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Spezial: Mehr Umsatz durch niedrige Latenzzeiten

2. Dezember 2010, 12:20 Uhr | Claudia Rayling

Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Ursachen für Latenzen

Sowohl im Metro-Area-Network (MAN), als auch im Wide-Area-Network (WAN) gibt es unterschiedliche Ursachen für Latenzzeiten und somit auch zahlreiche Möglichkeiten, sie zu verkürzen. Hauptquelle für Latenzen ist die „Faser-Ausbreitung" beziehungsweise die Geschwindigkeit, mit der Licht durch eine Glasfaser fließt. Router und Switches können die Strecke der Übertragung ändern beziehungsweise verlängern und so Verzögerungen verursachen, speziell in Zeiten mit hohem Traffic-Aufkommen. Die Möglichkeiten zur Reduzierung der Latenzen sind bei der Faser-Ausbreitung begrenzt gegeben, da optische Netzwerke auf bereits bestehende, nicht modifizierbare Glasfaserleitungen angewiesen sind.

In Multi-Wellenlängen-Netzwerken müssen chromatische Streuungen effektiv überwacht werden. Dies wird traditionell zum Beispiel durch Streuungs-Kompensations-Spulen in der Glasfaser gewährleistet. Dadurch müssen Photonen oftmals große Distanzen zurücklegen, was wiederum die Latenz erhöht. Daher sollte bei der Methode des Dispersionsmanagements darauf geachtet werden, möglichst eine Vorgehensweise zu wählen, die niedrige Latenzen gewährleistet.

Elektronische Prozesse und speziell der optische Prozess bei Lichtübertragungen steuern maßgeblich zur Latenz im optischen Layer bei. Daher liegt der Schlüssel zur Latenzverkleinerung im Vermeiden von unnötigem Routing und Knotenwechseln. Aber: Auch de Signalwechsel von optisch zu elektrisch und zurück zu optisch beeinflussen die Latenzzeiten im optischen Layer. Hier gibt es drei Hauptunterscheidungsmerkmale: Forward-Error-Correction (FEC), Regeneration und Multiplexing/Encapsulation.

FEC wird benutzt, um die Qualität der Übertragung zu gewährleisten und akzeptable Bit-Error-Raten (BER) auf langen Distanzen zu erreichen. Hier unterscheiden sich die eingesetzten Technologien dramatisch. Während des FEC-Decoding-Prozesses, der für fehlerfreie Streams notwendig ist, werden Frames archiviert bevor die Fehlerkorrektur beginnt. Die FEC-Latenz kann durch den Codierungsgewinn sowie dem Algorithmus der Codierung und der Implementation beeinflusst werden.

Während optische Signale durch ein Netzwerk rasen, können sie diverse Beeinträchtigungen erfahren und benötigen daher Nachbearbeitung und Regeneration, um die geforderten Netzwerkspezifikationen zu erfüllen. Jeder Regenerationspunkt im Netzwerk weißt auf potenzielle Latenzen hin. Entgegen dem allgemeinen Missverständnis, OEO-Regenerationen würden Ende-zu-Ende-Latenzen erzeugen, können sie durch Beseitigung anderer Störfaktoren auf der Route sogar Latenzen verringern.

Ebenso sollte unnötiges Multiplexing vermieden werden, da Frame- und Einkapsel-Prozesse Latenzen verursachen können. Ein Beispiel: Beim Versuch ein 1Gigabit-Ethernet (GbE)-Signal in ein multiples, optisches Transfernetzwerk (OTN) zu verkapseln, optimieren die Layer die 100G-Wellenlänge, was zu elektronischen Prozessverzögerungen führt. Weil kleinstmögliche Latenzzeiten Prioritäten in Netzwerken von Finanzdienstleistern haben, ist das unnötige Sanieren elektronischer Prozesse kritisch.

Zwei gering zur Latenz beitragende Komponenten sind ebenfalls erwähnenswert: Serialisierung der Schnittstelle und optische Verstärker. Die Auswirkungen von Serialisierung können erheblich sein und hängen von der Paketgröße und der Verbindungsgeschwindigkeit ab. Verzögerungen durch Serialisierung werden selten bei der Übertragung von kleinen Datenpaketen wahrgenommen, aber andere Nachteile müssen bedacht werden. Zum Beispiel können Einsparungen durch höhere Verbindungsgeschwindigkeiten anhand von Latenz-Veränderungen im optischen Transport-Layer zu Nichte gemacht werden - je nachdem wie hoch der Aufwand der digitalen Ablaufsteuerung ist, die höhere Verbindungsgeschwindigkeit zu gewährleisten. Die kumulative Wirkung von optischen Verstärkern über eine lange Strecke kann End-to-End-Latenzen erzeugen, allerdings ist dies ein minimaler Faktor in der gesamten Latenz-Erzeugung.