Bereitstellung von dedizierten Bandbreiten durch den Einsatz von Wavelength-Division-Multiplexing im BRAIN (BRAIN-WDM)

Brain betreibt auf den landeseigenen Glasfasern ein WDM-Netz (BRAIN-WDM) zur Veredelung der in der Stadt knappen Ressource Glasfaser.
Durch dieses WDM-Netz werden Bandbreiten bis zu 10GBit/s für unterschiedlichste Dienste bereitgestellt.

Was ist BRAIN-WDM ?

Im Herbst 2005 wurden an vier BRAIN-Standorten in Berlin WDM-Geräte installiert und miteinander über dedizierte LWL verbunden. Die Verbindung zwischen zwei WDM-Komponenten erfolgt über eine einzelne LWL (Single-Fiber). Die Geräte sind in der Lage, vier Farben aus dem CWDM-Wellenlängenspektrum gleichzeitig über eine LWL zu übertragen. Dabei können pro Farbe Bandbreiten bis zu 10GBit/s genutzt werden. Der modulare Aufbau der Geräte erlaubt die Nutzung weiterer Farben durch den Einsatz von Modulen (Transponderkarten, Multiplexer/DeMultiplexer).

Der Einsatz von DWDM-Modulen für die Geräte ermöglicht Bandbreiten bis zu 10GBit/s für die Protokolle 10GbE, 10G FC und STM-64/OC-192.

Durch die Kombination von WDM mit TDM-Modulen können bis zu 8 Fast-Ethernet oder STM-1 oder ATM-155 Datenströme in einer Farbe transportiert und so das vorhandene Wellenlängenspektrum effizienter genutzt werden.

Aktuell werden die Geräte eingesetzt um 10Gigabit-Ethernet, Gigabit-Ethernet, Fast-Ethernet, ATM (622MBit/s+155MBit/s), STM-1/OC-3 und proprietäre Protokolle zu multiplexen.

Im März 2006 und im Februar 2007 wurden zur Anbindung des Campus Berlin-Buch sowie an den BRAIN-Router-Standorten der TU Berlin und Stiftung Preußischer Kulturbesitz vier weitere WDM-Geräte beschafft und in Betrieb genommen.

Im Januar 2009 wurde im Rahmen des D-Grid-Projektes „Astro-Grid“ eine 10Gigabit-Ethernet-Verbindung vom ZIB zum Astrophysikalischen Institut in Potsdam in Betrieb genommen. Zu diesem Zweck wurde BRAIN-WDM um zwei weitere Knoten (1x Potsdam-Griebnitzsee, 1x HZB-Wannsee) erweitert, um 10GbE, 1GbE und 2x100Mbit über eine Faser zu Multiplexen.

Im Jahr 2013 wird ein Archiv-Neubau der Stiftung Preußischer Kulturbesitz am Fürstenwalder Damm (Müggelsee) in Betrieb gehen. Für die Anbindungen des Standorts zu den Haupstandorten der SPK in Mitte und am Potsdamer Platz sowie an das BRAIN-Verbundnetz wird hier ein neuer WDM-Knoten installiert, um 10GbE, 1GbE und 2 x 8GbE-Fibre-Channel zu multiplexen.

Topologie

Die Geräte sind an den folgenden Standorten aufgestellt:

• Campus Berlin-Buch (BBB)
• HTW Karlshorst (HTW)
• HU-Rechenzentrum Mitte (HU)
• HU-Rechenzentrum ADH (ESZ)
• Stiftung Preußischer Kulturbesitz, Staatsbibl. Haus 2 (SPK)
• Stiftung Preußischer Kulturbesitz, Archiv Fürstenwalder Damm (FWD)
• TU-Rechenzentrum (TU)
• Weierstrass Institut (WIAS)
• Wissenschaftsstandort Adlershof (ADH)
• Zuse-Institut Berlin (ZIB)
• Griebnitzsee Universität Potsdam (UP)
• Helmholtz-Zentrum Berlin Standort Lise-Meitner-Campus Wannsee (LMC)

Eingesetzte Hardware

Als Hardware kommen CWDM/DWDM-Chassis 9013 aus der Serie TS1100 des schwedischen Herstellers Transmode zum Einsatz. Die Chassis haben die 19″-Standard-Breite und belegen 6 HE im Rack.

Die Daten:

• pro Chassis 13 Slots zur Aufnahme von aktiven/passiven Modulen
• 2 redundant ausgelegte Netzteile pro Chassis
• Mix von TDM mit WDM möglich
• Unterstützung aller gängigen Datenübertragungsprotokolle, wie Fast-Ethernet, Gigabit-Ethernet, 10GbE, SDH/SONET, Fiber-Channel, FICON, ESCON, ETR, etc. Die Bitraten können je nach Transponder bzw. eingesetzten Transceiver auch manuell in 1Mbit-Schritten eingestellt werden
• Alle Transponderkarten sind mit steckbaren Transceivern (SFP) bestückbar – dies ermöglicht hohe Flexibilität auf der Client- und der Line-Seite
• Transport der Farben wahlweise über eine oder zwei LWL

Management

Das Management der Transmode-Komponenten erfolgt über eine Web-Schnittstelle. Unterstützt werden alle JavaScript-fähigen Browser. Die Geräte können über SNMP abgefragt und konfiguriert werden. SNMP-Traps werden an konfigurierbare SNMP-Trap-Server gesendet. Als Betriebssystem kommt ein Linux-System auf dem Management-Modul zum Einsatz.

Anwendungen

Aktuell werden die folgenden Anwendungen über die CWDM-Infrastruktur übertragen …. ( Text in Arbeit )

Sämtliche line-seitigen CWDM-Verbindungen sind mit einer einzelnen LWL pro Strecke realisert.

Die Gesamtlänge der Verbindungen beträgt 360 Kilometer Einzelfaser. Hätten wir alle Anwendungen über dedizierte Doppelfasern realisiert, würde dies einen Verbrauch von 1.500 Kilometer Einzelfaser bedeuten.

Der Einsatz von WDM-Technik auf diesen Strecken bedeutet aktuell eine Ersparnis von 1.140 Faserkilometer oder 76% gegenüber der Bereitstellung von Dark-Fiber pro Anwendung.