Türöffner für Datendienste

Die Betreiber von Metronetzen haben ein Problem: Die vorhandenen Transportnetze auf Basis der Synchronen Digitalen Hierarchie eignen sich nur bedingt für datenorientierte Applikationen, etwa Breitbandzugänge für Firmen und Privatleute, Sprache über IP oder räumlich verteilte Storage Area Networks. Als Lösung bieten sich photonische Transportnetze in Verbindung mit Dense Wavelength Division Multiplexing (DWDM) an.

Von: Robert Bschorr, Bernd Reder

Die Transportinfrastruktur, die heute in Metronetzen vorherrscht, stützt sich auf die Synchrone Digitale Hierarchie. SDH bietet eine Reihe von Vorteilen, etwa ein ausgereiftes Management, die Interoperabilität der Netzknoten, eine weit gehende Standardisierung und hohe Zuverlässigkeit. Ursprünglich wurde die Technik als digitales Zeitmultiplexverfahren für die Sprachübertragung entwickelt, sie eignet sich aber auch für Datenformate. Einfach ausgedrückt, verarbeitet SDH die Signale elektrisch und nutzt anschließend für deren Übertragung einen einzigen optischen Kanal. Zu den Nachteilen zählen die starre hierarchische Multiplexstruktur und der Mangel an statistischen Funktionen, etwa der dynamischen Zuordnung von Bandbreite.

Deshalb eignen sich SDH-Netze nicht sonderlich gut für Datenapplikationen. Zwar beseitigen neue Ansätze, die unter dem Begriff "Next Generation SDH" firmieren, einige Unzulänglichkeiten. Aber auch sie können keine zusätzliche Bandbreite herbeizaubern, und der stetig wachsende Markt der Storage Area Networks (SAN) wird ebenfalls nicht bedient. Als Alternative bietet sich Dense Wave Division Multiplexing an. DWDM ist eine Analogtechnik, die mehrere Wellenlängen beziehungsweise Farben im Lichtspektrum parallel überträgt. Einer der größten Vorzüge von DWDM ist, dass sich unterschiedliche Dienste mit verschiedenen Bitraten über eine einzelne Faser transportieren lassen. Alle eingehenden Signale können unabhängig vom Protokoll verarbeitet werden, Stichwort "Protokolltransparenz".

Bei DWDM findet im Prinzip eine reine Punkt-zu-Punkt-Übertragung statt. In einem Metronetz müssen sich jedoch auch andere Strukturen aufbauen lassen. Welche Topologie physikalisch machbar ist, hängt von der Architektur der DWDM-Knoten ab. Oft schränkt diese das Verschalten von Wellenlängen ein. Das bedeutet, theoretisch ist zwar eine bestimmte Bandbreite vorhanden, doch die lässt sich in der Praxis nicht nutzen.

Um statische Metronetze dynamisch zu verschalten, sind fernsteuerbare optische Schalter notwendig, so genannte optische Cross-Connects oder photonische Switches. Sie ordnen einer Lichtfarbe am Eingang X einen beliebigen Ausgang Y zu. Für den Aufbau einer Verbindung sind Signalisierungs- und Steuerprotokolle zuständig. Um die Lichtstrahlen umzulenken, gibt es unterschiedliche Verfahren, etwa Gasblasen, Flüssigkristalle oder justierbare Spiegel. Allen Techniken ist jedoch eines gemeinsam: Sie sind teuer und ihre Zuverlässigkeit wurde noch nicht ausreichend getestet. Das erklärt auch, warum die Netzbetreiber optischen Cross-Connects reserviert gegenüber stehen. Sowohl aus wirtschaftlichen als auch technologischen Überlegungen heraus ist deshalb eine sanfte und langfristig angelegte Migration zu rein photonischen Netzen sinnvoll.