100 Gbit/s: Realisierungen für Metro- und Transportsysteme

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Aufgrund des ansteigenden Internet- und Datenverkehrs, bis hin zu einer Verdopplung alle zwölf bis achtzehn Monate, planen viele Systemhersteller und Netzbetreiber den Ausbau ihrer bestehenden Metro-, Regio- und Transportnetze. Die Migration der bestehenden Infrastruktur hin zu optischen Hochgeschwindigkeitsnetzen mit Kanaldatenraten bis zu 100 Gbit/s ist, getrieben auch durch die zunehmend Ethernet basierten Dienste, heute und in der nahen Zukunft eine der wichtigsten Fragen der optischen Nachrichtentechnik. Heutige WDM Systeme arbeiten mit Kanaldatenraten von 2,5 und 10 Gbit/s. Große Netzbetreiber haben bereits mit der Implementierung von 40 Gbit/s Kanaldatenraten begonnen. Mit zunehmender Kanaldatenrate steigt der Einfluss linearer und nichtlinearer Fasereffekte auf die Signalqualität ebenfalls an, woraus eine Erhöhung des Planungsaufwandes, kürzere Systemreichweiten und höhere CAPEX- und OPEX Kosten resultieren. Aus diesem Grund wird intensiv nach kosteneffizienten Ausbaumöglichkeiten gesucht, welche den physikalischen Randbedingungen gerecht werden. Zu den relevanten Optionen, eine robuste Übertragung mit Schnittstellen von 100 Gbit/s zu realisieren, zählen die Verwendung mehrerer paralleler Fasern, Wellenlängen, Sub-Wellenlängen oder die Einführung von Multilevel Modulationsformaten. Die Verwendung unterschiedlicher Modulationsformate sowie die Reduktion der Symbolrate im Fall einer mehrstufigen Modulation führen zu einem sehr unterschiedlichen Verhalten der WDM Systeme. Die Wahl eines geeigneten Übertragungsverfahrens, angepasst an die spezifische Anwendung, hängt zudem nicht nur von den technischen Randbedingungen, sondern auch von wirtschaftlichen Betrachtungen ab, da eine Erhöhung der Sender- und Empfängerkomplexität die Systemkosten direkt beeinflusst. In diesem Beitrag werden unterschiedliche Ausbaustrategien für bestehende Metro-, Regio und Transportsysteme diskutiert. Dabei werden sowohl die technischen Anforderungen an 100 Gbit/s Netze, als auch techno-ökonomische Aspekte betrachtet.