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Das dichte Wellenlängen-Multiplexverfahren (DWDM, Dense Wavelength Multiplex) findet immer schneller auch in Zugangsnetzen Verbreitung. Verantwortlich dafür sind Kabelnetzanbieter, die zu neueren verteilten Zugangsarchitekturen (DAA) übergehen, die Anbieter von Kabel- und traditionellen Telekommunikationsdiensten, die für die Übertragung von Business-Services auf DWDM setzen, sowie Mobilfunkanbieter, die im Rahmen ihres zentralen RAN-Konzeptes (C-RAN) sowie der Bereitstellung von 5G dieses Verfahren nutzen. Selbst Inhaber/Betreiber von passiven optischen Netzen (PON) prüfen heute, wie sie DWDM-Strecken im gleichen PON-Netz nutzen können, in dem vielleicht bereits reguläre E-PON- oder G-PON-Dienste dem Kunden Fiber-to-the-Home (FTTH) zur Verfügung stellen.

Warum nur steht DWDM so im Mittelpunkt der Aufmerksamkeit? Die Antwort auf diese Frage fällt nicht schwer und lautet: wegen der größeren Kapazität und den geringeren Kosten!

Mit DWDM ist es möglich, mehrere optische Wellenlängen über die gleiche Glasfaser zu übertragen und damit die Anzahl der verfügbaren Dienste (1G, 10G oder 100G) zu vervielfachen und mehr Endpunkte/Endgeräte bzw. Kunden zu versorgen. Wenn Sie bereits eine Glasfaser betreiben, können Sie mit DWDM das Leistungspotenzial dieser Ressource in vollem Umfang ausschöpfen. Sollten Sie neue Glasfasern installieren, bietet sich DWDM an, um die Investitionskosten zu senken, und wenn Sie eine Dark Fiber mieten, können Sie mit DWDM die Betriebskosten deutlich senken..

Natürlich stellt die Einrichtung und Nutzung von DWDM auch neue Herausforderungen. Beispielsweise werden an jedem Ende der Übertragungsstrecke bzw. an jedem Auskoppel-/Abschlusspunkt von Diensten zusätzliche Komponenten, die als Multiplexer (Mux) und Demultiplexer (Demux) bezeichnet werden, benötigt. Ein Multiplexer besitzt wellenlängenselektive Ports (Eingänge), die auf die Wellenlängen der betreffenden Dienste abgestimmt sind, sowie einen zentralen Port (Ausgang), der mit der einzelnen Hauptfaser (auch Kernfaser genannt) der Übertragungsstrecke verbunden ist. Ein Demultiplexer ist entsprechend mit einem Eingang und mehreren Ausgängen ausgestattet.

In Zugangsnetzen handelt es sich aus Gründen der Komplexität (hier eher der Vereinfachung) und der Kostensenkung zumeist um passive DWDM-Strecken. Allerdings schränkt dieses Konzept die Übertragungsentfernung der DWDM-Dienste ein. Zur Vergrößerung der Reichweite von DWDM-Netzen bieten sich optische Verstärker an, die die Leistungspegel stabilisieren und die optische Dämpfung im Netz kompensieren. Wer sich für dieses aktive Konzept entscheidet, muss jedoch weitere Faktoren berücksichtigen. Dazu gehören die Anschaffungskosten der Verstärker sowie deren praktische Unterbringung und Stromversorgung (mehr Kosten). Dann müssen diese Verstärker eingerichtet und instand gehalten werden. Diese Arbeiten vergrößern den Zeitaufwand für die Inbetriebnahme und die laufende Wartung (also noch mehr Kosten). Wie gesagt, aus Kostengründen und aufgrund der Vereinfachung handelt es sich bei den meisten DWDM-Installationen in Zugangsnetzen um passive Anwendungen.

Aber wie kann man sicherstellen, dass das aufgebaute DWDM-Netz zuverlässig funktioniert, möglichst wartungsarm ist und die Dienste verzögerungsfrei aktiviert werden können? Die Antwort lautet (natürlich), indem man an der Installation entsprechende Tests ausführt und die Strecken zertifiziert.

In der Aufbauphase lassen sich diese Tests an der Hauptfaser noch recht einfach ausführen. Hier werden bidirektionale IL-, ORL- und OTDR-Zertifizierungsmessungen bei den Standardwellenlängen von 1310/1550 nm empfohlen. Wenn man nach Anschluss des Mux und Demux jedoch die Ende-zu-Ende-Strecken überprüfen möchte, kommt man mit den Standardwellenlängen nicht weiter. Da DWDM-Strecken in Zugangsnetzen im C-Band bei 1520–1565 nm betrieben werden, sind 1310 nm wenig hilfreich, da diese Wellenlänge an den Mux-/Demux-Ports herausgefiltert und blockiert wird. Außerdem ist 1310 nm nicht für DWDM-Dienste vorgesehen. Ein Standard-OTDR mit 1550 nm ist hier auch keine Lösung, da der Testpuls eine zu große spektrale Breite aufweist und daher den Mux-/Demux-Port nicht ungehindert passieren kann. Der Großteil seiner optischen Energie wird nämlich blockiert bzw. herausgefiltert. Man wird also kein aussagekräftiges OTDR-Messergebnis und auf keinen Fall eine verwertbare Ende-zu-Ende-Kurve eines wellenlängenspezifischen optischen Pfades durch den Mux und Demux erhalten.

Dafür benötigt man schon ein spezielles DWDM-OTDR das die spezifischen DWDM-Wellenlängen verwendet. Nur ein solches OTDR erlaubt, den Mux/Demux vor der Installation und jeden Dienste-Port zu testen. Und ohne dieses OTDR wäre es nicht möglich, die Strecken mit den einzelnen Wellenlängen nach der Mux-/Demux-Installation durchgehend zu zertifizieren. Es gibt auch gute Gründe dafür, die Hauptfaser ebenfalls mit einem DWDM-OTDR und nicht mit einem Standard-OTDR zu zertifizieren. Auf diese Weise kann man nämlich sichergehen, dass keine Fehlerstellen vorhanden sind, die später spezifische Wellenlängen oder Wellenlängengruppen beeinträchtigen. Das ist wichtig, denn nach der Fertigstellung des DWDM-Netzes und der Aktivierung der Dienste müssten die Dienste abgeschaltet werden, wenn Reparaturarbeiten an der Hauptfaser erforderlich werden sollten.

Ein Problem, mit dem die Techniker doch recht häufig konfrontiert sind, betrifft fehlende oder falsche Beschriftungen an den Mux-/Demux-Ports oder abgenutzte und nicht mehr lesbare Etiketten. Hier kann viel Zeit bei dem recht mühsamen Versuch verloren gehen, eine DWDM-Lichtquelle oder ein DWDM-OTDR manuell auf die jeweilige Wellenlänge einzustellen und den richtigen Kanal für den Port zu finden. In dieser Situation ist man auf eine schnelle Möglichkeit angewiesen, den Port-Kanal zu identifizieren und die OTDR-Messung automatisch zu starten. Zu diesem Zweck hat VIAVI sein DWDM-OTDR mit der Wavescan®-Funktion ausgestattet. Wie der Name bereits andeutet, ermöglicht diese Funktion dem OTDR, automatisch nacheinander alle Wellenlängen zu prüfen und den Port-Kanal zu identifizieren. Dieser Scan ist zumeist in weniger als zehn Sekunden abgeschlossen, sodass dann die OTDR-Messung durchgeführt werden kann. Alles ganz einfach auf Tastendruck.

Das oben angebrachte Argument für ein spezielles DWDM-OTDR gilt auch für optische Leistungspegelmesser. Wenn man in Installationen mit mehreren Wellenlängen arbeitet, sind die Pegelmesser mit den Standardwellenlängen und insbesondere die Breitbandpegelmesser nicht zu gebrauchen (es sei denn, an dem Messpunkt ist wirklich nur eine Wellenlänge vorhanden). Das liegt daran, dass diese Geräte sich nicht auf eine einzelne Wellenlänge einstellen können, um für diese dann den exakten Leistungspegel und die Wellenlänge auszugeben. Daher wird ein DWDM-spezifischer optischer Channel Checker (OCC) oder ein optischer Spektrumanalysator (OSA) benötigt. Aber dazu mehr in einem anderen Blog.

Wenn sich mit einem DWDM-OTDR eine einzelne DWDM-Wellenlänge testen (und einspeisen) lässt, bedeutet das auch, dass man dieses OTDR ebenfalls gut nach der Inbetriebnahme des DWDM-Netzes nutzen kann, da es die Wellenlängen der anderen aktiven Dienste nicht stört. Es ist also möglich, vor der Einrichtung zusätzlicher Dienste den Durchgang und den Wellenlängenpfad zu prüfen. Auf diese Weise können Sie sicherstellen, dass die Aktivierung bzw. die Fehlerdiagnose/Wartung gleich beim ersten Versuch erfolgreich abgeschlossen wird.

Falls Sie also DWDM-Strecken bereitstellen möchten, sollten Sie sich den späteren Arbeitsaufwand (und die Kosten) sparen, indem Sie die Hauptfaser bei der Installation gleich bidirektional und die Wellenlängenpfade nach dem Aufbau des DWDM-Netzes Ende-zu-Ende durch Multiplexer und Demultiplexer hindurch zertifizieren. So können Sie sich sicher sein, dass Sie die DWDM-Dienste gleich beim ersten Versuch erfolgreich aktivieren.

Weitergehende Informationen zu DWDM erhalten Sie in unserem DWDM-Leitfaden für Kabelnetzbetreiber/MSOs und Mobilfunkanbieter sowie auf unserer DWDM-Technologie-Seite.

Das ist mein letzter Beitrag in der Reihe zu Glasfasernetzen. Falls Sie die ersten Teile dieses Blogs verpasst haben, hier sind sie:

Teil 1: Vergleich der echten bidirektionalen Analyse mit Schleifenmessungen

Teil 2: Größere Effizienz und Genauigkeit bei der PON-Zertifizierung

Teil 3: Zertifizierung von PON-Netzen mit unsymmetrischer Splitter-Architektur

Douglas Clague ist Solutions Marketing Manager für optische Feldlösungen bei VIAVI. Er verfügt über mehr als 20 Jahre Erfahrung auf dem Gebiet der Mess- und Prüftechnik mit Schwerpunkt auf Glasfaser- und Kabel-Technologien für die Telekommunikationsindustrie. Vor VIAVI hatte er verschiedene Positionen als Manufacturing Engineer, Solutions Engineer und Business Development Manager inne. Er arbeitet aktiv in zahlreichen Branchenorganisationen mit, die sich mit den Entwicklungstrends in der Glasfaser- und Kabeltechnologie befassen. Douglas Clague hat an der Brunel University in London studiert und einen Ehrentitel in Elektrotechnik/Elektronik erworben.

 

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