Wellenlängen auf Glasfaser einrichten: DWDM-Upgrade beim DE-CIX

Kapazität und Bandbreite erhöhen

Mit Dense Wavelength Division Multiplexing (DWDM) lassen sich mehrere Übertragungskanäle parallel auf der physischen Leitung nutzen. Das macht die Technik für ein breites Anwenderspektrum interessant. Ganz großen Internetknotenbetreibern hilft die Technologie, ihre Zukunftsfähigkeit abzusichern, weshalb DE-CIX ein DWDMUpgrade durchgeführt hat. Von André Track, Axians Networks & Solutions

Cloud Computing und Streaming produzieren Unmengen an Daten, die hohe Übertragungskapazitäten und -raten verlangen. Der Mobilfunkstandard 5G wird die Situation weiter verschärfen. Netzbetreiber und Service Provider setzen daher vor allem auf Glasfaser, um das wachsende Datenvolumen zu kompensieren. Das Verlegen von Glasfasern ist zeitaufwendig und kostspielig. Deshalb rückt eine Technologie wie Dense Wavelength Division Multiplexing (DWDM) in den Fokus. Sie setzt das Prinzip der Mehrfachnutzung einer Faser um, wodurch ein wesentlich effizienteres Nutzen der vorhandenen optischen Leiter erreicht wird. Der WDM-Ansatz bildet unterschiedliche Wellenlängen für die parallele Datenübertragung, sodass mehr als 25 Terabit pro Sekunde (Tbit/s) über eine physische Leitung gehen.

Aufteilen und multiplexen von Lichtwellen für ein breites Anwenderspektrum

WDM arbeitet als rein optisches Multiplexsystem im Sinne eines Farbfilters, der nur ein bestimmtes Wellen- (also Farb-) Spektrum durchlässt. Die durch Optiken erzeugten verschiedenen Wellenlängen werden über einen Filter (Multiplexer) an der Sendestation zusammengefasst, bevor diese zur Gegenstelle in mehreren Datenkanälen unabhängig voneinander übertragen werden. Jedes optische Signal hat seine Wellenlänge. Ein Demultiplexer splittet am anderen Ende die Farben wieder auf. Mit festen DWDM-Filtern lassen sich heute bis zu 128 Wellenlängen im C-Band auf einer Glasfaser übertragen. Bei 200 Gbit/s pro Wellenlänge ergibt das eine Kapazität von 25.6 Tbit/s. Durch die Entwicklung von 600 und 800 Gbit/s pro Datenstrom kommen flexible Filter zum Einsatz, die die Kanalbreite entsprechend der Wellenlänge anpassen. Dadurch lässt sich die Kapazität der Faser noch weiter erhöhen. Über ein In-Band-Management der Übertragungskarten oder einem separaten Out-of-Band-Kanal lässt sich das System konfigurieren und überwachen. Der Vorteil der DWDM-Technik liegt vor allem in der Skalierbarkeit und adressiert somit den Bedarf von Netzbetreibern, deren Glasfaser-Ressourcen begrenzt sind. Sie können mit DWDM einfach und kostengünstig ihr Netzwerk erweitern. Außerdem ist das Einrichten von hohen Bandbreiten sinnvoll, um Daten zwischen Rechenzentren zu spiegeln, was für Hoster oder große Unternehmen interessant ist. Ihre Stärke spielt die Technologie über Hunderte bis 2.000 Kilometer Entfernung aus. Große

André Track ist Senior Consultant Carrier & Service Provider Germany bei Axians Networks & Solutions andre.track@axians.de

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Dr. Thomas King, Chief Technology Officer von DECIX, setzt bei der Auswahl der DWDM-Lösung auf die Expertise der Netzwerkspezialisten von Axians

Reichweite, mehr Kapazität und Bandbreite passen perfekt ins Anforderungsprofil von internationalen Carriern und Service Providern für IP-Transit, Layer2-Verbindungen und Remote-Peering. Sie bauen sich mit DWDM sichere und hochverfügbarer Netzverbindungen zu Internetknoten in Europa auf.

In einer anderen Dimension läuft der Datenverkehr am Internetknoten DECIX (Deutscher Commercial Internet Exchange) in Frankfurt ab. Im Dezember 2019 wurde die Marke von acht Terabit pro Sekunde geknackt. Das stellt einen neuen Weltrekord dar. Zur Einordnung: Ein Tbit/s entspricht der Übertragung von bis zu 230.000 Videos in HD-Qualität. DE-CIX startete 1995 und managt 18 Internetknoten in Europa, Indien, dem Nahen Osten und den USA. An

den einzelnen Standorten tauschen beim Peering Internet Service Provider, Netzbetreiber, Content Delivery Networks und Unternehmen kostenneutral ihren Datenverkehr aus, um die Datenpakete günstig und schnell zum Empfänger zu bringen. Allein am weltgrößten Internetknoten in Frankfurt sind über Glasfaser knapp 900 Internetdienstanbieter und Netzwerke angeschlossen. Die Netzwerklast steigt je nach Standort um 30 bis 100 Prozent pro Jahr, weshalb DE-CIX die Infrastruktur schnell und effizient ausbauen muss. Dabei gilt es, Ausfälle zu vermeiden, die den Internetverkehr in Deutschland, Nordamerika sowie in Richtung Osten bremsen würden.

DE-CIX vollzieht DWDM-Upgrade

Vorausschauend hatte DE-CIX 2017 das Anmieten weiterer Glasfasern in die Wege geleitet. Bereits seit mehreren Jahren setzt der Internet-Exchange-Betreiber DWDM-Geräte ein, die zwei 100-Gigabit-Signale in eine 200-Gigabit-Wellenlänge multiplexen. Nun sollte ein Umrüsten auf eine aktuelle DWDM-Lösung das verfügbare Farbspektrum noch effizienter ausnutzen. Für den Auswahlprozess, die Testphase, die Lieferung und die Wartung holte sich DE-CIX ICT-Experten an die Seite. „Mit Axians haben wir schon seit Jahren ein vertrauensvolles Verhältnis und stehen in regelmäßigem Austausch miteinander. Daher haben wir auch bei der Auswahl möglicher DWDM-Lösungen wieder auf die Expertise der Netzwerkspezialisten zurückgegriffen“, beschreibt Dr. Thomas King, Chief Technology Officer von DE-CIX, das Vorgehen. In den Tests setzte sich Cloud Xpress 2 von Infinera durch. Axians Deutschland lieferte 2018 bereits Cloud-Xpress-2-Systeme nach New York. 2019 folgten innerhalb von sechs Wochen weitere Geräte in Frankfurt, München, Madrid, New York und Dallas. Die DWDM-Geräte sind kompakt, stromsparend, skalierbar und lassen sich automatisiert per Zero Touch Provisioning in Betrieb nehmen. Auf die Weise sind neue Strecken schnell und ohne großen Techniker-Aufwand einsatzbereit. Per Mausklick wird zusätzliche Bandbreite aktiviert. Möglich sind bis zu zwölf 100-Gigabit-Dienste und damit 1,2 Terabit pro Sekunde je System. Durch das Zusammenschalten mehrerer Geräte lässt sich die Kapazität auf bis zu 27,6 Terabit pro Sekunde erweitern. Die installierten Systeme warten Netzwerkspezialisten von Axians, was eine Fehlerbehebung innerhalb von vier Stunden beinhaltet, egal wo auf der Welt die Cloud-Xpress-2-Box steht.

Nach dem Ausbau ist vor der nächsten Verbesserung

Mit der Infinera-Lösung sieht sich DECIX auch für künftige Herausforderungen gut aufgestellt. „Die Geräte können mit unserem Traffic-Bedarf mitwachsen und ermöglichen auf sehr einfache Weise das Zuschalten weiterer Bandbreiten“, sagt King. „Damit können wir auf die steigende Nachfrage nach mehr Bandbreite einfach und schnell reagieren – auch in der Zukunft.“ Der Betreiber der Internetknotenpunkte plant bereits die nächsten Schritte für seine DWDMInfrastruktur. Die Überlegungen drehen sich hauptsächlich darum, Übertragungen von 400-Gigabit-Diensten über Wellenlängen mit 600 oder 800 Gigabit, statt wie jetzt 200 Gigabit zu realisieren. Aber auch für kleine Netzwerkbetreiber lohnt es sich, sich mit der DWDM-Technik auseinanderzusetzen – und nicht erst, wenn der Datenverkehr ihre Glasfasernetze zu überlasten droht. n

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Die Interconnection Plattform DE-CIX Apollon am Standort Frankfurt: Cloud-Xpress-2-Systeme von Infinera ermöglichen bis zu 27.6 Terabit pro Sekunde