Netzwerke mit 100G

100 Gbit/s – die neue Dimension der Netzwerke

100-Gbit/s-Transport-Technologie

100-Gbit/s-Protokolle und optische Modulationstechniken zu definieren, die günstig über bestehende Leitungen laufen und dabei die Designregeln langsamerer Netzwerke beibehalten, ist kein leichtes Unterfangen. Für jede höhere DWDM-Bit-Rate (Dense Wavelength Division Multiplex) war bisher eine neue Technologie für den Datentransport über eine einzelne Wellenlänge nötig. Kritisch ist vor allem die chromatische Dispersion, die im Quadrat zur Bit-Rate zunimmt. Die Dispersionsprobleme führten zur Invers-Multiplex-Lösung, bei der ein 10-Gbit/s-Signal für die Übertragung in vier 2,5-Gbit/s-Signalen aufgeteilt wurde. Die Netzbetreiber lehnten diese Lösungen jedoch ab, da sie zwar anfänglich kostengünstiger sind, aber eine geringere Spektraleffizienz aufweisen. Zudem ist dieser Ansatz im Betrieb zu komplex und dadurch nicht praktikabel.

Mit der Weiterentwicklung der Netzwerktechnologie sanken die Netzwerkkosten pro Bit bei gleichzeitiger Zunahme der Bandbreite. Folgende Entwicklungen waren entscheidend für die Verbesserung der Übertragung:

  • die Erfindung Erbium-dotierter Faser-Verstärker (EDFA), die das Signal breitbandig verstärken und lange Übertragungsstrecken mit hoher Bandbreite möglich machen;

  • der Einsatz von Forward Error Correction (FEC), die DWDM-Verbindungen mit 2,5 Gbit/s möglich macht, was die Kosten des Netzwerkes reduzierte;

  • Dispersions-kompensierende Glasfaser, Gain Equalization, verbesserte FEC und Raman-Verstärkung wurden mit 10 Gbit/s eingesetzt, um Leistungen zu erzielen, die denen eines 2,5-Gbit/s-DWDM-Systems entsprechen;

  • der Einsatz abstimmbarer Dispersions-Kompensation, Kompensation von Polarization Mode Dispersion (PMD) und neuer Modulations-Formate, mit denen 40-Gbit/s-DWDM-Systeme die gleiche Leistung erzielen können wie 10Gbit/s-Systeme.

Entwicklungsschritte: Mit jeder Stufe sinken die Kosten pro Bit (blaue Pfeile).
Entwicklungsschritte: Mit jeder Stufe sinken die Kosten pro Bit (blaue Pfeile).

Für 100-Gbit/s-Netzwerke werden Polarization Multiplexing und weiterentwickelte Modulations-Formate zum Einsatz kommen, deren Designregeln denen der 10-Gbit/s-Systeme ähneln.