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Wir Leben im Kommunikationszeitalter und das Internet ist zu einem globalen Phänomen geworden. Unzweifelhaft wird unsere Welt heute von miteinander verbundenen Glasfasernetzwerken angetrieben. Glücklicherweise haben neue Technologien und Techniken unsere Netzwerke immer weiter verbessert wovon OADM (optische add-drop Multiplexer) eine solche ist. In diesem Artikel soll es um OADM, die verschiedenen Varianten davon, die Anwendungsmöglichkeiten und die Vorteile gehen.


OADM Einführung

Ein OADM ist ein ausgefeiltes Netzwerkgerät, welches in WDM Systemen für das Routing und Multiplexing verschiedener Lichtkanäle aus oder in eine Singlemode Faser verwendet wird. OADM ermöglicht es uns, eine oder mehrere Wellenlängen aus einem bestehenden WDM Signal abzugreifen oder zuzuführen. Mittels dieses Geräts lassen sich „entfernte“ Wellenlängen auf einen anderen Netzwerk Pfad routen. Das untenstehende Diagramm zeigt eine bildliche Darstellung, was durch einen OADM ermöglicht wird. Ein optischer add-drop Multiplexer kann entweder im passiven oder aktiven Modus betrieben werden. OADM wird hauptsächlich bei der Schaffung von optischen Telekommunikationsnetzwerken, besonders bei Metronetzen auf Kurzstrecke, verwendet.



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Ein optischer add-drop Multiplexer lässt sich an nahezu jeder Stelle einer optischen Verbindung in einem Netzwerk installieren um die benötigten Kanäle einzufügen, umzuleiten oder zu entfernen




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Typische Struktur eines OADM

Ein typischer OADM beinhaltet folgende drei Komponenten:

  • Einen optischen Multiplexer
  • Einen optischen Demultiplexer
  • Eine Möglichkeit zur Neukonfiguration zwischen dem oben genannten

Der optische Demultiplexer befindet sich auf der Empfangsseite. Dieser empfängt verschiedene Wellenlängen durch die einspeisende Glasfaser und führt eine Trennung durch, um einzelne Wellenlängen an die entsprechenden Ports weiterzuleiten. Die Neukonfiguration kann durch optische Schalter oder durch ein Glasfaser Patchpanel geschehen, welches Wellenlängen entweder an den Multiplexer oder zu entsprechend anderen Ports leitet. Der Multiplexer ist auf der Outputseite angesetzt, da er die Wellenlängenkanäle der Add-Ports mit denen der einspeisenden Glasfaser zu einer einzelnen Output Glasfaser vereint.

Die Signalwege, welche hinzugefügt oder abgeführt werden, werden im englischen als dropped/added lightpaths beschrieben. Die Kanäle, welche den OADM direkt passieren ohne verarbeitet zu werden, heißen cut-through lightpaths (abkürzende Lichtpfade). Verschiedene Hardware Lösungen ermöglichen es uns einen OADM auf unterschiedliche Weise aufzubauen. Es gibt eine ganze Reihe von Multiplexer und Demultiplexer Technologien wie zum Beispiel Faser-Bragg-Gitter mit optischen Zirkulatoren, Dünnfilmfilter oder Arrayed Waveguide Gratings (AWG).

Die Neukonfiguration oder Switchfunktion reicht von Glasfaser Patchpanels bis zu verschiedenen fortschrittlichen Schalttechnologien wie etwa mikroelektromechanischen Systemen (MEMS), thermooptischen und Flüssigkristallschaltern in planaren Wellenleiterschaltkreisen.


Hauptfunktion und Arbeitsprinzip von OADM

Wie wir bereits kennen gelernt haben steht OADM für optische add-drop Multiplexer. „Add“ steht hierbei für die Möglichkeit einen oder mehrere Lichtwellenkanäle zu einem bestehendem WDM Signal hinzuzufügen. „Drop“ dahingegen beschreibt die Möglichkeit, einen oder mehrere Lichtwellenkanäle auf einen anderen Netzwerkpfad zu routen. Der OADM routet selektiv eine bestimmte Wellenlänge von vielen eines einzelnen Glasfaserstrangs. Er kann dafür konfiguriert werden die gleiche Wellenlänge dem Strang wieder zuzuführen aber mit anderem Dateninhalt. Schauen Sie sich folgendes Diagramm an; es beschreibt was passiert, wenn ein OADM in ein Netzwerk implementiert wird.



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Varianten von OADM

Fixe optische add-drop Multiplexer (FOADM) und rekonfigurierbare optische add-drop Multiplexer (ROADM) sind zwei Varianten von OADM. Beide haben das gleiche Arbeitsprinzip und sind ähnlich aufgebaut. Allerdings sind ROADM die bessere Lösung für Netzwerkschemata die sich ständig ändern.



Fixe optische add-drop Multiplexer (FOADM)

Wie der Name bereits andeutet sind FOADMs auf einer festen Wellenlänge basierend konstruiert. Diese Art OADMs beinhalten einen festen Filter, welcher eine bestimmte Wellenlänge herausfiltert, während alle anderen Wellenlängen passieren können. Fixe oder auch passive OADMs werden hauptsächlich in DWDM Systemen, CWDM Systemen oder Hubstrukturen verwendet. In diesen Szenarien sind die OADMs mit zentralen Hubs verbunden. Im Fall von FOADMs wird die Wellenlänge zum Zeitpunkt der Installation festgelegt. Dementsprechend lässt sich ein FOADM nicht ohne Downtime rekonfigurieren. An dieser Stelle sind FOADMs ungeeignet.


Rekonfigurierbare optische add-drop Multiplexer (ROADM)

ROADM ist ein Arrangement für dynamische Wellenlängen. In diesem Schema wird ein wellenlängenabhängiger Schalter (WSS) verwendet. ROADMs bieten eine große Flexibilität dabei fehlerhafte Verbindungen zu umgehen, optische Datenströme umzuleiten und um die Downtime zu minimieren. Ein rekonfigurierbarer optischer add-drop Multiplexer lässt sich auch auf verschiedene WDM Technologien adaptieren. Ein ROADM erlaubt es außerdem Gruppen von Wellenlängen an einem fixen Port aufzunehmen oder an diesen abzugeben. Anders als bei FOADMs erlauben rekonfigurierbare ODAMs eine online Konfiguration ohne den Traffic zu beeinflussen.



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OADM - Anwendungen

Optische add-drop Multiplexer sind in Netzwerken in Metropolregionen (MANs) weit verbreitet. Mittels OADMs können verschiedene optische Netzwerke an verschiedenen Orten genutzt werden. DWDM und CWDM OADM bieten selektiven Zugang zu zwischenliegenden Netzwerken bei geteilten optischen Netzwerkpfaden. Des Weiteren sind optische Querverbindungen (OXCs) ein Anwendungsfall für OADMs. Mittels dieser Technik können eine größere Vielfalt an Verbindungen zwischen Netzwerken mittels gewünschter oder selektierten Wellenlängen ermöglicht werden. Folgend sind einige Arten von Diensten, für die OADMs herangezogen werden;

  • CADA Control & Alarms
  • Vernetzung
  • SD/HD Video
  • Pro Audio
  • Telecom



Fazit:

OADM ist ein entscheidendes Element von optischen Glasfasernetzwerken. Es kann bei Metronetzen auf Kurzstrecke oder Langstrecken Kernnetzen eingesetzt werden. Rekonfigurierbare OADMs und fixe OADMs sind die meist genutzten Varianten von OADM. OADM ist eine gute Möglichkeit die allgemeinen Netzwerkkosten zu reduzieren.

OADM wird immer noch weiterentwickelt und wir können mit Sicherheit sagen, dass diese wichtige Netzwerkkomponente auch in der Zukunft Weiterentwicklungen erfahren wird.