Första dellänken i Nya SUNET är igång

av Jörgen Städje den 19 Feb 2016

Torsdagen den 4 februari 2016 slank de första fotonerna igenom länken TUG-FSN2. Glada for de ut genom fibern på Tulegatan, knölade sig igenom Stokabs stadsnät till avlämningspunkten i Kista och sprintade vidare mot Enköping. Där började orken tryta, men halvvägs till Enköping möttes de av uppmuntrande ramanljus och kom i mål i Västerås 600 mikrosekunder senare, utan ett enda bitfel.

Det är en historisk händelse! Första delen av Nya Sunet har sett ljuset. Fiberfeber gör studiebesök hos Magnus Bergroth, tekniker på SUNET, som berättar om hur länken är anordnad.

Magnus vid spektrumanalys
Här verifierar Magnus med spektrumanalysator att det verkligen kommer fram data från Västerås. Och det gör det.

Vilka steg vidtar man när en fiberlänk ska tas i bruk?

Hur gör man rent praktiskt för att få till en optisk förbindelse mellan två städer? Det är ett förberedelsearbete på ungefär ett år, som kulminerar i att en liten topp visar sig på en kurva på en analysator.

  1. Fiberägaren hänger upp fibern i kraftledningarna.
  2. SUNET hyr fibern och plats att ställa utrustning i länkens båda ändar, oftast små stugor.
  3. Fiberägaren drar in en fiberände genom väggen och kontakterar denna.
  4. SUNET monterar in sin utrustning och ansluter fibern i länkens båda ändar till utrustningen.
  5. SUNET undersöker att utrustningen fungerar, att ramanförstärkarna förstärker, att OSC-kanalen kommer fram etc.
  6. SUNET ställer in rätt förstärkning, respektive dämpning, så att signalen faktiskt kommer fram, respektive inte överstyr förstärkare längre fram på ledningen. Både fiber och förstärkare kan överstyras och bli olinjära och det får inte hända.
  7. SUNET bestämmer vilken eller vilka våglängder man slutligen vill använda.
  8. Driftcentralen görs medveten om länken, får del av OSC-kanalen och verifierar dess funktion.
  9. Datakällorna kopplas in.

Ungefär där är vi nu. Nu är det snart dags för tiotusen glada studenter att börja tanka terabyte.

Fysisk sträckning

karta-TUG-FSN2

Så här är fibern rent fysiskt dragen i naturen. Länken börjar på Tulegatan i Stockholm och går genom Stokabs stadsnät till överlämningspunkten i Kista. Där tar Tele2:s svartfiber över och går vidare, hängd i kraftledningar till Enköping, där det finns en förstärkarstation i Hamra. Längre än 80 kilometer är inte lämpligt att överbrygga på grund av risken för brus. I Enköping sitter en ramanförstärkare (R i bilden) som använder fibern fram till Enköping som förstärkande medium. Bärvågen med nyttodata som kommer ut från ramanförstärkaren bättras på ytterligare av en EDFA (E i bilden) för att den ska orka fram till Finnslättens industriområde i Västerås och vara fullt detekterbar.

I var ände av fibern finns transmissionsutrustning som i stort sett tar tio inkommande optiska kanaler på 10 Gbps och packar ihop dessa till en optisk signal på 100 Gbps och skickar ut i fibern. Samma sak sker baklänges med den mottagna signalen.

Nyttosignalen måste säkras mot transmissionsfel. Det sker genom att extra felrättningsinformation bifogas. Eftersom felrättningen sker före överföringen, kallas den för Förward Error Correction (FEC). Den används i mottagaren för att kompensera för eventuella uppkomna fel, och skalas därefter bort.

Utöver nyttosignalen överförs en OSC-kanal (Optical Supervisory Channel) med driftsinformation från fjärrutrustningen, på 1527 nm våglängd. Denna skiljs ut i utrustningen i Stockholm och går vidare till driftsövervakningen (NOC). Det är på detta sätt man kommer att övervaka hela landet.

Överföringen i detalj

Så här ser den ut, helt anspråkslöst, den allra första fungerande länken i Nya Sunet. Magnus pekar på de båda utgående fibrerna från Adva-utrsutningen, som ska vidare till Västerås.
Så här ser den ut, helt anspråkslöst, den allra första fungerande länken i Nya SUNET. Magnus pekar på de båda utgående fibrerna från Adva-utrsutningen, som ska vidare till Västerås.

Allt nyttodata överförs på C-bandet mellan 1530–1568 nm. På det bandet får man in 96 våglängder, 0,4 nm breda, med en delning på 50 gigahertz, där vardera våglängden kan överföra 100 Gbps. SUNET väljer emellertid att använda variabel delning på 50, 75 och 100 GHz, så kallad flexgrid.

C-bandet är för brett för en enda ramanförstärkare, varför man använder fyra ramanlasrar med olika våglängder för att täcka hela C-bandet. Pumpljuset sänds ut med 100 nm kortare våglängd än det ljus man vill förstärka. Vilket leder till vissa, om ej oöverstigliga problem (se mera nedan).

Eftersom fiberns dämpning inte är absolut likadan för alla våglängder, flyttar man ihop ramanvåglängderna något så att deras aktiva områden överlappar och hjälper varandra och åstadkommer sk tilt, och ökar på förstärkningen på vissa våglängder så att resultatet blir en jämn förstärkning över hela C-bandet.

Nyttodata på fibern moduleras med två polarisationer så att man får ut två bitar per baud, sk 4QAM eller DP-QPSK (Dual Polarization Quadrature Phase Shift Keying). Det går till så att man får ut två polarisationer ur samma laser, låt oss kalla dem vertikal och horisontell polarisering, skiljer dem åt med polfilter och modulerar dem individuellt med varsin modulator och för samman dem igen, innan de går ut på fibern. På en bittid kan man då överföra två bitar utan att bryta mot några fysikaliska lagar.

Vad är det som kommer genom fibern?

Magnus startar den optiska spektrumanalysatorn, kopplar in fibern från Västerås och efter lite letande har den hittat databärvågen. Analysatorn ger den tentativt namnet C_001.

Spectrum-ljus-fran-vasteras-till-tug

Här ser du en enda optisk bärvåg på 1529,558 nm med en bandbredd på 0,4 nm. Den är en av de tänkbara 96 bärvågor som kommer att användas i framtiden. De kommer att staplas alldeles intill varandra och likna ett staket. Denna bärvåg hanterar i sig 100 Gbps och med alla bärvågor tillsammans blir det nästan 10 Tbps. Det behövs kanske inte nu, men teknikerna räknar med att under Nya SUNETs hela livslängd kommer alla bärvågor att behöva tas i bruk efter hand.

Ännu så länge sänds inga nyttodata över fibern. Istället transporteras FEC-information, alltså information från den felkorrigerande funktionen. Dessa data sänds alltid, men i brist på nyttodata betyder FEC-informationen ingenting.

Kvalitetsaspekten

Det är minsann inte bara att hyra en fiber och koppla in den i ändarna. Det händer en hel massa på vägen. Man måste försäkra sig om att det som händer på vägen inte menligt försämrar fiberns förmåga att överföra ljus. För den skull ansluter man en OTDR, ett instrument som skickar ut ljuspulser och felsöker fibern. Resultatet av mätningen kan se ut som i följande bild, som dock visar en ännu outnyttjad länk mellan Tulegatan och Listlena, halvvägs till Uppsala.

OTDR-listlena

OTDR-instrumentet skickar ut ljus av olika våglängder i fibern för att undersöka dess dämpning. Resultatet i bilden ovan är helt normalt för en fiber av typen G.652b. Du ser hur ljuset som representerar en databärvåg i C-bandet på 1550 nm dämpas med 20 dB på de 76 kilometrarna. Den mätning som får representera raman-pumpljuset utförs på en annan våglängd 167 nm därifrån, nämligen 1383 nm. Den råkar hamna just där fibern har högre dämpning. Den våglängden dämpas så mycket (>26 dB) att mätningen blir brusig framåt Listlena. Men det spelar ingen roll för pumpljuset ska inte så långt, bara 40-50 kilometer.

De små hacken i dämpningskurvorna representeras av fiberskarvar och kontaktdon. Det är mest hack fram till cirka 30 kilometer, eftersom den sträckan framförs i Stokabs stadsnät, som har många omkopplarstationer. Efter denna sträcka blir det jämnare, när ljuset kommer ut på den del av kabeln som hänger i kraftledning.

OTDR-sum-listlena

OTDR:en gör en sammanfattning och som du ser står det Fail allra överst. SUNETs krav till Tele2 var att länken aldrig skulle ha högre dämpning (Average loss) än 0,25 dB/km, men i detta fall visar mätningen 0,269 dB/km. Notera att denna länk, mellan Tulegatan och Listlena inte är levererad ännu, utan bara körs på försök.

Lite att jobba på

Magnus arbetar
Magnus jobbar på saken.

Tårtan var nästan uppskuren när det visade sig att den allra första nya länken inte riktigt uppfyllde specifikationerna. Åt ena hållet, till Västerås går det som ett spjut, men mot Stockholm är det sämre.

Det finns en ramanförstärkare i Enköping och en på Tulegatan (se kartan ovan).

Ramanförstärkaren i Hamra i Enköping skickar sitt pumpljus mot Stockholm och förstärkningen av nyttosignalen från Stockholm fungerar fint.

Men nyttosignalen från Enköping mot Stockholm kan inte förstärkas av ramanförstärkaren på Tulegatan, på grund av att det är för många skarvar på fibern i Stokabs nät från Tulegatan och fram till Kista för att pumpstrålningen från Tulegatan ska komma igenom med tillräcklig effekt. Förstärkningen från Enköping till Stockholm borde ha blivit mellan 9 och 15 dB, men den blev bara en enda decibel.

Problemet ligger alltså i att Stokabs nät är konstruerat med för många skarvar för den här tillämpningen. Stokabs nät är byggt som accessnät och inte som transportnät. Ett sätt att åtgärda problemet vore att flytta ramanförstärkaren från Tulegatan till Kista, bortom Stokabs nät. Teknikerna funderade ännu i februari på den optimala lösningen.

Snabbdata om länken TUG-FNS2

Väg: Tulegatan, via Kista och Enköping (Hamra), till Västerås (Finnslättens industriområde)
Avstånd: cirka 120 kilometer
Fibertyp: G.652b
Modulation: 4QAM, med 2 polarisationsriktningar, DP-QPSK
Ineffekt i fibern (signal): 1 mW eller 0 dBm per våglängd
Dämpning: 0,256 dB/km
Total dämpning: 32,2 dB
Fiberleverantörer: Tele2 med underleverantörer
Ändutrustning: Adva Fiber Service Platform FSP 3000R7
Ramanförstärkare, typ: Adva AMP-S20H-C15 förstärkning: 9-15 dB
EDFA-förstäkrare, typ: Adva EDFA-S20L förstärkning: 11-21 dB

Läs mer

Mer om OTDR: https://www.sunet.se/blogg/otdr-grundlaggande-om/

Mer om ramanförstärkare hittar du här: https://www.sunet.se/blogg/teknisk-djupdykning-optisk-magi-med-ramanforstarkare/

Mer om EDFA hittar du här: https://www.sunet.se/blogg/teknisk-djupdykning-optisk-magi-med-edfa/

1968-01-01

Fiberfeber startades

1 May 2015

Beställa routrar och optik

15 Sep 2015

Leverans av routrar och optik

1 Jan 2016

Byggnation av kärnnät

1 Feb 2016

Börja flytta över kunder

16 Jun 2016

Nya Sunet operativt

16 Oct 2016
2019-10-18

Fler blogginlägg av Jörgen Städje

DNS och DNSSEC utan facksnack

30 Jan 2018
/ Bloggen fiberfeber

Från oss alla, till er alla

14 Dec 2017
/ Bloggen fiberfeber

Så arbetar NOC

13 Nov 2017
/ Bloggen fiberfeber

SUNET i Hongkong

20 Sep 2017
/ Bloggen fiberfeber

SUNETs handbok i informations- och IT-säkerhet

1 Sep 2017
/ Bloggen fiberfeber

Den ökända hästen från Troja

31 Jul 2017
/ Bloggen fiberfeber

Redundans är allt

3 Jul 2017
/ Bloggen fiberfeber

SNIC-snack

2 Jun 2017
/ Bloggen fiberfeber

We have liftoff: del 5 av 2

3 Maj 2017
/ Bloggen fiberfeber

Maria Häll: We are at the Forefront!

13 Apr 2017
/ Bloggen fiberfeber

Maria Häll: Vi ligger i framkant!

10 Apr 2017
/ Bloggen fiberfeber

We have liftoff, del 4 av 2

22 Feb 2017
/ Bloggen fiberfeber

We have liftoff, del 3 av 2

30 Jan 2017
/ Bloggen fiberfeber

We have liftoff! Del 2 av 2

9 Jan 2017
/ Bloggen fiberfeber

We have liftoff! Del 1 av 2

16 Dec 2016
/ Bloggen fiberfeber

Long Read – Cleanliness is a Virtue

20 Sep 2016
/ Bloggen fiberfeber

Långläsning - tvättar bäst som tvättar först

16 Sep 2016
/ Bloggen fiberfeber

Följa fiber – från Tulegatan till Stockholms universitet.

26 Aug 2016
/ Bloggen fiberfeber

Ericsson, then swänske Lars Magnus

7 Jun 2016
/ Bloggen fiberfeber

One ring to rule them all

24 Maj 2016
/ Bloggen fiberfeber

Den tunga bakgrundstrafiken

12 Maj 2016
/ Bloggen fiberfeber

Long read: How to Design a Fibre Optic Network

5 Maj 2016
/ Bloggen fiberfeber

Welcome to the Fiber Fever Blog!

3 Maj 2016
/ Bloggen fiberfeber

Procuring an Optical Network – Smooth as Silk

2 Maj 2016
/ Blogg

The Breadth and Width of a Megabit

29 Apr 2016
/ Blogg

The Nobel Prized Piece of Glass

28 Apr 2016
/ Blogg

What’s the time? Really?

28 Apr 2016
/ Blogg

SUNET in i molnet (3) – molnsäkerhet

26 Apr 2016
/ Blogg

SUNET in i molnet (2) – vad är molnet egentligen?

25 Apr 2016
/ Blogg

SUNET in i molnet (1) – det här får du

25 Apr 2016
/ Blogg

Read about the brand new Sunet network.

11 Apr 2016
/ Bloggen fiberfeber

GÉANT och NORDUnet – bästa kompisar

14 Mar 2016
/ Bloggen fiberfeber

Ljuset kommer från Tyskland

3 Mar 2016
/ Bloggen fiberfeber

Ett panorama av verkligheten

17 Feb 2016
/ Bloggen fiberfeber

Det allseende ögat

15 Feb 2016
/ Bloggen fiberfeber

Förstärkning på längden

15 Jan 2016
/ Bloggen fiberfeber

Dämpning och förstärkning i optisk fiber

14 Jan 2016
/ Bloggen fiberfeber

Grundläggande om L-bandet

14 Jan 2016
/ Bloggen fiberfeber

C-bandet – grundläggande om

14 Jan 2016
/ Bloggen fiberfeber

Logaritmer, min käre Watson

14 Jan 2016
/ Bloggen fiberfeber

CERN – krossen som slår sönder materiens minsta byggstenar

12 Jan 2016
/ Bloggen fiberfeber

Riksarkivets samarbete med SUNET

11 Jan 2016
/ Bloggen fiberfeber

One Ring to Rule them - Vetenskapsrådet

21 Dec 2015
/ Bloggen fiberfeber

Alla jättars jätte - Cisco

19 Dec 2015
/ Bloggen fiberfeber

En värld av siffror - belastning

19 Dec 2015
/ Bloggen fiberfeber

Ur led är inte alls tiden - atomur

19 Dec 2015
/ Bloggen fiberfeber

En djungel av kontaktdon

4 Dec 2015
/ Bloggen fiberfeber

Elektronisk enbärsdricka - Juniper

27 Nov 2015
/ Bloggen fiberfeber

Vad är Géant?

26 Nov 2015
/ Bloggen fiberfeber

Radar Love - Eiscat

25 Nov 2015
/ Bloggen fiberfeber

The Color Purple - dispersion

25 Nov 2015
/ Bloggen fiberfeber

Full Metal Packet - switchen

10 Nov 2015
/ Bloggen fiberfeber

Get your kicks on route 66 - routrar

10 Nov 2015
/ Bloggen fiberfeber

Game of Stones - kvarts

10 Nov 2015
/ Bloggen fiberfeber

The Twilight Zone - fotonen

10 Nov 2015
/ Bloggen fiberfeber

Peering – SUNETs ekonomiska ryggrad

9 Nov 2015
/ Bloggen fiberfeber

I mörkret är alla katter infraröda

4 Nov 2015
/ Bloggen fiberfeber

Fibertyperna i nätet och deras optiska felaktigheter

29 Okt 2015
/ Bloggen fiberfeber

Vad är klockan? Egentligen?

21 Okt 2015
/ Bloggen fiberfeber

Nätets centrum

20 Okt 2015
/ Bloggen fiberfeber

Den optiska transceivern

17 Okt 2015
/ Bloggen fiberfeber

Polarisation och informationsöverföring

1 Okt 2015
/ Bloggen fiberfeber

Laserns historia

30 Sep 2015
/ Bloggen fiberfeber

Koherent ljus, vad är det?

28 Sep 2015
/ Bloggen fiberfeber

När allt är klart

28 Sep 2015
/ Bloggen fiberfeber

SUNET – nu ännu bättre!

16 Sep 2015
/ Bloggen fiberfeber

Fibern fruktar fukten

11 Sep 2015
/ Bloggen fiberfeber

Att få kontakt

11 Sep 2015
/ Bloggen fiberfeber

Så tillverkas optisk fiber

31 Aug 2015
/ Bloggen fiberfeber

EMC – EMI – EMP

31 Aug 2015
/ Bloggen fiberfeber

Glasbiten som gav nobelpris

21 Aug 2015
/ Bloggen fiberfeber

Megabit på längden och tvären

21 Aug 2015
/ Bloggen fiberfeber

Långartikel: Fibern från Frostmofjället

21 Aug 2015
/ Bloggen fiberfeber

Upphandling av optiskt nät

25 Jul 2015
/ Bloggen fiberfeber

OptaSense – när fiber blir sensorer

3 Jul 2015
/ Bloggen fiberfeber

Teknisk djupdykning: Optisk magi med ramanförstärkare

2 Jul 2015
/ Bloggen fiberfeber

Teknisk utvikning: 130.000 fibrer som i en liten ask

1 Jul 2015
/ Bloggen fiberfeber

NOCen spekulerar 2: Felrapporter

27 Jun 2015
/ Bloggen fiberfeber

NOCen spekulerar 1: hög belastning

26 Jun 2015
/ Bloggen fiberfeber

Teknisk djupdykning: Optisk magi med EDFA

22 Jun 2015
/ Bloggen fiberfeber

Långartikel: Så designar man ett fiberoptiskt nät

11 Jun 2015
/ Bloggen fiberfeber

Bredare motorväg för svenska data – äntligen en offensiv satsning!

22 Maj 2015
/ Bloggen fiberfeber

Om den interaktiva tidslinjen

21 Maj 2015
/ Bloggen fiberfeber

Om den interaktiva kartan

20 Maj 2015
/ Bloggen fiberfeber

Fiberfeber: Vad som har varit och vad som komma skall

19 Maj 2015
/ Bloggen fiberfeber

Följ bygget av Sunets nät på bloggen Fiberfeber!

18 Maj 2015
/ Bloggen fiberfeber

Teknisk djupdykning: den mystiska routerkraschen

11 Jun 2006
/ Bloggen fiberfeber

2000–2013: Sunet mognar och kapaciteten ökar. Identitetsfederation skapas.

1 Jan 2000
/ Bloggen fiberfeber

1990–1999: Kapaciteten stiger, 2 – 34 – 155 Mbps

1 Jan 1990
/ Bloggen fiberfeber

1968–1989: Idéernas tidevarv. Internets vagga.

1 Jan 1968
/ Bloggen fiberfeber

Jörgen Städje

Jag heter Jörgen Städje och har skrivit om teknik och vetenskap sedan 1984. Friskt kopplat, hälften brunnet!


Warning: file_get_contents(https://www.linkedin.com/countserv/count/share?url=https://www.sunet.se/blogg/forsta-dellanken-i-nya-sunet-ar-igang/&format=json): failed to open stream: HTTP request failed! HTTP/1.0 404 Not Found in /var/www/html/wp-content/themes/sunet/functions.php on line 5416