia przedmiotu rekonfiguracji może powodować odmienne
interpretacje pożądanej elastyczności sieci.
 ROADM jako rozróżnienie do FOADM.
Terminologia

5. • WYMAGANE dla każdego ROADM  zdalna rekonfiguracja kanałów tranzytowych
• CECHY DODATKOWE związane z:
1. Przestrajalnością (Color) terminowanych kanałów optycznych: Any-Color (colorless) vs Fixed
Color (colored)
2. Zmianą kierunków (Direction) terminowanych kanałów: Any-Dir (directionless) vs Fixed Dir
(directional)
-Istnienie współdzielonego punktu terminacji (anydirectional A/D block)
3. Nie-blokowalnością (Contentionless), możliwością terminacji wielu kanałów o tej samej
częstotliwości przez współdzielony punkt terminacji
4. Klasyfikacja ilościowa – maksymalna ilość kierunków sieciowych (Degree), w których
możliwa jest rekonfiguracja
Poziomy elastyczności, klasyfikacja ROADM

6. funkcje
WSS
• możliwość przesłania dowolnego kanału na dowolny port WSS
• DROP WSS: wydzielenie kanałów terminowanych z sygnału wielofalowego
• ADD WSS: dodanie kanałów terminowanych do sygnału wielofalowego
• oddzielny WSS dla Add i Drop
• wyrównywanie mocy kanałów optycznych
Ports used for dropped
channels (e.g. colorless)
Common Express
ports
WSS 1xN
Drop WSS
WSS Nx1
Ports used for added channels
CommonExpress
ports
Add WSS
DROP ADD
WSS
No mixed Add/Drop
inside a WSS
Express IN
Add ports
WSS 1x4
Express OUT
Wavelength-Selective Switches (WSS)

7. • Ewolucja węzłów ROADM wynikająca z ewolucji sieci
Przyrost ilości kierunków – sieci kratowe
Migracja z Fixed Colored do Directional
Directionless
Colorless Directionles
…
>100 OTs
…
x12
8x16
MCS
8x16
MCS
Fiber
Shuffle
WR20-TFM
WR20-TFMWR20-TFM
CDC-F ROADM
• Colorless directionless Contentionless
• Flexgrid
• Fully configurable
Ewolucja węzłów i sieci ROADM

8. - Euro 2012
- Wymóg FIFA realizacji jak najbardziej
niezawodnej sieci DWDM
- Decyzja o budowie ROADM
co można zrobić w 9 minut?

9. Architektura węzła colorless/directionless
T&R-OADM
 WR8-88 – węzeł 8 kierunkowy
 Architektura węzła: bloki liniowe oraz 2
bloki Add/Drop (transpondery,
muxpondery)
 Możliwość dołączenia transpondera /
muxpondera do dowolnego kierunku
liniowego
Orange Polska – implementacja ROADM
Architektura węzła colored/directed węzeł
R-OADM:
 WR2-88 – węzeł 2 kierunki
 WR8-88 – węzeł 8 kierunkowy
 Multipleksery optyczne stałe optyczne na
każdy kierunek liniowy
 Odstęp pomiędzy kanałami optycznymi 50
GHz

10. Core Orange Polska – optymalizacja kosztów???
- Migracja ILA do ROADM
- Mniejsze miasta
- Proste węzły redundantne
- Wymagane węzły „prostsze” o niższych kosztach implementacji i eksploatacji
Węzeł A Węzeł B
ILA 2
ILA 1
???

11. i-ROADM (INTEGRATED ROADM) PSS8/16
• Integrate ROADM
- 1 karta to 1 kierunek ROADM
- zintegrowany WSS oraz wzmacniacze liniowe
- rozwiązanie kompaktowe
- potencjał przełączania ROADM: 4 x 88 kanałów
optycznych
- idealne rozwiązanie na rozszerzenie warstwy
szkieletowej ROADM na warstwę dostępową
- możliwość konfiguracji z OTN
KEY VALUE
PROPOSITION
SINGLE CARD OPTICAL LINE - ROADM
• Best Density ROADM solution (up to 4x Density improvement)
• Operational efficiency, design simplicity
1x4
WSS
EDFA
1:4
Split
EDFA
Monitor
DCM
4D ROADM
OSC

12. Trendy na rynku optycznym
Source: Infonetics Research
40G 100G Deployment Strategies:
Global Service Provider Survey
Trendy:
• realizacja transmisji w warstwie optycznej
• większe zasięgi transmisji (100G na 3 000km
bez regeneracji 3R w sieciach komercyjnych)
• większa elastyczność warstwy optycznej
• Kluczowe technologie:
• Photonic ASON/GMPLS
• Transport SDN.
architektura CDC odpowiedzią na
wymagania rynku
trend

13. mixer
mixer
ADC
DSP
Local oscillator (laser)
Lokalny oscylator - laser o tej samej nominalnej częstotliwości jak transmitowany sygnał
Mixer – wydzielenie informacji o fazie i amplitudzie dla każdej z 2 polaryzacji
ADC (Analog to Digital Converter) – konwersja sygnału na cyfrowy
DSP (Digital Signal Processor) – demodulacja, algorytmy post kompensacji dyspersji CD, PMD
Incoming
optical signal
Coherent Receiver
Output
digital stream
Coherent Receiver

14. WDM DEMUX
OOK RX
(On/Off Keying)
COHERENT RX
10G
100G
The wavelength is selected
directly in the coherent RX
by tuning its local laser
Demultipleksacja sygnałów Coherent to:
• Oszczędność kosztów: brak demultipleksera  colorless
• Brak ograniczeń widma prązków  Flex Grid capable
NON COHERENT
COHERENT
POWER SPLITN lambdas
1 lambda
N lambdas
N lambdasl selectionl selection
Coherent Demultiplexing
(OT)

15. Flex Grid
• Standardowy, stały odstęp międzykanałowy (typowo 50GHz grid)
• Flex grid zwiększa wykorzystanie dostępnego pasma C DWDM
- dopasowanie odstępu międzykanałowego do transmitowanych sygnałów
- optymalna transmisja Superchannel o szerokościach widma większych niż 50GHz
400G 1T 100G 1T 400G
50GHz
200G 100G 400G
2 x 50GHz
200G
Zwiększenie ilości kanałów optycznych, bezpieczeństwo technologiczne, gwarancja wsparcia dla
przyszłych sygnałów dyżych przepływności 1Tb/s…

16. Poziom sieci
Brak dostępności ścieżki o jednolitej częstotliwości
Główna przyczyna kolizji w sieciach kratowych
Nie może być rozwiązana poprzez zmianę architektury
węzłaCONTENTION
Poziom węzła
Pomimo istnienia w sieci ścieżki o jednolitej
częstotliwości występuje kolizja użycia tej samej
częstotliwości w bloku ADD/DROP
Rozwiązaniem jest zmiana architektury węzła
(ADD/DROP)
Możliwe kolizje w warstwie fotonicznej

17. A
B
C
D
Kolizja na poziomie węzła (blok ADD/DROP ):
Węzeł D (Directionless ROADM) nie może odebrać kanału 2 z węzła B
Directionless
ROADMs
Any-Dir Drop port 1: service 1
lk
lk
A/D contention:
Any-Dir Drop port 2
CANNOT terminate
service 2 coming from B
Service 2
Service 1
Ograniczenia architektury directionless ROADM

18. Line WSS: N:1 Wavelength Selective Switch
Add/drop MCS: K:H Multicast Switch (K=inputs; H=outputs),
each color available “H” times
Add/Drop: współdzielony na wszystkie kierunki to a specific direction
Transponder: bez ograniczeń kolizji kanałów w danym bliku ADD/DROP
Directionless (Any Direction),
Colorless (Any Color) Transponders
North Line
South Line
West
Line
East Line
DEGREE 4 NODE EXAMPLE
Optimized
WDM spectral efficiency
Add/drop color contention
solved up to “H” output ports times
ROADM Colorless Directionless Contentionless

19. 400G / Flex Grid w Orange Polska potencjalne sposoby realizacji
• W istniejącej sieci Fix Grid 50GHz
• Zaleta: brak nakładów na modernizację sieci
• Wada: nieoptymalna utylizacja pasma
• W sieci z Flex Grid
• Nowe linki (np.: Dci punkt – punkt, Super Core, Transit Core)
• WSS Flex Grid – technologia dojrzała, dostępna i przystępna
• Bezpieczeństwo technologiczne sieci
• Ewentualna migracja istniejącej sieci lub jej części do Fex Grid w przypadku skokowego przyrostu
ruchu (rok ?)
• w zależności od business case
• znaczne przedłużenie życia sieci

20. Contentionless w Orange Polska
• Sieć przyszłości Orange Polska
• Tylko transmisja Coherent (demultipleksacja na odbiorniku Coherent)
• Duże przepływności
• Superchannel (1T, 2T…)
• Odpowiedź sieci na dynamiczne zmiany charakteru ruchu
• Automatyczna zmiana modulacji laserów (100G  200G 400G…)
• SDN
• Transparentność technologiczna
• Kiedy ???

21. Thank you !