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Der Kurs beginnt mit einem Einblick in die Photonik, indem die Eigenschaften und die Parameter des Lichtes, des Multiplexen und der Modulation erklärt werden. Sie lernen die modernen Glasfasern (Multi Core, Hollow Core, Photonic Crystal) kennen sowie optische Komponenten wie Stecker, SFPs, EDFAs, Raman-Verstärker und VOAs; OTDR-Messungen werden erklärt.
Die optische Übertragung wird am Beispiel des Ethernets, Fibre Channel, OTN und WDM besprochen, die Unterschiede zw. CWDM und DWDM herausgearbeitet und der Peta Bit/s-Bereich beleuchtet. Das Optical Switching mit CDCG ROADMs schließt daran an.
Mit dem Einblick in das Netzdesign lernen Sie Aufbau, Betrieb und die Protection optischer Netze kennen. Er beinhaltet zudem Berechnungen der Dämpfung, Dispersion, Pegel, Laufzeit, optischen Budget, Span Loss, Mindestdämpfung und FWM.
Der Blick auf die aktuelle Forschung im Peta Bit/s Bereich, die Quantenkommunikation und die Quantenkryptographie (QKD) rundet den Kurs ab.
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Kursinhalt
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- Photonik: Eigenschaften und Parameter des Lichtes, Polarisationsmultiplexen
- Optical Fiber: Multi Mode (OM4, OM5), Single Mode (G.652D, G.654, G.655, G.656), Multi Core
- Optische Komponenten: SFP, QSPF-28, QSFP-DD, OSFP, XFP, Stecker: PC, UPC, APC, HRL, 8°/9°
- Colored und gray interfaces, Muxponder, Transponer, Xponder
- Optische Verstärker: EDFA, Raman, weitere
- Fibre Channel: Flusskontrolle mit Buffer Credits und Receive Ready
- Höchste Bitraten dank Modulation: von PAM4 über QPSK zu QAM-256,
- CWDM und DWDM, aktiv und passiv WDM, fixed grid und flexible grid,
- Optical Switching: von passiven OADM zu intelligenten CDCG ROADMs
- Berechnen: Dämpfung, Dispersion, Laufzeit, opt. Budget, Span Loss, Mindestdämpfung
- Aktuelle Forschung: von Tera Bit/s zu Peta Bit/s
- Vom Qubit über Verschränkung zum Gatter hin zum Quantencomputer
- Verschränkung und Teleportation zur Quantenkommunikation
- Verfahren zum quantenkryptographischen Schlüsselaustausch (QKD)
Das ausführliche deutschsprachige digitale Unterlagenpaket, bestehend aus PDF und E-Book, ist im Kurspreis enthalten.
Premium Kursunterlagen
Zusätzlich zu dem digitalen Unterlagenpaket steht Ihnen auch das exklusive Premium Print Paket zur Verfügung:
- Hochwertige Farbausdrucke der ExperTeach Kursunterlagen
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- Eleganter LAMY Kugelschreiber
- Praktischer Notizblock
Das Premium Print Paket kann für CHF 225,- zzgl. MwSt. im Bestellprozess hinzugefügt werden (nur bei Präsenzteilnahme).
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Zielgruppe
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Zielgruppe sind diejenigen, die optische Technik fundiert, kompakt und praxisnah lernen wollen und einen deep dive nicht scheuen. Zusätzlich zur aktuellen Technik erhalten Sie Einblick in die aktuelle Forschung und die Themen Quantenkommunikation, Quantenkryptographie (QKD) und Quantencomputer.
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Voraussetzungen
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Vorkenntnisse im Bereich der optischen Technik erleichtern das Verständnis, sind jedoch nicht zwingend erforderlich.
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Kursziel
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Sie erhalten ein fundiertes Verständnis der Zusammenhänge in den Themen: Lichtausbreitung, optische Fenster, Dämpfung, Dispersion, Polarisation, SFPs, QSFP-28, QSFP-DD, OSFP, optische Verstärker sowie optische Netze mit ROADMs.
Sie können Dämpfung, Dispersion und Dispersionskorrektur, optisches Budget, Span Loss, Laufzeit und Mindestdämpfung berechnen und OTDR-Messungen besser verstehen. Sie erhalten ein Grundverständnis für Quantenkommunikation, Quantenkryptographie und Quantencomputer.
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Alternativen
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Auf der Grundlage der Glasfasernetze kann Zeit-Synchronität mit PTP (IEEE 1588) über Ethernet realisiert werden. Darüber erfahren Sie im Kurs „Time-Sensitive Networking – Synchronous Ethernet mit PTP“ alles Wissenswerte.
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Ergänzende und aufbauende Kurse
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Optische Technik spielt bei Aufbau, Betrieb und der Bereitstellung hoher Bitraten im 5G Mobilfunk eine wesentliche Rolle, die Sie im Kurs: „New RAN – O-ran, vRAN, RAN im 5G Campus“ erfahren können.
| 1 | Photonik – Es werde Licht! |
| 1.1 | Tera Bit/s Datenströme |
| 1.1.1 | Das Wachsen der Datenströme |
| 1.2 | Photonik – Wissenswertes zu Licht |
| 1.2.1 | Verhalten des Lichtes: Reflexion |
| 1.2.2 | Brechung |
| 1.2.3 | Beugung |
| 1.2.4 | Interferenz |
| 1.2.5 | Wellenlänge |
| 1.2.6 | Frequenz |
| 1.2.7 | Amplitude |
| 1.2.8 | Phase |
| 1.2.9 | Polarisationsebene |
| 1.2.10 | Polarisationsmoden- Multiplexen (Pol-Mux) |
| 1.3 | Lichtausbreitung in der Glasfaser |
| 1.4 | LASER – einzigartiges Licht! |
| 1.4.1 | Funktionsweise des LASERs |
| 1.4.2 | LASER – warum sind sie monochromatisch? |
| 1.4.3 | Emissionsspektren von LED und LASER Dioden |
| 1.5 | Modulation |
| 1.5.1 | Amplituden-Modulation |
| 1.5.2 | NRZ vs. PAM4 |
| 1.5.3 | Phasen-Modulation |
| 1.5.4 | QAM Modulation |
| 1.5.5 | So arbeitet ein Modulator |
| 1.5.6 | Modulator für QPSK |
| 1.6 | Dämpfung |
| 1.6.1 | Was beeinflusst die Dämpfung? |
| 1.6.2 | Streckenplanung |
| 1.7 | Optische Fenster einer Glasfaser |
| 1.8 | Dispersion |
| 1.8.1 | Arten der Dispersion |
| 1.8.2 | Polarisationsmodendispersion (PMD) |
| 2 | LASER, Stecker, Verstärker, OTDR |
| 2.1 | LASER als Pluggable Interfaces |
| 2.1.1 | Überblick: SFP, SFP+, OSFP, QSFP, QSFP28, QSFP-DD |
| 2.1.2 | 100 GE Varianten mit QSFP |
| 2.1.3 | 400 G Varianten mit QSFP |
| 2.1.4 | 400 G Varianten nach IEEE 802.3bs (SMF) |
| 2.1.5 | 800G Varianten mit OSFP und QSFP |
| 2.1.6 | SFP+: CWDM, duplex |
| 2.1.7 | SFP: GPON, simplex |
| 2.1.8 | QSFP: 400GBASE-FR4 |
| 2.1.9 | Durchstimmbare LASER |
| 2.1.10 | XFP: DWDM tunable LASER |
| 2.2 | Optische Stecker und Schnittstellen |
| 2.2.1 | Was ist wichtig? |
| 2.2.2 | Glasfaserstecker |
| 2.2.3 | PC-, APC- und HLR-Bauweise |
| 2.3 | Optische Verstärker – The Power Of Light |
| 2.3.1 | Raman Verstärker (DRA - Distributed Raman Amplifier) |
| 2.4 | OTDR-Rückstreumessungen |
| 2.4.1 | Ghost – Doppelreflexion |
| 2.4.2 | OTDR – Gainer und Loser |
| 2.4.3 | Ursache eines Gainers |
| 2.4.4 | Ursache eines Losers |
| 2.5 | Layer 1 Fehler erkennen und beheben |
| 2.5.1 | Fehler beheben: Port, Stecker, Schliff |
| 2.5.2 | Fehler beheben: LASER Module |
| 2.5.3 | Fehler beheben: Glasfaser |
| 2.5.4 | Fehler beheben: Dämpfung |
| 2.5.5 | Fehler beheben: Bitrate |
| 2.5.6 | Fehler beheben: 100 GE |
| 2.5.7 | Beispiel: 100GBASE-LR4 vs 100GBASE-SR10 |
| 3 | Die Welt der Glasfasern |
| 3.1 | Glasfasern – Die Nervenfasern der modernen Welt |
| 3.1.1 | Aufbau einer typischen Glasfasern |
| 3.2 | Glasfasern für Fibre Channel (FC) |
| 3.2.1 | OM4 – Der Klassiker der Rechenzentren |
| 3.2.2 | OM5 – Die Breitband Multi Mode Faser |
| 3.2.3 | Multi Mode Fiber, G.651.1 |
| 3.3 | Uni- oder Bidirektional über eine Faser? |
| 3.4 | Fiber to the Home, Building, Curb |
| 3.5 | Passive Optical Networks (PON) |
| 3.5.1 | E-PON, G-PON, XGS-PON, NG-PON2 |
| 3.5.2 | Funktionsweise |
| 3.5.3 | Shared Medium |
| 3.5.4 | Kollisionen auf Glasfasern? |
| 3.5.5 | PON mit max. Up Stream |
| 3.5.6 | PON mit CWDM |
| 3.5.7 | Fasern bei GPON |
| 3.6 | Glasfasertypen des Metro- und WAN-Bereiches |
| 3.7 | Übersicht der Mono Mode-Glasfasertypen |
| 3.7.1 | G.652 Single Mode Fiber |
| 3.7.2 | G.653 Dispersion-Shifted Fiber (DSF) |
| 3.7.3 | G.654 Cut-off Shifted Single Mode Fiber |
| 3.7.4 | G.655 Non-Zero Dispersion Shifted Fiber |
| 3.7.5 | G.656 NZ-DSF für Breitbandübertragung |
| 3.7.6 | Dispersion Compensation Fiber (DCF) |
| 3.8 | Netzoptimierung mit Glasfasern |
| 3.8.1 | Funktionsweise der Dispersionskorrektur |
| 3.9 | Multi Core Fibers (MFC): Space Division Multiplexing (SDM) |
| 3.9.1 | Multi Core Fibers mit solid core |
| 3.9.2 | 4-Core Multi Core Fiber: Beispiele |
| 3.9.3 | 22-Core Fiber |
| 3.10 | Hollow Core und Photonic Crystal Fiber |
| 3.11 | Polymerfasern – Eine preiswerte Alternative? |
| 3.12 | Rechenzentrum: Welche Fiber für AI/KI? |
| 3.12.1 | Data Center: Optimaler Durchsatz mit optimaler Faser |
| 3.12.2 | Data Center Interconnection (DCI) – mit welcher Fiber? |
| 4 | Optische Übertragung in WAN, Metro und Rechenzentren |
| 4.1 | Ethernet bis 800 GBit/s |
| 4.1.1 | 10 GE Schnittstellen |
| 4.1.2 | 40 und 100 Gigabit Ethernet |
| 4.1.3 | 100GBASE-LR4: Ethernet über WDM |
| 4.1.4 | 100 GE Varianten mit QSFP |
| 4.1.5 | 200 GE und 400 GE |
| 4.1.6 | 800G Varianten mit OSFP und QSFP |
| 4.2 | SDH mit 10 und 40 GBit/s |
| 4.2.1 | Bitraten der SDH |
| 4.2.2 | Taktquellen – Es kann nur einen geben |
| 4.2.3 | Netzschutzmechanismen |
| 4.3 | WDM – Eine universale Plattform |
| 4.3.1 | Der Aufbau eines WDM-Muxes |
| 4.3.2 | „Colored“ Interfaces |
| 4.3.3 | „Grey“ Interfaces: Transponder nötig |
| 4.3.4 | 400 G Muxponder für DCI |
| 4.3.5 | 800 G Muxponder für WAN |
| 4.4 | DWDM – Dense Wavelength Division Multiplexing |
| 4.4.1 | DWDM – Dense WDM, fast unbegrenzte Übertragung |
| 4.4.2 | Aufbau einer WDM-Strecke |
| 4.4.3 | Wichtige Vorteile |
| 4.4.4 | DWDM Kanalabstände |
| 4.4.5 | Fixed Grid Spacing |
| 4.4.6 | Flexible Grid Spacing |
| 4.4.7 | Super Channels |
| 4.4.8 | Super Channels und Kanalabstand |
| 4.5 | CWDM – Coarse WDM, der preiswerte Einstieg |
| 4.5.1 | CWDM Kanalabstand |
| 4.5.2 | CWDM – Vorteile und Nachteile |
| 4.5.3 | CWDM und DWDM kombiniert |
| 4.5.4 | WDM und transparente optische Netze |
| 4.5.5 | Einblick in die Messtechnik |
| 4.5.6 | Licht und Schatten – Nachteile von WDM |
| 4.6 | Shortwave CWDM |
| 4.6.1 | Ein Blick auf SWDM |
| 4.6.2 | 100G 4WDM-10 (MSA) |
| 4.7 | Fibre Channel über DWDM |
| 4.7.1 | Speichervirtualisierung |
| 4.7.2 | Speichersystem-basierte Virtualisierung |
| 4.7.3 | Virtualization Appliances |
| 4.7.4 | Mechanismen zur Flusskontrolle |
| 4.7.5 | Buffer-to-Buffer Credit |
| 4.7.6 | End-to-End Credit |
| 4.7.7 | Buffer-to-Buffer Credits auf Langstreckenverbindungen |
| 4.7.8 | Port-Typen im SAN |
| 4.7.9 | Routing im SAN |
| 4.8 | WDM für GPON |
| 4.8.1 | GPON und Wellenlängenbereiche |
| 4.8.2 | Optisches Budget auf der Leitung |
| 4.9 | Optische Technik in Kabelnetzen |
| 5 | Optical Switching – Eine Welle geht ihren Weg |
| 5.1 | Optical Switching – Warum? |
| 5.2 | Optische Add/Drop Multiplexer (OADM) |
| 5.2.1 | 4D ROADM |
| 5.2.2 | Colorless ROADM |
| 5.2.3 | Broadcast & Select ROADMs |
| 5.2.4 | Route & Select ROADMs |
| 5.2.5 | Frei konfigurierbare OADM |
| 5.3 | Technologien des Optical Switchings |
| 5.3.1 | Thin Filters – starres Schalten |
| 5.3.2 | Optical Multiplexen |
| 5.3.3 | 1 x 8 WSS mit Flüssigkristallen |
| 5.3.4 | MEMS – Im Spiegel der Technik |
| 5.3.5 | 2D-MEMS |
| 5.3.6 | 3D-MEMS – Die 3. Dimension |
| 5.3.7 | Thermo-optische Switches |
| 5.4 | Einsatz von OADM |
| 5.4.1 | Optische Cross Connects |
| 5.4.2 | Schematischer Aufbau optischer Cross Connects |
| 6 | Optische Netze – Wellenlängen weltweit |
| 6.1 | Netzdesign – Topologie |
| 6.1.1 | Internationale Ringnetze |
| 6.1.2 | Nordamerika: Arelion |
| 6.1.3 | Southern Cross Cable Network im Pazifik |
| 6.2 | Verkehrsplanung – Verkehrsströme |
| 6.2.1 | Beispiel: verteilter Verkehr |
| 6.2.2 | Anbindung an die Zentrale |
| 6.2.3 | Beispiel: Verkehr zur Zentrale |
| 6.3 | Terabit-Netze |
| 6.3.1 | TBit/s Netze in den Ozeanen – eine Auswahl |
| 6.3.2 | TBit/s Netze zur Anbindung von Rechenzentren |
| 6.3.3 | Transparente optische Netze – Wavelength Path Routing |
| 6.3.4 | Die Zukunft – Virtual Wavelength Path Routing |
| 6.3.5 | MPLS und optische Netze |
| 6.3.6 | Terastream |
| 6.4 | Alone in the dark? – Optische Schutzkonzepte |
| 6.4.1 | Equipment Protection |
| 6.4.2 | Pfadschutz: Channel und Mux Protection |
| 6.4.3 | Optischer Netzschutz auf Punkt-zu-Punkt Verbindungen |
| 6.4.4 | Revertive oder non-revertive, das ist hier die Frage |
| 6.4.5 | Optical Channel/Path Protection auf Pt-to-Pt |
| 6.5 | Netzschutz in Ringen |
| 6.5.1 | Verknüpfte Ringe |
| 6.5.2 | Dedicated Protection |
| 6.5.3 | Shared Protection |
| 6.5.4 | Unidirektionale und bidirektionale Ringe |
| 7 | OTN – Optical Transport Network, G.709 |
| 7.1 | OTN im Überblick |
| 7.2 | Die Struktur von OTN |
| 7.2.1 | Der OTN – Rahmenaufbau |
| 7.2.2 | Forward Error Correction (FEC) mit RS (255,239) |
| 7.2.3 | Containergrößen |
| 7.2.4 | ODUflex |
| 7.2.5 | ODUflex im Einsatz |
| 7.2.6 | Beyond 100G: Das B100G Frame Format |
| 7.2.7 | Flexible OTN (FlexO) Mapping |
| 7.2.8 | OTN-Varianten für 400 G |
| 7.2.9 | OTUk Overhead |
| 7.2.10 | ODU-Overhead |
| 7.2.11 | Beispiele für TCM |
| 7.2.12 | OPU-Overhead |
| 7.2.13 | Mapping von CBR-Signalen |
| 7.3 | OTN Multiplexbildung |
| 7.3.1 | Ethernet Multiplexing |
| 7.3.2 | OPU2-Zeitschlitze |
| 7.3.3 | OPU3-Zeitschlitze |
| 7.4 | Alarme und Fehlerquellen |
| 7.4.1 | Fehlermeldungen |
| 7.4.2 | Fehlerkaskaden |
| 7.4.3 | TroubleShooting – Beispiel: LOS |
| 7.5 | OTN im 5G Mobilfunk |
| 7.5.1 | 5G Anwendungen |
| 7.5.2 | Weitere 5G Use Cases |
| 7.5.3 | OTN im 5G RAN |
| 7.5.4 | OTN im Fronthaul und Midhaul des 5G RAN |
| 7.5.5 | Synchronisation im 5G Radio Access Network (RAN) |
| 7.5.6 | G.8271.1: Full Timing Support (FTS) |
| 8 | Future World – die Welt von morgen |
| 8.1 | 10 TBit/s auf einer Wellenlänge |
| 8.2 | Solitonen – Der Stein der Weisen? |
| 8.2.1 | Solitonen und der Terabit-Bereich |
| 8.3 | Frequenzkämme zur Signalerzeugung |
| 8.3.1 | Vom Kerr-Effekt zum Frequenzkamm |
| 8.3.2 | Frequenzkamm statt SFPs? |
| 8.3.3 | Frequenzkämme im Data Center |
| 8.3.4 | Data Center Interconnection (DCI) modern |
| 8.4 | Optische Fenster total |
| 8.5 | Peta Bit/s mit Mode Multiplexing |
| 8.5.1 | 110 x 110 MIMO – der heilige Gral? |
| 8.6 | Space-Division Multiplexing – Multi Core Fiber |
| 8.6.1 | 22,9 PBit/s mit 38-Core Fiber und 3 Moden |
| 8.6.2 | Multi Core Fiber (MCF) für Transozeannetze |
| 8.6.3 | 4-Core Fiber Submarine |
| 8.7 | Optical Switching im Peta Bit/s Bereich |
| 8.7.1 | Switching zwischen Multi Core Fibers (MCF) und Moden |
| 8.7.2 | Protection Switching bei PBit/s |
| 9 | Verschränkung und Quanten Key Distribution, Qubits und Quantencomputer |
| 9.1 | Wundersame Quantenphysik |
| 9.2 | Informationen in Photonen |
| 9.2.1 | Polarisation – ein Überblick |
| 9.3 | Superposition – Beides zugleich! |
| 9.3.1 | Qubit veranschaulicht als Bloch-Kugel |
| 9.4 | Verschränkung der Photonen |
| 9.4.1 | Verschränkung – aber wie? |
| 9.4.2 | Verschränkung erzeugen |
| 9.4.3 | Verschränktes Photonenpaar: Signal & Idler |
| 9.4.4 | Verschränkung für Kommunikation nutzen |
| 9.5 | Quantum Key Distribution – QKD |
| 9.5.1 | Sicherheit auf Physikalischer Ebene |
| 9.5.2 | Auslesen hinterlässt Spuren |
| 9.5.3 | Warum funktioniert keine man-in-the-middle attack? |
| 9.5.4 | QKD im Handel |
| 9.6 | Quantenteleportation |
| 9.7 | Mythen und Legenden |
| 9.8 | Quantencomputer |
| 9.8.1 | Quantum Bits (Qubit) |
| 9.8.2 | Funktionsweise des Quantencomputers |
| 9.8.3 | Boolesche Verknüpfungen mit Licht |
| 9.8.4 | Funktionsweise einer Ionenfalle |
| 9.8.5 | Beispiel einer Penning Falle |
| 9.9 | Quantum Error Correction (QEC) |
| 9.9.1 | Kandidaten für die Umsetzung |
| 10 | Übungen zu WDM, Netzplanung und Quanten |
| 10.1 | Bitfehlerate und Datendurchsatz |
| 10.2 | Dispersion und Bitfehlerrate (BER) |
| 10.2.1 | Streckenlänge und Dispersion |
| 10.2.2 | CWDM: Dispersion und SMF Typ |
| 10.2.3 | CWDM: Wellenlängendrift durch Temperatur |
| 10.3 | Dämpfung berechnen |
| 10.3.1 | Dämpfung berechnen – Formel |
| 10.3.2 | Dämpfung – ohne Formel geht es nicht! |
| 10.4 | Der Übergang von dB zu dBm |
| 10.4.1 | dBm berechnen für SFP+ |
| 10.4.2 | dBm berechnen für EDFA |
| 10.5 | OTDR – Reichweite und Auflösung |
| 10.6 | Netzdesign: Was ist wichtig bei Streckenplanung? |
| 10.6.1 | Optisches Budget berechnen |
| 10.6.2 | Mindestdämpfung berechnen |
| 10.6.3 | Span Loss für 1310 nm berechnen |
| 10.6.4 | Span Loss für 1550 nm berechnen |
| 10.7 | Netzplanung: Netzdesign optimieren |
| 10.8 | Frequenzkamm mit Four-Wave Mixing (FWM) |
| 10.9 | Verschränkung: SPDC berechnen |
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Classroom Training
- Bevorzugen Sie die klassische Trainingsmethode? Ein Kurs in einem unserer Training Center, mit einem kompetenten Trainer und dem direkten Austausch zwischen allen Teilnehmern? Dann buchen Sie einen der Classroom Training Termine!
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Hybrid Training
- Hybrid Training bedeutet, dass zusätzliche Online-Teilnehmer an einem Präsenzkurs teilnehmen können. Die Dynamik eines realen Kurses bleibt erhalten, wovon besonders auch die Online-Teilnehmer profitieren. Als Online-Teilnehmer eines Hybrid-Kurses nutzen Sie eine Collaboration-Plattform wie WebEx Training Center oder Saba Meeting. Dazu wird nur ein PC mit Browser und Internet-Anschluss benötigt, ein Headset und idealerweise eine Webcam. Im Kursraum setzen wir speziell entwickelte und angepasste hochwertige Audio- und Videotechnik ein. Sie sorgt dafür, dass die Kommunikation zwischen allen Beteiligten angenehm und störungsfrei funktioniert.
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Online Training
- Möchten Sie einen Kurs online besuchen? Zu diesem Kursthema bieten wir Ihnen Online-Kurstermine an. Als Teilnehmer benötigen Sie dazu einen PC mit Internet-Anschluss (mindestens 1 Mbit/s), ein Headset, falls Sie per VoIP arbeiten möchten und optional eine Kamera. Weitere Informationen und technische Empfehlungen finden Sie hier.
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Inhouse-Schulung
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Benötigen Sie einen maßgeschneiderten Kurs für Ihr Team? Neben unserem Standard-Angebot bieten wir Ihnen an, Kurse speziell nach Ihren Anforderungen zu gestalten. Gerne beraten wir Sie hierzu und erstellen Ihnen ein individuelles Angebot.
Die gesamte Beschreibung dieses Kurses mit Terminen und Preisen zum Download als PDF.-
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Kursinhalt
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- Optische Komponenten: SFP, QSPF-28, QSFP-DD, OSFP, XFP, Stecker: PC, UPC, APC, HRL, 8°/9°
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- Optische Verstärker: EDFA, Raman, weitere
- Fibre Channel: Flusskontrolle mit Buffer Credits und Receive Ready
- Höchste Bitraten dank Modulation: von PAM4 über QPSK zu QAM-256,
- CWDM und DWDM, aktiv und passiv WDM, fixed grid und flexible grid,
- Optical Switching: von passiven OADM zu intelligenten CDCG ROADMs
- Berechnen: Dämpfung, Dispersion, Laufzeit, opt. Budget, Span Loss, Mindestdämpfung
- Aktuelle Forschung: von Tera Bit/s zu Peta Bit/s
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Voraussetzungen
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Vorkenntnisse im Bereich der optischen Technik erleichtern das Verständnis, sind jedoch nicht zwingend erforderlich.
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Kursziel
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Sie erhalten ein fundiertes Verständnis der Zusammenhänge in den Themen: Lichtausbreitung, optische Fenster, Dämpfung, Dispersion, Polarisation, SFPs, QSFP-28, QSFP-DD, OSFP, optische Verstärker sowie optische Netze mit ROADMs.
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Alternativen
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Ergänzende und aufbauende Kurse
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| 1 | Photonik – Es werde Licht! |
| 1.1 | Tera Bit/s Datenströme |
| 1.1.1 | Das Wachsen der Datenströme |
| 1.2 | Photonik – Wissenswertes zu Licht |
| 1.2.1 | Verhalten des Lichtes: Reflexion |
| 1.2.2 | Brechung |
| 1.2.3 | Beugung |
| 1.2.4 | Interferenz |
| 1.2.5 | Wellenlänge |
| 1.2.6 | Frequenz |
| 1.2.7 | Amplitude |
| 1.2.8 | Phase |
| 1.2.9 | Polarisationsebene |
| 1.2.10 | Polarisationsmoden- Multiplexen (Pol-Mux) |
| 1.3 | Lichtausbreitung in der Glasfaser |
| 1.4 | LASER – einzigartiges Licht! |
| 1.4.1 | Funktionsweise des LASERs |
| 1.4.2 | LASER – warum sind sie monochromatisch? |
| 1.4.3 | Emissionsspektren von LED und LASER Dioden |
| 1.5 | Modulation |
| 1.5.1 | Amplituden-Modulation |
| 1.5.2 | NRZ vs. PAM4 |
| 1.5.3 | Phasen-Modulation |
| 1.5.4 | QAM Modulation |
| 1.5.5 | So arbeitet ein Modulator |
| 1.5.6 | Modulator für QPSK |
| 1.6 | Dämpfung |
| 1.6.1 | Was beeinflusst die Dämpfung? |
| 1.6.2 | Streckenplanung |
| 1.7 | Optische Fenster einer Glasfaser |
| 1.8 | Dispersion |
| 1.8.1 | Arten der Dispersion |
| 1.8.2 | Polarisationsmodendispersion (PMD) |
| 2 | LASER, Stecker, Verstärker, OTDR |
| 2.1 | LASER als Pluggable Interfaces |
| 2.1.1 | Überblick: SFP, SFP+, OSFP, QSFP, QSFP28, QSFP-DD |
| 2.1.2 | 100 GE Varianten mit QSFP |
| 2.1.3 | 400 G Varianten mit QSFP |
| 2.1.4 | 400 G Varianten nach IEEE 802.3bs (SMF) |
| 2.1.5 | 800G Varianten mit OSFP und QSFP |
| 2.1.6 | SFP+: CWDM, duplex |
| 2.1.7 | SFP: GPON, simplex |
| 2.1.8 | QSFP: 400GBASE-FR4 |
| 2.1.9 | Durchstimmbare LASER |
| 2.1.10 | XFP: DWDM tunable LASER |
| 2.2 | Optische Stecker und Schnittstellen |
| 2.2.1 | Was ist wichtig? |
| 2.2.2 | Glasfaserstecker |
| 2.2.3 | PC-, APC- und HLR-Bauweise |
| 2.3 | Optische Verstärker – The Power Of Light |
| 2.3.1 | Raman Verstärker (DRA - Distributed Raman Amplifier) |
| 2.4 | OTDR-Rückstreumessungen |
| 2.4.1 | Ghost – Doppelreflexion |
| 2.4.2 | OTDR – Gainer und Loser |
| 2.4.3 | Ursache eines Gainers |
| 2.4.4 | Ursache eines Losers |
| 2.5 | Layer 1 Fehler erkennen und beheben |
| 2.5.1 | Fehler beheben: Port, Stecker, Schliff |
| 2.5.2 | Fehler beheben: LASER Module |
| 2.5.3 | Fehler beheben: Glasfaser |
| 2.5.4 | Fehler beheben: Dämpfung |
| 2.5.5 | Fehler beheben: Bitrate |
| 2.5.6 | Fehler beheben: 100 GE |
| 2.5.7 | Beispiel: 100GBASE-LR4 vs 100GBASE-SR10 |
| 3 | Die Welt der Glasfasern |
| 3.1 | Glasfasern – Die Nervenfasern der modernen Welt |
| 3.1.1 | Aufbau einer typischen Glasfasern |
| 3.2 | Glasfasern für Fibre Channel (FC) |
| 3.2.1 | OM4 – Der Klassiker der Rechenzentren |
| 3.2.2 | OM5 – Die Breitband Multi Mode Faser |
| 3.2.3 | Multi Mode Fiber, G.651.1 |
| 3.3 | Uni- oder Bidirektional über eine Faser? |
| 3.4 | Fiber to the Home, Building, Curb |
| 3.5 | Passive Optical Networks (PON) |
| 3.5.1 | E-PON, G-PON, XGS-PON, NG-PON2 |
| 3.5.2 | Funktionsweise |
| 3.5.3 | Shared Medium |
| 3.5.4 | Kollisionen auf Glasfasern? |
| 3.5.5 | PON mit max. Up Stream |
| 3.5.6 | PON mit CWDM |
| 3.5.7 | Fasern bei GPON |
| 3.6 | Glasfasertypen des Metro- und WAN-Bereiches |
| 3.7 | Übersicht der Mono Mode-Glasfasertypen |
| 3.7.1 | G.652 Single Mode Fiber |
| 3.7.2 | G.653 Dispersion-Shifted Fiber (DSF) |
| 3.7.3 | G.654 Cut-off Shifted Single Mode Fiber |
| 3.7.4 | G.655 Non-Zero Dispersion Shifted Fiber |
| 3.7.5 | G.656 NZ-DSF für Breitbandübertragung |
| 3.7.6 | Dispersion Compensation Fiber (DCF) |
| 3.8 | Netzoptimierung mit Glasfasern |
| 3.8.1 | Funktionsweise der Dispersionskorrektur |
| 3.9 | Multi Core Fibers (MFC): Space Division Multiplexing (SDM) |
| 3.9.1 | Multi Core Fibers mit solid core |
| 3.9.2 | 4-Core Multi Core Fiber: Beispiele |
| 3.9.3 | 22-Core Fiber |
| 3.10 | Hollow Core und Photonic Crystal Fiber |
| 3.11 | Polymerfasern – Eine preiswerte Alternative? |
| 3.12 | Rechenzentrum: Welche Fiber für AI/KI? |
| 3.12.1 | Data Center: Optimaler Durchsatz mit optimaler Faser |
| 3.12.2 | Data Center Interconnection (DCI) – mit welcher Fiber? |
| 4 | Optische Übertragung in WAN, Metro und Rechenzentren |
| 4.1 | Ethernet bis 800 GBit/s |
| 4.1.1 | 10 GE Schnittstellen |
| 4.1.2 | 40 und 100 Gigabit Ethernet |
| 4.1.3 | 100GBASE-LR4: Ethernet über WDM |
| 4.1.4 | 100 GE Varianten mit QSFP |
| 4.1.5 | 200 GE und 400 GE |
| 4.1.6 | 800G Varianten mit OSFP und QSFP |
| 4.2 | SDH mit 10 und 40 GBit/s |
| 4.2.1 | Bitraten der SDH |
| 4.2.2 | Taktquellen – Es kann nur einen geben |
| 4.2.3 | Netzschutzmechanismen |
| 4.3 | WDM – Eine universale Plattform |
| 4.3.1 | Der Aufbau eines WDM-Muxes |
| 4.3.2 | „Colored“ Interfaces |
| 4.3.3 | „Grey“ Interfaces: Transponder nötig |
| 4.3.4 | 400 G Muxponder für DCI |
| 4.3.5 | 800 G Muxponder für WAN |
| 4.4 | DWDM – Dense Wavelength Division Multiplexing |
| 4.4.1 | DWDM – Dense WDM, fast unbegrenzte Übertragung |
| 4.4.2 | Aufbau einer WDM-Strecke |
| 4.4.3 | Wichtige Vorteile |
| 4.4.4 | DWDM Kanalabstände |
| 4.4.5 | Fixed Grid Spacing |
| 4.4.6 | Flexible Grid Spacing |
| 4.4.7 | Super Channels |
| 4.4.8 | Super Channels und Kanalabstand |
| 4.5 | CWDM – Coarse WDM, der preiswerte Einstieg |
| 4.5.1 | CWDM Kanalabstand |
| 4.5.2 | CWDM – Vorteile und Nachteile |
| 4.5.3 | CWDM und DWDM kombiniert |
| 4.5.4 | WDM und transparente optische Netze |
| 4.5.5 | Einblick in die Messtechnik |
| 4.5.6 | Licht und Schatten – Nachteile von WDM |
| 4.6 | Shortwave CWDM |
| 4.6.1 | Ein Blick auf SWDM |
| 4.6.2 | 100G 4WDM-10 (MSA) |
| 4.7 | Fibre Channel über DWDM |
| 4.7.1 | Speichervirtualisierung |
| 4.7.2 | Speichersystem-basierte Virtualisierung |
| 4.7.3 | Virtualization Appliances |
| 4.7.4 | Mechanismen zur Flusskontrolle |
| 4.7.5 | Buffer-to-Buffer Credit |
| 4.7.6 | End-to-End Credit |
| 4.7.7 | Buffer-to-Buffer Credits auf Langstreckenverbindungen |
| 4.7.8 | Port-Typen im SAN |
| 4.7.9 | Routing im SAN |
| 4.8 | WDM für GPON |
| 4.8.1 | GPON und Wellenlängenbereiche |
| 4.8.2 | Optisches Budget auf der Leitung |
| 4.9 | Optische Technik in Kabelnetzen |
| 5 | Optical Switching – Eine Welle geht ihren Weg |
| 5.1 | Optical Switching – Warum? |
| 5.2 | Optische Add/Drop Multiplexer (OADM) |
| 5.2.1 | 4D ROADM |
| 5.2.2 | Colorless ROADM |
| 5.2.3 | Broadcast & Select ROADMs |
| 5.2.4 | Route & Select ROADMs |
| 5.2.5 | Frei konfigurierbare OADM |
| 5.3 | Technologien des Optical Switchings |
| 5.3.1 | Thin Filters – starres Schalten |
| 5.3.2 | Optical Multiplexen |
| 5.3.3 | 1 x 8 WSS mit Flüssigkristallen |
| 5.3.4 | MEMS – Im Spiegel der Technik |
| 5.3.5 | 2D-MEMS |
| 5.3.6 | 3D-MEMS – Die 3. Dimension |
| 5.3.7 | Thermo-optische Switches |
| 5.4 | Einsatz von OADM |
| 5.4.1 | Optische Cross Connects |
| 5.4.2 | Schematischer Aufbau optischer Cross Connects |
| 6 | Optische Netze – Wellenlängen weltweit |
| 6.1 | Netzdesign – Topologie |
| 6.1.1 | Internationale Ringnetze |
| 6.1.2 | Nordamerika: Arelion |
| 6.1.3 | Southern Cross Cable Network im Pazifik |
| 6.2 | Verkehrsplanung – Verkehrsströme |
| 6.2.1 | Beispiel: verteilter Verkehr |
| 6.2.2 | Anbindung an die Zentrale |
| 6.2.3 | Beispiel: Verkehr zur Zentrale |
| 6.3 | Terabit-Netze |
| 6.3.1 | TBit/s Netze in den Ozeanen – eine Auswahl |
| 6.3.2 | TBit/s Netze zur Anbindung von Rechenzentren |
| 6.3.3 | Transparente optische Netze – Wavelength Path Routing |
| 6.3.4 | Die Zukunft – Virtual Wavelength Path Routing |
| 6.3.5 | MPLS und optische Netze |
| 6.3.6 | Terastream |
| 6.4 | Alone in the dark? – Optische Schutzkonzepte |
| 6.4.1 | Equipment Protection |
| 6.4.2 | Pfadschutz: Channel und Mux Protection |
| 6.4.3 | Optischer Netzschutz auf Punkt-zu-Punkt Verbindungen |
| 6.4.4 | Revertive oder non-revertive, das ist hier die Frage |
| 6.4.5 | Optical Channel/Path Protection auf Pt-to-Pt |
| 6.5 | Netzschutz in Ringen |
| 6.5.1 | Verknüpfte Ringe |
| 6.5.2 | Dedicated Protection |
| 6.5.3 | Shared Protection |
| 6.5.4 | Unidirektionale und bidirektionale Ringe |
| 7 | OTN – Optical Transport Network, G.709 |
| 7.1 | OTN im Überblick |
| 7.2 | Die Struktur von OTN |
| 7.2.1 | Der OTN – Rahmenaufbau |
| 7.2.2 | Forward Error Correction (FEC) mit RS (255,239) |
| 7.2.3 | Containergrößen |
| 7.2.4 | ODUflex |
| 7.2.5 | ODUflex im Einsatz |
| 7.2.6 | Beyond 100G: Das B100G Frame Format |
| 7.2.7 | Flexible OTN (FlexO) Mapping |
| 7.2.8 | OTN-Varianten für 400 G |
| 7.2.9 | OTUk Overhead |
| 7.2.10 | ODU-Overhead |
| 7.2.11 | Beispiele für TCM |
| 7.2.12 | OPU-Overhead |
| 7.2.13 | Mapping von CBR-Signalen |
| 7.3 | OTN Multiplexbildung |
| 7.3.1 | Ethernet Multiplexing |
| 7.3.2 | OPU2-Zeitschlitze |
| 7.3.3 | OPU3-Zeitschlitze |
| 7.4 | Alarme und Fehlerquellen |
| 7.4.1 | Fehlermeldungen |
| 7.4.2 | Fehlerkaskaden |
| 7.4.3 | TroubleShooting – Beispiel: LOS |
| 7.5 | OTN im 5G Mobilfunk |
| 7.5.1 | 5G Anwendungen |
| 7.5.2 | Weitere 5G Use Cases |
| 7.5.3 | OTN im 5G RAN |
| 7.5.4 | OTN im Fronthaul und Midhaul des 5G RAN |
| 7.5.5 | Synchronisation im 5G Radio Access Network (RAN) |
| 7.5.6 | G.8271.1: Full Timing Support (FTS) |
| 8 | Future World – die Welt von morgen |
| 8.1 | 10 TBit/s auf einer Wellenlänge |
| 8.2 | Solitonen – Der Stein der Weisen? |
| 8.2.1 | Solitonen und der Terabit-Bereich |
| 8.3 | Frequenzkämme zur Signalerzeugung |
| 8.3.1 | Vom Kerr-Effekt zum Frequenzkamm |
| 8.3.2 | Frequenzkamm statt SFPs? |
| 8.3.3 | Frequenzkämme im Data Center |
| 8.3.4 | Data Center Interconnection (DCI) modern |
| 8.4 | Optische Fenster total |
| 8.5 | Peta Bit/s mit Mode Multiplexing |
| 8.5.1 | 110 x 110 MIMO – der heilige Gral? |
| 8.6 | Space-Division Multiplexing – Multi Core Fiber |
| 8.6.1 | 22,9 PBit/s mit 38-Core Fiber und 3 Moden |
| 8.6.2 | Multi Core Fiber (MCF) für Transozeannetze |
| 8.6.3 | 4-Core Fiber Submarine |
| 8.7 | Optical Switching im Peta Bit/s Bereich |
| 8.7.1 | Switching zwischen Multi Core Fibers (MCF) und Moden |
| 8.7.2 | Protection Switching bei PBit/s |
| 9 | Verschränkung und Quanten Key Distribution, Qubits und Quantencomputer |
| 9.1 | Wundersame Quantenphysik |
| 9.2 | Informationen in Photonen |
| 9.2.1 | Polarisation – ein Überblick |
| 9.3 | Superposition – Beides zugleich! |
| 9.3.1 | Qubit veranschaulicht als Bloch-Kugel |
| 9.4 | Verschränkung der Photonen |
| 9.4.1 | Verschränkung – aber wie? |
| 9.4.2 | Verschränkung erzeugen |
| 9.4.3 | Verschränktes Photonenpaar: Signal & Idler |
| 9.4.4 | Verschränkung für Kommunikation nutzen |
| 9.5 | Quantum Key Distribution – QKD |
| 9.5.1 | Sicherheit auf Physikalischer Ebene |
| 9.5.2 | Auslesen hinterlässt Spuren |
| 9.5.3 | Warum funktioniert keine man-in-the-middle attack? |
| 9.5.4 | QKD im Handel |
| 9.6 | Quantenteleportation |
| 9.7 | Mythen und Legenden |
| 9.8 | Quantencomputer |
| 9.8.1 | Quantum Bits (Qubit) |
| 9.8.2 | Funktionsweise des Quantencomputers |
| 9.8.3 | Boolesche Verknüpfungen mit Licht |
| 9.8.4 | Funktionsweise einer Ionenfalle |
| 9.8.5 | Beispiel einer Penning Falle |
| 9.9 | Quantum Error Correction (QEC) |
| 9.9.1 | Kandidaten für die Umsetzung |
| 10 | Übungen zu WDM, Netzplanung und Quanten |
| 10.1 | Bitfehlerate und Datendurchsatz |
| 10.2 | Dispersion und Bitfehlerrate (BER) |
| 10.2.1 | Streckenlänge und Dispersion |
| 10.2.2 | CWDM: Dispersion und SMF Typ |
| 10.2.3 | CWDM: Wellenlängendrift durch Temperatur |
| 10.3 | Dämpfung berechnen |
| 10.3.1 | Dämpfung berechnen – Formel |
| 10.3.2 | Dämpfung – ohne Formel geht es nicht! |
| 10.4 | Der Übergang von dB zu dBm |
| 10.4.1 | dBm berechnen für SFP+ |
| 10.4.2 | dBm berechnen für EDFA |
| 10.5 | OTDR – Reichweite und Auflösung |
| 10.6 | Netzdesign: Was ist wichtig bei Streckenplanung? |
| 10.6.1 | Optisches Budget berechnen |
| 10.6.2 | Mindestdämpfung berechnen |
| 10.6.3 | Span Loss für 1310 nm berechnen |
| 10.6.4 | Span Loss für 1550 nm berechnen |
| 10.7 | Netzplanung: Netzdesign optimieren |
| 10.8 | Frequenzkamm mit Four-Wave Mixing (FWM) |
| 10.9 | Verschränkung: SPDC berechnen |
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