800G ist da und verschiebt die Leistungsgrenzen Ihres Netzes

800G: Das Warten hat ein Ende und die Begeisterung ist berechtigt. Endlich muss nicht länger spekuliert werden, welche Geschwindigkeiten und Leistungsmerkmale die kohärente optische Lösung WaveLogic 5 Extreme von Ciena bereitstellen kann, denn während Sie diesen Text lesen, stellt die Lösung ihre Leistungsfähigkeit bereits live unter Beweis.

Aber WaveLogic 5 Extreme bietet so viel mehr als nur 800G. Neben einem Single-Carrier-Durchsatz mit 800 Gbit/s für kurze Distanzen können die Anwender ihre gesamte optische Infrastruktur skalieren und pro Wellenlänge über alle Netzwerkpfade hinweg Rekordkapazität erreichen:   600 Gbit/s über Verbindungen von 1.000 km Länge, 400 Gbit/s über Ultralangstrecken und 200 Gbit/s über kompensierte Kabel für transpazifische Verbindungen.  Aber was bedeuten diese sprunghaften Leistungsverbesserungen letztendlich für unsere Kunden?  Eine Reduzierung der zu implementierenden und zu verwaltenden Hardware, eine Senkung des Energieverbrauchs und niedrigere Kosten pro Bit. 

Die Entwicklung von WaveLogic 5 Extreme hat mehrere Jahre in Anspruch genommen, doch jetzt ist die branchenweit erste 800G-Lösung in Form von drei unterschiedlichen Produktimplementierungen auf dem Markt erhältlich, um den von den Kunden jeweils bevorzugten Architekturen gerecht zu werden: als 6500 Packet-Optical Platform, als Waveserver 5 Compact Interconnect Platform und als WaveLogic 5 Extreme 800G-Transceiver-Modul.

Ein Blick auf die Entstehungsgeschichte von WaveLogic 5 Extreme

Beim Blick hinter die Kulissen wird deutlich, dass der Beginn der Entwicklung mit anfänglich sehr ehrgeizigen Zielsetzungen, gefolgt von mathematischen Berechnungen, Propagationsanalysen und der Entwicklung des DSP-Algorithmus bereits einige Jahre zurückliegt. Im Laufe der Zeit wurde eine ganze Reihe von Test-Chips für die anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) und die elektrooptischen Hochgeschwindigkeitskomponenten eingesetzt, um die theoretischen Berechnungen zu verifizieren. Dies führte schließlich zur Integration und Verifizierung der Produktionskomponenten und des gesamten Produkts.    

Der WaveLogic 5 Extreme-Chip ist eine winzige, aber äußerst leistungsstarke Komponente im Format 12 mm x 16 mm. Hier einige seiner herausragenden Merkmale:

• Er ist das branchenweit erste kommerzielle 7 nm CMOS-Gerät für optische Netze.
• Basierend auf der 7 nm FinFET-Technologie enthält der Chip Schaltungen von 3 km Länge und führt 800 Billionen Operationen pro Sekunde durch, was der Leistung von 400.000 Laptops entspricht!
• Zu den in der ASIC integrierten Funktionen gehören nichtlineares Probabilistic Constellation Shaping, durchsatzoptimierte Forward Error Correction, Frequency Division Multiplexing und Verschlüsselung.

Ein Blick auf das Innere sowie auf den Output des WaveLogic 5 Extreme-Chips

Wenn beim Design oder der Herstellung dieser äußerst komplexen Komponente auch nur EIN Fehler auftritt, war sozusagen alles umsonst. Dann müssen die Entwickler zurück ans Reißbrett und eine weitere ASIC entwerfen und produzieren - ein Prozess, der gut und gerne mehrere Monate in Anspruch nehmen kann. Man empfindet daher große Dankbarkeit und Erleichterung, wenn das Endprodukt die Erwartungen sogar übertrifft, und dies nicht nur im Labor, sondern live in den Kundennetzen. Die Zusammenarbeit mit einem auf kohärente Modems spezialisierten Entwicklungsteam, das auf eine lange Erfolgsgeschichte zurückblicken kann und dem der Ruf vorauseilt, Aufgaben bereits im ersten Anlauf erfolgreich umzusetzen, erfüllt einen mit Demut, besonders bei dieser komplexen Technologie.

Welche Netze können von 800G profitieren?

800 Milliarden Bits pro Sekunde stellen eine sehr hohe Kapazität dar, die für die Übertragung von 22 HD-Filmen von jeweils 90 Minuten Länge oder der neuesten Ausgabe von Call of Duty in nur einer Sekunde ausreicht. Welche Netze benötigen eine derartig hohe Kapazität? Wie man anhand der neuesten, weltweit einmaligen Errungenschaften sehen kann, lautet die Antwort ...viele! Die unten aufgeführten Meldungen unterstreichen die enormen Vorteile, die WaveLogic 5 Extreme für eine Vielzahl unterschiedlicher Netzwerkanwendungen mit sich bringt. Schauen wir uns das einmal genauer an.

MSO-Netze

Mithilfe von WaveLogic 5 Extreme und Flexible-Grid-Technologien konnte Comcast kürzlich weltweit erstmalig eine Langstreckenverbindung mit 600 Gbit/s auf einer einzigen Wellenlänge in Betrieb nehmen, über die neben vielen anderen Kanälen des Anbieters gewerblicher Datenverkehr über eine Distanz von mehr als 800 km zwischen Newark, New Jersey, und Pittsburgh, Pennsylvania, übertragen wurde. Dieser für die Branche bedeutende Meilenstein unterstreicht das Streben von Comcast nach höchster Kapazität und Übertragungsgeschwindigkeit, um die bestmögliche Benutzererfahrung zu gewährleisten.

Mit WaveLogic 5 Extreme ist Comcast außerdem bereit für 400GbE-Verbindungen der nächsten Generation, da WaveLogic 5 Extreme ohne Regeneration universelle 400GbE-Übertragung über jeden beliebigen Standort des Comcast National Backbone-Netzes ermöglicht. Um die volle Kapazität der Technologie zu testen, hat Comcast das 600G-Signal über eine Schleife zurückgeführt und die erfolgreiche Funktion über eine Distanz von 1.600 Kilometern verifiziert. Dies entspricht mehr als dem Zehnfachen der Entfernung, die derzeit mit neu aufkommenden 600G-Technologien erreicht werden kann.

Netze für Forschung und Entwicklung

Internet2 und Ciena nutzen WaveLogic 5 Extreme für die Bereitstellung einer Single-Carrier-400G-Wellenlänge über eine branchenweit einmalige Distanz von 2.100 km zwischen Chicago und Denver. Dies ist das Vierfache der bisher über eine derartige Entfernung möglichen Kapazität, wobei der gesamte Prozess für den vierfachen Durchsatz nur ein einziges Optoelektronik-Set benötigt.  Somit kann das Core-Netz von Internet2 aufgrund der hohen Kapazität massive Datenströme handhaben, wie sie von Forschern im Bereich rechengestützter Wissenschaften im großen Maßstab, beispielsweise in der Astronomie, wie auch im kleine Maßstab im Bereich der subatomaren Teilchenphysik erzeugt werden. Dies ermöglicht eine erweiterte Bereitstellung unterschiedlichster Services für regionale Bildungsnetzwerke und die verbundenen Bildungseinrichtungen.  Neben den Vorteilen der Hochgeschwindigkeitskonnektivität ermöglicht die neue Technologie außerdem eine Reduzierung des Platzbedarfs und des Energieverbrauchs der aktuellen optischen Add/Drop-Standorte von Internet2 um bis zu zwei Drittel.

Submarine Netze

Southern Cross hat zwei seiner Rechenzentren an der US-amerikanischen Westküste mithilfe von WaveLogic 5 Extreme über den weltweit ersten 800G-Kanal mit nur einer Wellenlänge miteinander verbunden. Sie fragen sich jetzt vielleicht „Wie bitte? 800G über eine submarine Verbindung?“ Submarine Netze umfassen sowohl terrestrische als auch submarine Links. WaveLogic 5 Extreme verdoppelt die Kapazität pro Wellenlänge über alle Links des Netzes. Außerdem werden im terrestrischen Netz mehrere Übertragungsraten – 400G, 500G, 600G und, ja, 800G – verwendet, um die Kapazität über jede gegebene Entfernung zu optimieren.

Der größte Vorteil von WaveLogic 5 Extreme für submarine Netze ist jedoch die Maximierung des Return on Investment für submarine Kabel. WaveLogic 5 Extreme ermöglicht für Southern Cross eine Steigerung der Netzkapazität um das 80-Fache des ursprünglich konzipierten Potenzials. Dies geschieht unter Nutzung derselben Infrastruktur, die ursprünglich für die Übertragung von Wellenlängen mit 2,5 Gbit/s ausgelegt wurde.

Netze von Serviceprovidern

Mithilfe von WaveLogic 5 Extreme konnte Verizon einen 800G-Versuch im laufenden Netz des Unternehmens durchführen, über das Router-Traffic übertragen wird. Das Unternehmen konnte so sowohl die Multi-Vendor-Interoperabilität und die Vervierfachung der typischerweise über eine Wellenlänge übertragenen Kapazität unter Beweis stellen. Kevin N. Smith, Vice President of Technology and Planning bei Verizon erklärte dazu: „Wir bauen unseren Glasfaser-Layer weiter aus, um uns auf den explosionsartigen Anstieg des Datenaufkommens vorzubereiten, zu dem es aufgrund der extremen transformativen Auswirkungen von 5G auf die Branche und die Verbraucher kommen wird. Da wir branchenweit der einzige Provider sind, der über eine einzige Wellenlänge eine derartige Kapazität bereitstellen kann, können wir den Service zu deutlich geringeren Kosten pro Bit anbieten.“

Wir bei Ciena freuen uns, die 800G-Ära im Bereich Optical Networking auf den Weg zu bringen und zu sehen, wie unsere Kunden und deren Endbenutzer die neuen Möglichkeiten nutzen werden. Welche Anwendungen werden als Nächstes entwickelt? Das kann man heute noch nicht absehen, aber wir helfen gerne bei der Bereitstellung der Infrastruktur, um neue Anwendungen möglich zu machen.

Möchten Sie mehr darüber erfahren, wie fortschrittliche DSPs und die hohen Baudraten von WaveLogic 5 Extreme eine ganz neue Effizienz der Netze ermöglichen? Fragen Sie sich, welche Auswirkungen kohärente Lösungen mit hohen Baudraten auf das Networking haben? Schauen Sie sich unten unser neues Video „WaveLogic 5 Extreme – Mit Effizienz zum Erfolg“ an.