Le alien wavelenghts sulla rete GARR

La rete ottica GARR si basa su due infrastrutture geograficamente separate che impiegano tecnologie differenti

Quella del Centro-Nord, realizzata nel 2011 su piattaforma Huawei, utilizza una tecnologia basata su OOK, con moduli per la compensazione della dispersione cromatica ed è ottimizzata per la trasmissione di canali ottici a 10 Gbps; quella del Sud, più recente, utilizza una soluzione Infinera basata sulla più avanzata trasmissione coerente dei segnali priva di moduli di compensazione della dispersione cromatica, che permette di realizzare servizi client fino a 100 Gbps, instradati su super- channel di capacità pari a 500 Gbps composto da 10 portanti con modulazione in fase (per esempio QPSK).

Andrea Di Peo
Consortium GARR
GARR-NOC
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La tecnica delle lambda aliene permette di integrare le due. Nel contesto della rete GARR, le lambda aliene vengono utilizzate per generare e ricevere un super‑channel Infinera a 500 Gbps (o di un sottoinsieme delle sue 10 portanti) su nodi DTN-X Infinera dopo che questo ha transitato su un tratto di infrastruttura di rete geografica basata sulla piattaforma Huawei.

I vari passaggi di incapsulamento del segnale dal Client all’Optical Channel avvengono tutti su tecnologia Infinera, fino al loro trasporto per mezzo del Optical Carrier Group (OCG), ossia il gruppo di 10 lambda in banda C destinato a diventare il super-channel alieno. Questo è interfacciato attraverso una sezione di adattamento hardware al sistema Huawei, in modo che le portanti del super-channel possano essere inviate individualmente al modulo di multiplazione Huawei e da lì instradate per il trasporto sulla linea di amplificazione Huawei. Alla destinazione, una catena analoga a quella del nodo sorgente permette di ricevere correttamente sia le lambda native che il super-channel alieno, che viene poi inviato al nodo Infinera.

Attraverso una sperimentazione portata avanti nel 2016, di cui abbiamo parlato nei numeri precedenti, è stata determinata non solo la fattibilità di questa soluzione ma anche la configurazione ottimale da realizzare.

Entrambe le piattaforme gestiscono lo spettro ottico seguendo la raccomandazione ITU-T G.694.1, ma differiscono nell’ampiezza del canale nella griglia: 50GHz per Huawei, 25GHz per Infinera. Questa differenza non è un problema perché le componenti spettrali del segnale originato dalla piattaforma Infinera possono essere mappate nei nodi di trasporto Huawei, ma ci sono alcuni limiti: solo la metà dei segnali Infinera è centrata sulla stessa portante di quelli Huawei ed è quindi possibile immettere nella sezione di multiplazione Huawei solo 8 dei 16 OCG Infinera disponibili. Dato che l’intervallo di frequenze utilizzate nelle due piattaforme non è completamente sovrapposto, anche l’organizzazione della Banda C non è perfettamente equivalente; ciò fa sì che alcuni degli OCG Infinera non abbiano tutte e 10 le portanti nell’intervallo di funzionamento della piattaforma “ospite”.

Per la sperimentazione è stato scelto il super-channel OCG 8, che presenta tutte le portanti nella zona comune dell’intervallo di frequenza e viaggia su frequenze vicine a quelle utilizzate da alcune lambda native della tratta utilizzata per i test, in modo da studiare le possibili interferenze tra canali e valutare la necessità di una banda di guardia tra canali nativi e alieni.

Le prestazioni di lambda aliene e native sono state confrontate rispetto a due metriche, il Q-value e il BERpreFEC, che si basano entrambe sul Bit Error rate (BER in breve), cioè il rapporto tra i bit non ricevuti correttamente e quelli trasmessi. In particolare si è usato il BERpreFEC per le lambda native e il Q-value per le aliene.

La modalità di modulazione PM-QPSK (Polarization multiplexed quadrature phase-shift keying), normalmente usata oggi sulla piattaforma Infinera per il trasporto su infrastrutture terrestri, permette di trasportare 4 bit per simbolo. Applicandola al super-channel, ogni coppia di portanti trasporta una capacità pari a 100 Gbps. La sperimentazione ha però mostrato che se si sceglie di dimezzare il numero di bit per simbolo (e quindi la capacità del canale) utilizzando la modalità PM-BPSK (Polarization multiplexed binary phase-shift keying) si migliorano in modo significativo le performance e quindi la distanza massima raggiungibile senza rigenerazioni dal segnale. In particolare con BPSK si ottengono prestazioni più robuste in presenza di segnali interferenti.

Si è visto inoltre che il passaggio su una infrastruttura terza non influisce pesantemente sulle prestazioni, che sono in linea con quanto misurato sull’infrastruttura nativa; la condivisione dello spettro invece sembra giocare un ruolo più importante, ma le prestazioni restano comunque ad un ottimo livello anche per distanze superiori ai 1.000 km.