DWDM - OTN/ROADMDWDM - OTN/ROADM Be smart when you plan your Network MSc, Eng. Network Implementation Engineer 英文标题:32-35pt 颜色: R153 G0 B0 内部使用字体 : 外部使用

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DWDM - OTN/ROADM Be smart when you plan your Network

Krzysztof Bondarczuk, PhD, MSc, Eng.

Network Implementation Engineer


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Content

Ø  Introduction to DWDM and OTN technologies Ø OTN switching capability Ø OTN supported DWDM Network Ø Introduction to ROADM Ø Key ROADM elements Ø Example ROADM configurations Ø Conclusions


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DWDM – Dense Wavelength Division Multiplexing �

Ø  DWDM defines: n Transmission medium: Optical Fiber (SMF/LEAF)

n All-optical signal regeneration 1R – Reamplificaiton (EDFA/RAMAN)

n Channels multiplexing process

n Transmitted frequencies/wavelengths (ITU Grid 40λ/80 λ /160 λ)

n Optical modulation formats (NRZ, DRZ, ODB, DQPSK, PDM-BPSK, ePDM-

QPSK)


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OTN – Optical Transport Network �

Ø OTN is a technology defining mapping of numerous types of legacy protocols into a single

optical signal - OTU (Optical Transport Unit) to support long haul DWDM transmission

n Supports popular services: Ethernet, SONET/SDH, Fiber Chanel, ATM

n Fully transparent to the transmitted protocols.

n Supports transmission rates from 2.5G up to 100G ( shortly 400G)

n Enhances long-haul transmission by implementing Forward Error Correction (FEC)


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OTN Hierarchy �


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OTN Hierarchy �

Ø OTN provides separate layers between Client interfaces (Optical Data Unit layer) and DWDM

Line interfaces (Optical Transport Unit Layer). Each layer has its own overhead containing

separate set of alarms and communication bits


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OTN Supported DWDM Network �

Ø Tributary cards map client services into ODU signal

Ø Crossconnection card provides flexible switching matrix

between tributary cards and line cards

Ø Line cards convert ODU signal

onto OTU signal prior to transmission

Ø Service remains within OTU/ODU layers until its final

destination.


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OTU Frame Structure �

Ø Optical Payload Unit (OPU) Overhead– contains information about transported data type

Ø Optical Data Unit (ODU) Overhead contains client side alarms and performance monitoring bits,

provides communication bits between client side interfaces

Ø Optical Transport Unit (OTU) Overhead contains line side alarms and performance monitoring bits,

provides another set of communication bits between line interfaces

Ø and FEC section contains redundant information for errors correction at the receiver side

n 38

25

n 40

80

n 1

n 7

n 8

n 14

n 15

n 16

n 17

n 38

24

n OPU k payload

OPU

k O

H

ODUk OH

Client signal mapped in

OPUk payload OTUK FEC

OTUk OH Alignm


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OTU Frame Stape-by-Step �


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Forward Error Corretion �

Ø Forward Error Correction (FEC) is a technique of error control for data transmission, where the

sender adds systematically generated redundant data to its messages

Ø The carefully designed redundancy allows the receiver to detect and correct a limited number of

errors occurring anywhere in the message without the need to ask the sender for additional data

Ø FEC significantly improve OSNR range of the transmitted signal to maintain designated BER of

the transmitted services over long haul distances


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Forward Error Correction �


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OTN Cross-connections Capability �


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OTN Power Consumption �

60A 60A 60A 60A

Ø Total Maximum Power consumption in this configuration: 3261W (68A) Ø Hypothetical Maximum consumption 100A Ø Recommended configuration (2+2)63A on the power plant Ø Power Plants upgrades might be necessary

Ø 1Tbit/s (100x 10G) transmission Ø 200 fibers to ODF Ø 20 fibers to Mux/Dmux Ø Proper fiber management is a MUST


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OTN Fiber Management �

Ø Single cabinet is designed to support 320 (2mm)

internal fibers and 720 external cables

Ø Power cable separation from optical fibers is

strongly recommended (e.g. under floor electrical

cabling and top fiber raceways)

Ø Slack should be managed on the ODF not within

cabinet

Ø Additional side fiber management cabinets will

significantly simplify day by day operation


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OTN Fiber Management �


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OTN Summary �

Ø OTN technology allows for services grooming at the electrical level offering

enhanced network flexibility and better bandwidth utilization.

Ø OTN hierarchy allows for efficient data aggregation from access to the backbone

layer

Ø OTN naturally integrates with DWDM providing flexible scalable neworks

Ø OTN Supports long haul transmission by implementing FEC


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ROADM – Remote Optical Add/Drop Multiplexer �

Ø ROADM is a new approach for DWDM network design

allowing for remote optical channels switching between

multiple directions in order to reduce need for manual on-

site intervention for new channels provisioning.

Ø Key element of ROADM is Wavelength Selective Switch

(WSS) replacing Arrayed Waveguide Grating (AWG) used in

legacy DWDM networks


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Ø Very first WSS realizations were made based on

Microelectromechanical systems ( Vulnerable to vibration

and mechanical shock)

Ø Recently Liquid Crystal on Silicon technology has been

introduced for ROADM applications


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2D Directioned/Colored ROADM �

n WSM n  9

n RDU n  9

n D n 40

n B1

04

n D n 40

n M n 40

n M n 40

n RDU n  9

n A101

n A

n A101 n B

n D n 40

n B

104

n D n 40

n A101

n A

n A101 n B

n M n 40

n M n 40

n WSM n  9

n Direction 1/West n Direction 2/East

n I T L 04-1 n I T L 04-2

n I T L 04-1 n I T L 04-2

Ø Simplifies provisioning of pass-through waves

Ø Site visit required for local terminal equipment reconfiguration

Ø Excellent solution for remote nodes


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Multiple-D Directioned/ Colored ROADM �


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Directionless ROADM �


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ROADM Insertion losses �


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ROADM Networks testing beyond 40G �

Ø In legacy DWDM networks channel performance was analyzed based on Out of Band OSNR measurements Ø in-Band OSNR could be interpolated based on out-off-band measurement Ø This is no longer possible for new modulation formats used for 40G ad 100G transmission since the channels occupy full 50GHz window and are partially overlapped. Ø The noise floor is no longer visible and cannot be easily measured Ø Some spectrum analyzers developed in-band OSNR measurement based on assumption the signal is fully polarized and the noise is fully depolarized Ø This technique however is no applicable for formats utilizing polarization multiplexing


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ROADM Summary �

Ø ROADM supports remote DWDM network reconfiguration,

Ø Different locations can designed for the specific functonalieties

Ø 2D directioned/colored solution will will simplify pass-through channels

configurations with minimal performance penalty.

Ø Multiple-D directioned/colored solution perfectly suits remote sites

Ø wave dropping can be implemented by local drop direction channel: colored or

colorless.

Ø For big terminal nodes with multiple directions, human on-site intervention is still

most efficient approach however might be supported by directioned/colorless

solution.


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