密集型光波復(fù)用(DWDM)技術(shù)分析

存儲(chǔ)技術(shù)分析之DWDM互連網(wǎng)和企業(yè)商務(wù)應(yīng)用的爆炸性增長，導(dǎo)致全球企業(yè)和服務(wù)供應(yīng)商的網(wǎng)絡(luò)需求猛增。諸如電子商務(wù)，客戶關(guān)系管理，存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)和剛浮出的諸如流媒體應(yīng)用這樣的關(guān)鍵任務(wù)支持服務(wù)，都影響著網(wǎng)絡(luò)的所有環(huán)節(jié)，從接入到城域網(wǎng)（MAN）和廣域網(wǎng)（WAN）。這些技術(shù)挑戰(zhàn)影響著各種行業(yè)，從財(cái)務(wù)服務(wù)，健康服務(wù)，教育到電信服務(wù)提供商。

商務(wù)服務(wù)對(duì)人們的日常生活起著關(guān)鍵作用，消費(fèi)者希望能夠快速地、無中斷地訪問公司的系統(tǒng)和數(shù)據(jù)。同時(shí)，空前增長的存儲(chǔ)需求，迫使公司重新審視如何以及通過何種途徑來滿足人們的要求。新的存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（SAN）和網(wǎng)絡(luò)直連存儲(chǔ)技術(shù)便應(yīng)運(yùn)而生。這些技術(shù)可以使得企業(yè)擴(kuò)充它們的存儲(chǔ)能力，提高了存儲(chǔ)資源的總體的易管理性，同時(shí)拓展了其可訪問的地理范圍。

通訊商在城域網(wǎng)中的光纖配置,使得黑光纖(dark-fiber)和高帶寬成為可行。曾經(jīng)達(dá)到T1和T3的網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)施，現(xiàn)在需要光纖信道，企業(yè)系統(tǒng)連接（ESCON），千兆以太網(wǎng)，以及將來的萬兆以太網(wǎng)來滿足用戶的帶寬需求。這個(gè)需求，隨著先進(jìn)的諸如密集波分復(fù)用（DWDM）的激光技術(shù)的進(jìn)展，大大地促進(jìn)了傳輸容量的提高，并降低了成本，使得通訊商為了能夠在城域網(wǎng)市場中能夠提供黑光纖和高帶寬服務(wù)，經(jīng)濟(jì)上負(fù)擔(dān)得起。

請(qǐng)讀者先有如下印象：本文討論的是存儲(chǔ)服務(wù)供應(yīng)商（SSP）在城域網(wǎng)（MAN）中使用密集波分復(fù)用（DWDM）的存儲(chǔ)合并技術(shù)，也將闡述該技術(shù)出現(xiàn)的原因、具備的優(yōu)勢、在存儲(chǔ)市場中的可能影響，以及一些需要克服的障礙。

什么是DWDM？

DWDM是DenseWavelengthDivisionMultiplexing（密集波分復(fù)用）的縮寫，這是一項(xiàng)用來在現(xiàn)有的光纖骨干網(wǎng)上提高帶寬的激光技術(shù)。更確切地說，該技術(shù)是在一根指定的光纖中，多路復(fù)用單個(gè)光纖載波的緊密光譜間距，以便利用可以達(dá)到的傳輸性能（例如，達(dá)到最小程度的色散或者衰減），這樣，在給定的信息傳輸容量下，就可以減少所需要的光纖的總數(shù)量。

DWDM能夠在同一根光纖中，把不同的波長同時(shí)進(jìn)行組合和傳輸。為了保證有效，一根光纖轉(zhuǎn)換為多個(gè)虛擬光纖。所以，如果你打算復(fù)用8個(gè)光纖載波（OC），即一根光纖中傳輸48路信號(hào)，這樣傳輸容量就將從2.5Gb/s提高到20Gb/s。目前，由于采用了DWDM技術(shù)，單根光纖可以傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流量最大達(dá)到400Gb/s。隨著廠商在每根光纖中加入更多信道，每秒兆兆位的傳輸速度指日可待。

DWDM的一個(gè)關(guān)鍵優(yōu)點(diǎn)是它的協(xié)議和傳輸速度是不相關(guān)的。基于DWDM的網(wǎng)絡(luò)可以采用IP協(xié)議、ATM、SONET/SDH、以太網(wǎng)協(xié)議來傳輸數(shù)據(jù)，處理的數(shù)據(jù)流量在100Mb/s和2.5Gb/s之間，這樣，基于DWDM的網(wǎng)絡(luò)可以在一個(gè)激光信道上以不同的速度傳輸不同類型的數(shù)據(jù)流量。從QoS（質(zhì)量服務(wù)）的觀點(diǎn)看，基于DWDM的網(wǎng)絡(luò)以低成本的方式來快速響應(yīng)客戶的帶寬需求和協(xié)議改變。

密集波分復(fù)用（DWDM）設(shè)備

DWDM設(shè)備用來在單一的光纖上復(fù)用多個(gè)1Gbit/sec（或者更高）信道。這些激光復(fù)用器對(duì)于潛在的協(xié)議來說是透明的，這意味著企業(yè)可以利用單一的DWDM設(shè)備在一根光纖上傳輸千兆以太網(wǎng)，千兆光纖信道，ESCON和SONET，每種網(wǎng)絡(luò)傳輸模式都具有自己的波長。

企業(yè)可用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的方式或者累積的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式配置DWDM設(shè)備，以形成環(huán)路。一旦主鏈接不能訪問，大多數(shù)DWDM設(shè)備支持自動(dòng)失效轉(zhuǎn)接到冗余物理鏈接。在環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，節(jié)點(diǎn)之間僅需要一條鏈接。如果鏈路失效，激光將朝相反的方向傳輸來達(dá)到目標(biāo)。某些類型的DWDM設(shè)備可以添加和去除指定的波長的傳輸模式，這就使得在環(huán)形網(wǎng)中的出入波長路由的距離可以從70公里到160公里以上。

DWDM設(shè)備有兩種基本類別：邊緣類（適用于企業(yè)）和核心類（適用于通信道，每個(gè)通道有自己的波長。DWDM的passthrough特色可以使得非鄰接的站點(diǎn)通過中介站點(diǎn)連接，就如同直接相連一樣。通過中介站點(diǎn)連接所增加的唯一開銷是第二條鏈接的最小延遲（5usec/km）。由于passthrough是被動(dòng)的設(shè)備，所以沒有開銷。

每種連接可以在保護(hù)模式下操作，萬一出現(xiàn)連接故障時(shí)，可提供冗余通道。大多數(shù)情況下，連接故障在50毫秒內(nèi)可自動(dòng)檢測出。此時(shí)，故障連接的兩種波長朝沿著反方向傳輸，到達(dá)反方向的環(huán)路的目標(biāo)端口。如果DWDM1和4之間的連接失敗，從4到1的傳輸波長將調(diào)轉(zhuǎn)方向，通過3和2到達(dá)1。從1到4的傳輸波長也將調(diào)轉(zhuǎn)方向，通過2和3到達(dá)4。

計(jì)算環(huán)路中節(jié)點(diǎn)間的距離取決于所實(shí)現(xiàn)的保護(hù)通路策略。例如，如果DWDM2和3之間的連接失效，1到3的通道將為1到2，2返回到1（由于連接失效），1到4，最后4到3。這說明要排除故障，保持連通，需要使用到環(huán)路的整個(gè)圓周。（而且在四個(gè)以上節(jié)點(diǎn)的配置中也是如此）。

計(jì)算節(jié)點(diǎn)之間距離的另外一種方法是提前設(shè)置保護(hù)路徑（在相反方向），這樣距離就限制在兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的轉(zhuǎn)跳的個(gè)數(shù)。這兩種情況下，節(jié)點(diǎn)之間的最大距離決定了最大的光纖范圍。例如，在這種方案下，節(jié)點(diǎn)之間的最大距離是80到100公里，而在環(huán)路方案下，最大范圍是160到400公里。

但是，假如你有一對(duì)SAN交換機(jī)：一個(gè)位于位置X，一個(gè)位于位置Z。兩個(gè)站點(diǎn)之間的距離大約為5公里。你打算使用特定的黑光纖通過DWDM系統(tǒng)，連接兩個(gè)交換機(jī)。你所使用的每種線卡都匹配850nm的光纖。但連接失敗，你被告知，由于使用了短波千兆接口轉(zhuǎn)換器（GBIC），而導(dǎo)致連接失效。GBIC是個(gè)把電流轉(zhuǎn)換為激光信號(hào)的以及把激光信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字化的電流的收發(fā)器。但GBIC和頻帶卡是專用于850nm的，所以這應(yīng)該不會(huì)有問題。

此處你需要問的問題是：是否你需要設(shè)置什么嗎？或者，通過DWDM來建立這些鏈接，你還需要做些什么？對(duì)這兩個(gè)問題的回答如下：

采用DWDM的光纜排障

光纜連接是否正確對(duì)連接到遠(yuǎn)程站點(diǎn)至關(guān)重要。為確保配置正確，讓我們看看光纖連接的標(biāo)準(zhǔn)，包括設(shè)備之間的所允許的最大距離。

問題

故障現(xiàn)象同你的連接設(shè)置相關(guān)。光纖連接的正確標(biāo)準(zhǔn)如下：

短波（850mm）GBIC使用50u的光纜，終端設(shè)備之間的最大距離為500米。

長波（1300mm）GBIC使用9u的光纜，終端設(shè)備之間的最大距離為10公里，無需擴(kuò)展器或者轉(zhuǎn)發(fā)器。

通過在黑光纖（9u光纜）上使用DWDM，終端設(shè)備之間的最大距離可以延伸到為100公里。

解決方案

所以，你如果建立了相距5公里的站點(diǎn)的擴(kuò)展架構(gòu)，應(yīng)該參考如下配置：

主機(jī)到交換機(jī)=50u多模光纜接到短波GBIC（850mm）。

交換機(jī)主端口使用短波GBIC（850mm）。

交換機(jī)到DWDM=50u多模光纜到短波GBIC（850mm）。

DWDM到遠(yuǎn)程站點(diǎn)連接=長波GBIC（1300mm）到9u單模光纖（黑光纖）。

這樣，你的線卡具有短波多模連接，這適用于局部連接，但站點(diǎn)之間的連接則需要使用長波單模連接。

最后，實(shí)際上在遠(yuǎn)程站點(diǎn)上，應(yīng)進(jìn)行同樣的設(shè)置。對(duì)于你的交換機(jī)，也需要SAN的擴(kuò)充許可，因?yàn)檫@將會(huì)耗盡交換機(jī)之間的可用緩沖區(qū)數(shù)量。這里的本質(zhì)是：隨著光纖技術(shù)的發(fā)展，站點(diǎn)之間的連接距離將會(huì)繼續(xù)增加。

小結(jié)和結(jié)論

在城域網(wǎng)范圍內(nèi)，DWDM對(duì)兩個(gè)數(shù)據(jù)中心之間的連接，最為理想和可靠。而在更遠(yuǎn)的距離上，SONET則提供了高的時(shí)分復(fù)用（TDM）帶寬。通過光纖信道或帶IP協(xié)議的光纖信道（FCIP）進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)復(fù)制工作，這兩種技術(shù)都是最優(yōu)選擇。

最后，在城域網(wǎng)范圍內(nèi)使用DWDM，進(jìn)行SAN的互聯(lián)，企業(yè)可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)具有高可靠性的通訊環(huán)境