Le implementazioni IP-over-DWDM basate su 400ZR e OpenZR+ continuano ad espandersi. Nelle reti di interconnessione dei data center (DCI) e nelle reti metropolitane, i moduli ottici coerenti vengono sempre più spesso integrati direttamente nei router e negli switch, riducendo la necessità di transponder ottici dedicati. Questo approccio riduce i costi delle apparecchiature, il consumo energetico e lo spazio richiesto nei rack.
Allo stesso tempo, gli operatori di rete realizzano sempre più spesso infrastrutture che combinano router, moduli ottici, ROADM e apparecchiature di trasporto ottico di diversi fornitori. La maggiore flessibilità nella progettazione delle reti accresce l’importanza della verifica dell’interoperabilità prima dell’implementazione e della valutazione della qualità della comunicazione dopo l’attivazione del servizio. Anche quando i dispositivi sono conformi agli stessi standard, combinazioni diverse di fornitori possono influire sulla portata di trasmissione e sul margine di prestazioni. OpenZR+ aggiunge ulteriore complessità supportando velocità di trasmissione multiple da 100G a 400G, nonché schemi di modulazione multipli.
Di conseguenza, l’implementazione della rete richiede ben più di una semplice verifica della connettività. Gli ingegneri devono valutare se una rete implementata sia in grado di mantenere la qualità della comunicazione in condizioni operative prima dell’attivazione del servizio. Questo articolo affronta le sfide relative ai test di interoperabilità nelle reti ottiche aperte, introduce le metriche chiave utilizzate per valutare la qualità della comunicazione e descrive approcci di test che migliorano l’efficienza nel garantire la qualità.
Fattori alla base della crescente diffusione delle reti ottiche aperte
Le reti ottiche aperte offrono una maggiore flessibilità nella progettazione della rete, consentendo agli operatori di selezionare in modo indipendente router, moduli ottici coerenti, ROADM e apparecchiature di trasporto ottico. Gli aggiornamenti della rete e l’espansione della capacità possono essere introdotti in modo incrementale, riducendo al contempo la dipendenza da un unico fornitore. Di conseguenza, l’adozione dell’architettura ottica aperta continua a crescere.
Allo stesso tempo, l’onere della validazione è aumentato con l’espansione del numero di dispositivi e delle possibili combinazioni. Gli ambienti tradizionali basati su un unico fornitore in genere validano i moduli ottici e le apparecchiature di trasporto come soluzione integrata. Nelle reti ottiche aperte, tuttavia, router, moduli ottici e ROADM provengono spesso da fornitori diversi, creando un numero molto maggiore di combinazioni e condizioni di test che devono essere verificate prima dell’implementazione.
L’adozione diffusa di OpenZR+, con il supporto di diverse velocità di trasmissione tra cui 100G, 200G, 300G e 400G, amplia ulteriormente l’ambito della validazione. Le condizioni di trasmissione variano a seconda dell’architettura di rete e dei requisiti operativi e, anche sulla stessa piattaforma, i risultati possono differire in base alla distanza di trasmissione e alla configurazione del percorso ottico. Gli ingegneri devono quindi valutare una gamma più ampia di variabili durante i test di interoperabilità e di prestazione.
Sebbene le reti ottiche aperte aumentino la flessibilità nella scelta delle apparecchiature, aumentano anche il numero di condizioni che richiedono una verifica prima dell’implementazione. La sezione seguente esamina perché i test di interoperabilità sono diventati essenziali in tali ambienti.
Perché i test di interoperabilità sono importanti
Figura Configurazione di test di interoperabilità multivendor che utilizza OpenZR+ e OpenROADM all’OFC 2025.
Le reti basate su 400ZR e OpenZR+ non sempre garantiscono i risultati attesi, anche quando tutti i dispositivi sono conformi agli stessi standard di settore.
Ad esempio, un modulo ottico che funziona normalmente in un ambiente di laboratorio potrebbe non riuscire a stabilire un collegamento una volta collegato a un percorso di trasmissione reale. In altri casi, la portata di trasmissione potrebbe risultare inferiore alle aspettative, oppure le metriche di prestazione della FEC potrebbe aumentare dopo l’attivazione del servizio. Tali problemi si verificano più frequentemente in ambienti multi-vendor in cui router, moduli ottici, ROADM e apparecchiature di trasporto ottico provengono da fornitori diversi. Le variazioni nell’implementazione e nella configurazione possono influire sulle prestazioni del ricevitore e sul margine di comunicazione, che gli ingegneri valutano comunemente utilizzando metriche quali il BER pre-FEC, l’OSNR e metriche di prestazione della FEC
Anche l’isolamento dei guasti rappresenta una sfida significativa. Quando la qualità della comunicazione si degrada, gli ingegneri devono determinare se la causa principale risiede nel modulo ottico, nel percorso di trasmissione o nel ROADM. I controlli di stabilimento del collegamento e i test di throughput da soli non sono in grado di identificare la posizione del degrado.
Un’altra considerazione importante riguarda la differenza tra una comunicazione riuscita e un margine di comunicazione sufficiente. Un aumento della perdita nella fibra ottica o una riduzione dell’OSNR possono far aumentare il tasso di errore binario. Finché la FEC continua a correggere con successo tali errori, la rete rimane operativa e non si verificano interruzioni del servizio visibili. Un circuito può quindi apparire funzionante durante la messa in servizio, mentre la qualità della comunicazione si deteriora gradualmente dopo l’implementazione.
Per questo motivo, i test di interoperabilità non si limitano a valutare il semplice successo nell’instaurazione del collegamento. È necessario valutare anche il margine di comunicazione. Tra gli indicatori comuni figurano il BER pre-FEC, l’OSNR e le
metriche di prestazione della FEC. Queste metriche aiutano a identificare potenziali deterioramenti della qualità della comunicazione e rischi operativi prima che questi influenzino i servizi di rete.
Le organizzazioni del settore riconoscono questa sfida. L’Optical Internetworking Forum (OIF) continua a condurre test di interoperabilità all’OFC Plugfest combinando moduli 400ZR e OpenZR+ di diversi fornitori. Questi test valutano non solo l’ e del collegamento, ma anche l’OSNR (rapporto segnale-rumore ottico) e le prestazioni del ricevitore, dimostrando che la sola conformità agli standard di settore non garantisce il successo dell’implementazione. Allo stesso modo, gli operatori di rete necessitano di metodi di valutazione che aiutino a quantificare le variazioni di qualità e supportino le decisioni di implementazione, nonché l’analisi dei guasti.
Valutazione dell’impatto della sostituzione delle apparecchiature e delle modifiche alla rete
Le misurazioni raccolte durante i test di interoperabilità, tra cui BER pre-FEC, OSNR, conteggi di correzione FEC e potenza ottica di trasmissione e ricezione, forniscono una linea di base per valutare l’impatto delle successive modifiche alla rete.
Un singolo risultato di misurazione non è sufficiente a stabilire se un valore derivi da una modifica alla configurazione o dalle caratteristiche intrinseche della rete. Diventa quindi essenziale il confronto tra le misurazioni raccolte prima e dopo una modifica. Ad esempio, un aumento delle metriche di prestazione della FEC a seguito della sostituzione di un modulo ottico richiede un’analisi per determinare se la variazione sia dovuta al modulo ottico stesso o alle condizioni del percorso di trasmissione. L’analisi delle variazioni del BER pre-FEC e dell’OSNR, insieme alle metriche di prestazione della FEC , aiuta a identificare la sezione della rete interessata e a restringere il campo ai componenti di rete rilevanti.
Tale analisi comparativa supporta non solo la sostituzione dei moduli ottici, ma anche le modifiche al percorso ROADM, gli aggiornamenti dei router e i progetti di espansione della rete. Anche quando i dispositivi sono conformi allo stesso standard, diverse combinazioni di router, moduli ottici, ROADM e apparecchiature di trasporto possono produrre variazioni nelle prestazioni del ricevitore e nelle metriche di prestazione della FEC. La convalida richiede quindi l’esecuzione di test nella configurazione di rete prevista.
Anritsu Network Master Pro MT1040A esegue test delle prestazioni Ethernet e la valutazione della qualità della comunicazione coerente all’interno di un unico ambiente di test. Oltre alle misurazioni di throughput, perdita di frame e latenza, la piattaforma acquisisce il BER pre-FEC, l’OSNR e le metriche di prestazione della FEC. Queste funzionalità consentono il confronto della qualità della comunicazione prima e dopo una modifica dell’ e di rete, nonché la verifica dell’instaurazione della comunicazione. Di conseguenza, i test di implementazione, la validazione post-aggiornamento e l’analisi dei guasti possono avvalersi di una metodologia di valutazione comune.
L’analisi comparativa diventa particolarmente importante in ambienti multi-vendor, dove la sostituzione dei moduli ottici, la modifica dei percorsi ROADM e gli aggiornamenti dei router possono tutti influenzare la qualità della comunicazione. Le misurazioni ottenute in condizioni di test identiche consentono agli ingegneri di quantificare l’impatto di ciascuna modifica. Le variazioni del BER pre-FEC, dell’OSNR e delle metriche di prestazione della FEC supportano inoltre l’isolamento delle sezioni e dei componenti di rete interessati quando si verificano variazioni nella qualità della comunicazione.
L’MT1040A supporta ambienti 100ZR, 400ZR, OpenZR+ e OpenROADM. La piattaforma supporta la valutazione di un’ampia gamma di architetture di rete, tra cui DCI, reti metropolitane e reti di accesso o periferiche. Condizioni di test coerenti su più velocità di trasmissione e modalità di trasmissione consentono agli ingegneri di applicare la stessa metodologia di valutazione, dai test iniziali di interoperabilità fino ai futuri progetti di espansione e aggiornamento.
Gli scenari di test standardizzano ulteriormente la configurazione delle lunghezze d’onda, i test di attivazione dei servizi e la valutazione della qualità della comunicazione. Spesso si rendono necessari nuovi test durante la sostituzione delle apparecchiature e l’analisi dei guasti. Le misurazioni raccolte in condizioni identiche migliorano l’accuratezza del confronto e semplificano la gestione dei registri di test.
Le misurazioni raccolte prima e dopo una modifica alla rete forniscono una base comune per le decisioni relative all’implementazione, agli aggiornamenti delle apparecchiature e all’analisi dei guasti. L’accumulo a lungo termine di tali risultati stabilisce inoltre valori di riferimento per future modifiche alla rete e attività di risoluzione dei problemi. L’MT1040A offre un ambiente progettato appositamente per tale processo di valutazione comparativa.
Conclusione
Gli standard 400ZR e OpenZR+ hanno accelerato la transizione verso reti ottiche aperte. Sebbene una maggiore apertura offra vantaggi significativi, non semplifica la garanzia della qualità. Di conseguenza, la convalida dell’interoperabilità e la valutazione del margine di comunicazione assumono un’importanza crescente man mano che le reti incorporano apparecchiature di diversi fornitori.
L’adozione da parte del settore delle tecnologie coerenti di nuova generazione, tra cui l’800ZR, aumenterà ulteriormente la complessità dei test di interoperabilità e della valutazione della qualità di trasmissione. Velocità di trasmissione più elevate aumentano la capacità, riducendo al contempo la tolleranza nei confronti dei limiti del margine di progettazione, delle differenze di implementazione e delle alterazioni della trasmissione.
La competitività delle reti future dipenderà non solo dalla velocità di trasmissione, ma anche dalla capacità di quantificare, monitorare e gestire la qualità della comunicazione. Pratiche solide di garanzia della qualità e metodi di valutazione ripetibili saranno quindi essenziali per l’implementazione e il funzionamento affidabili delle reti ottiche aperte.
