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Por Guilherme Salvadori – Engenheiro de Pré-Vendas

Em projetos de telecom para redes metropolitanas, a questão capacidade do link versus distância do enlace é sempre um dos maiores dilemas das operadoras e provedores de internet. Nem sempre é possível chegar até o destino final com a fibra direta, às vezes pode ser necessário abrir Pontos de Presença intermediários para fazer a regeneração do sinal.  Todavia, a utilização de POPs intermediários nem sempre é viável, pode ser por questões de custo ou indisponibilidade de local apropriado para a instalação dos equipamentos.

Para resolver este tipo de desafio, uma das possíveis soluções é utilizar sistemas DWDM, conforme já explanamos no blog da Datacom nos artigos: Amplie a capacidade do seu link óptico de forma prática e Novas soluções para ampliação de links ópticos de 10Gb.

Porém, mesmo utilizando sistemas DWDM de mercado multiplexando Nx canais de alto throughput, por vezes a distância ainda pode ficar aquém do projeto. No caso das soluções Datacom apresentadas nos artigos citados acima, é possível ter enlaces de até 110km com 8 canais 10Gb, 95km com 16 canais 10Gb ou 80 km com 32 canais 10Gb.

Com o objetivo de trazer mais alternativas para aplicações de alta banda em longas distâncias, a Datacom está lançando o novo modelo da família de switches MPLS DM4770, o DM4770 16CX.

O grande destaque do DM4770 16CX são as 4 interfaces de 100GbE que permitem a utilização de módulos QSFP-DD Coherent, transceivers de alta tecnologia que possibilitam links com alcance estendido, bem como compatibilidade com sistemas DWDM.

Na prática, utilizando a solução DWDM dos artigos anteriores (Mux + EDFA) em conjunto com um par de switches DM4770 16CX equipados com QSFP-DD Coherent, é possível ter um link de 400GbE alcançando 180km em um único par de fibras. Ou ainda, se considerarmos somente 1 porta 100GbE deste mesmo enlace, utilizando amplificação EDFA, podemos ter um enlace com 195km.

Características do Produto

Este switch possui 12 portas 40/100GbE em conectores QSFP28, 4 portas 40/100GbE em conectores QSFP-DD e mais 4 portas 10/25GbE SFP28, sendo que toda a comutação de pacotes L2, L3, MPLS, filtros e QoS são realizadas em hardware, garantindo a operação wirespeed sem perda de performance. As fontes de alimentação são redundantes AC ou DC e possui módulos de ventilação hot-swap. Tudo isso em um equipamento com somente 1U de altura.

Em termos de software, o DM4770, assim como os últimos lançamentos da Datacom, vem embarcado com o sistema operacional DmOS. Para quem acompanha nossos produtos, sabe que o DmOS conta com todas as principais funcionalidades que o mercado exige para switches deste porte.

No DM4770 16CX você encontrará recursos de VPNs MPLS L2 e L3, MPLS com RSVP e também Link Agregation com mecanismos de balanceamento de tráfego dinâmicos - DLB por exemplo.  O equipamento também possui protocolos de roteamento dinâmico como BGP e OSPF, entre outras funcionalidades que podem ser consultadas no datasheet do DmOS.

Módulo QSFP-DD Coherent

Á medida que o bit rate por canal aumenta além de 10Gb, as deficiências da fibra que degradam o desempenho da transmissão e a qualidade do sinal também aumentam. Dispersão cromática, polarization mode dispersion (PMD), ruído óptico e efeitos não lineares, se tornam problemas significantes.

Os sistemas coerentes são capazes de extrair informação da amplitude, da fase e da polarização, permitindo o uso de formatos de modulação de duas polarizações ortogonais. Utilizando técnicas de compensação digital do sinal, é possível reduzir alguns dos efeitos que afetam a transmissão óptica, como por exemplo, a dispersão cromática.

Vamos pegar como exemplo um módulo 10Gb SFP+ padrão de mercado. Estes módulos geralmente possuem uma tolerância à dispersão cromática em torno de 1600ps/nm. O módulo de compensação de dispersão cromática que a Datacom possui em seu portfólio (DCM40), amplia esta tolerância para 2400ps/nm, o que permite chegar a distância de até 110km em conjunto com a amplificação óptica. Isto quer dizer que, algumas vezes o link ainda possui power budget para ir a uma distância maior que os 110km, mas a tolerância à dispersão cromática (em torno de 18 ps/nm.km na janela de 1550nm) acaba limitando a distância do link.

Já o módulo QSFP-DD coherent, possui uma tolerância à dispersão cromática de 5000ps/nm, minimizando este efeito nos projetos de links. Teoricamente não teríamos problema de dispersão com este módulo, o limitante do link seria somente seu power budget.

Aplicações

Com o DM4770 16CX utilizando módulos QSFP-DD coerentes, o que temos na prática é a possibilidade de estabelecer links de 100GbE ponto-a-ponto de até 100km considerando 3dB de margem, sem a necessidade de amplificação e compensação de dispersão cromática:

É possível também amplificar um link ponto-a-ponto, com a solução de amplificador DM936 EDFA da Datacom. Neste cenário, é possível chegar a incríveis 195km, considerando 3dB de margem:

O módulo QSFP-DD é tunable, ou seja, é possível sintonizá-lo em diversos canais na banda C do DWDM (funcionalidade que estará disponível na versão 6.4 do DmOS em Q4/2021). Isso possibilita a utilização do DM4770 16CX em sistemas DWDM, permitindo passar múltiplos canais de 100Gb em um único par de fibras.

O exemplo abaixo mostra uma aplicação em conjunto com o DWDM passivo de 8 canais da Datacom (DM936 8CH33), permitindo um link de 800Gb em 81km (com 3dB de margem) sobre um único par de fibra óptica.

Ainda é possível melhorar esta aplicação com um amplificador DM936 EDFA da Datacom, podendo chegar a uma distância de até 180km!

Com o DWDM passivo de 32 canais da Datacom (DM936 32CH19), é possível transmitir 32 canais de 100Gb, ou seja, 3.2Tbps em um único de par de fibras, até uma distância de 65km sem amplificação.

Com amplificação EDFA, é possível chegar com 32 canais de 100Gb até 142km:

É possível também combinar canais 10Gb e 100Gb no mesmo sistema DWDM, para isso, é necessário calcular o enlace de forma a considerar quantos canais de cada capacidade estarão presentes no DWDM. Essa é uma excelente alternativa para quem já possui equipamento DWDM existente na sua rede e deseja ampliar ainda mais a capacidade de banda inserindo canais de 100Gb no enlace já implantado (basta recalcular o sistema).

Obs.: Todos os cálculos apresentadas no artigo foram realizados considerando fibra com atenuação de 0,2dB/km. 

Abaixo, temos uma planilha com o resumo dos cenários apresentados contemplando distâncias calculadas para atenuações de 0,2dB/km, 0,23dB/km, 0,25dB/km, 0,28dB/km e 0,3dB/km:

Lembrando que esses valores são orientativos teóricos. Para evitar problemas de sinal em campo, a Datacom recomenda que sempre seja verificado no pré-projeto a atenuação real do link utilizando um OTDR, configurado para o comprimento de onda na faixa de 1550nm.

Para as soluções envolvendo DWDM e amplificação, sugerimos consultar o suporte pré-vendas da Datacom, que irá fazer este dimensionamento de forma adequada: suporte.prevendas@datacom.com.br.

Além das soluções de longa distância e transporte de alta densidade de canais 100Gb, o DM4770 16CX é ideal para efetuar a agregação de tráfego ethernet de alta velocidade (Nx 100GbE) no Core da rede de operadoras e provedores de internet, bem como a interconexão de servidores em Datacenters.

Gerência

O DM4770 16CX também é gerenciável pelo DmView, que é o Software de Gerência da Datacom. Com o DmView é possível supervisionar e configurar os equipamentos Datacom, disponibilizando funções para gerência de supervisão, falhas, configuração, provisionamento, auditoria, desempenho, segurança, inventário, descoberta de redes e mapas topológicos. A opção Enterprise Lite (até 15 elementos) é gratuita, e está disponível para download no site de autoatendimento de suporte da Datacom (solicite no próprio site um usuário para acesso, caso ainda não tenha acesso): supportcenter.datacom.com.br.

Além do DM4770 16CX, a Datacom possui uma linha completa de switches MPLS, interoperáveis com equipamentos dos maiores fabricantes do mercado, que contemplam o DM4360, DM4370, DM4000, DM4100, DM4170, DM4270 e DM4380.

Suporte/Contato

Caso tenha dúvidas sobre aplicações, não hesite em contatar a nossa equipe suporte.prevendas@datacom.com.br. Estamos à disposição para lhe auxiliar na escolha do produto mais adequado à sua necessidade.

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Com objetivo de atender seus clientes e capacitar os profissionais que atuam na operação de redes, a Datacom também possui uma plataforma de treinamentos online com acesso gratuito! O endereço da plataforma é ead.datacom.com.br.

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