بيت › البرامج › قيمة Cwdm لترددات الناقل. ما هي التقنيات التي يمكن للمشغلين استخدامها لتعزيز قدرات الشبكات البصرية الحالية؟ تقييم جودة الخط

قيمة Cwdm لترددات الناقل. ما هي التقنيات التي يمكن للمشغلين استخدامها لتعزيز قدرات الشبكات البصرية الحالية؟ تقييم جودة الخط

غالبًا ما تطرح أسئلة حول ما هو الفرق بين تقنيات CWDM (تعدد الإرسال بتقسيم الطول الموجي الخشن) وDWDM (تعدد الإرسال بتقسيم الطول الموجي الكثيف)، بالإضافة إلى اختلاف عدد القنوات. تتشابه التقنيات في مبادئ تنظيم قنوات الاتصال وقنوات الإدخال والإخراج، ولكنها تتمتع بدرجات مختلفة تمامًا من الدقة التكنولوجية، مما يؤثر بشكل كبير على معلمات الخط وتكلفة الحلول.

عدد الأطوال الموجية والقنوات CWDM وDWDM

تتضمن تقنية تعدد الإرسال بتقسيم الطول الموجي CWDM استخدام 18 طولًا موجيًا 1)، في حين أن تعدد الإرسال بتقسيم الطول الموجي الدقيق يمكن أن يستخدم DWDM 40 طولًا موجيًا أو أكثر.

شبكة التردد CWDM وDWDM

يتم تقسيم القنوات في تقنية CWDM حسب الطول الموجي، في DWDM - حسب التردد 2). يتم حساب الطول الموجي بشكل ثانوي من نسبة سرعة الضوء في الفراغ إلى التردد. بالنسبة لـ CWDM، يتم استخدام شبكة الطول الموجي بخطوة 20 نانومتر؛ وبالنسبة لأنظمة DWDM القياسية، تكون شبكات التردد 100 جيجا هرتز و50 جيجا هرتز؛ وبالنسبة لشبكات DWDM عالية الكثافة، يتم استخدام شبكات 25 و12.5 جيجا هرتز.

الأطوال الموجية والترددات لـ CWDM وDWDM

تستخدم تقنية CWDM أطوال موجية من النطاق 1270 - 1610 نانومتر. مع الأخذ في الاعتبار التفاوتات وعرض النطاق الترددي للمرشحات، يمتد النطاق إلى 1262.5 - 1617.5، وهو 355 نانومتر. نحصل على 18 الطول الموجي.

بالنسبة لـ DWDM مع شبكة 100 جيجا هرتز، تقع الموجات الحاملة في النطاق من 191.5 (1565.50 نانومتر) T هرتز إلى 196.1 هرتز (1528.77 نانومتر)، أي. نطاق عرضه 4.6 تيراهيرتز أو 36.73 نانومتر. إجمالي 46 طولًا موجيًا لـ 23 قناة مزدوجة.

بالنسبة لـ DWDM مع شبكة 50 جيجا هرتز، تكون ترددات الإشارة في النطاق 192 هرتز (1561.42 نانومتر) - 196 هرتز (1529.55 نانومتر)، أي 4 هرتز (31.87 نانومتر). هناك 80 طولًا موجيًا هنا.

إمكانية تضخيم CWDM وDWDM

لا تتضمن أنظمة تعدد الإرسال بتقسيم الطول الموجي المستندة إلى تقنية CWDM تضخيم إشارة متعددة المكونات. ويرجع ذلك إلى عدم وجود مكبرات صوت بصرية تعمل في مثل هذا الطيف الواسع.

على العكس من ذلك، تتضمن تقنية DWDM تضخيم الإشارة. يمكن تضخيم الإشارة متعددة المكونات باستخدام مضخمات الإربيوم القياسية (EDFA).

نطاق التشغيل CWDM وDWDM

أنظمة CWDMمصممة للتشغيل على خطوط قصيرة الطول نسبيًا، حوالي 50-80 كيلومترًا.

تسمح أنظمة DWDM بنقل البيانات عبر مسافات أكبر بكثير من 100 كيلومتر. بالإضافة إلى ذلك، اعتمادًا على نوع تعديل الإشارة، يمكن لقنوات DWDM العمل دون تجديد على مسافة تزيد عن 1000 كيلومتر.

ملحوظات

1) في بداية عام 2015، قدمت الشركات المصنعة للوحدات الضوئية، بما في ذلك SKEO، وحدات CWDM SFP بطول موجة يبلغ 1625 نانومتر. لم يتم تحديد هذا الطول الموجي في التوصية ITU G.694.2، ولكنه وجد استخدامه عمليًا.

2) تم وصف شبكات التردد لـ CWDM في معيار ITU G.694.2، لـ DWDM - في المعيار G.694.1 (المراجعة 2).

عدد الأطوال الموجية والقنوات CWDM وDWDM

شبكة التردد CWDM وDWDM

الأطوال الموجية والترددات لـ CWDM وDWDM

إمكانية تضخيم CWDM وDWDM

نطاق التشغيل CWDM وDWDM

تم تصميم أنظمة CWDM للعمل على خطوط قصيرة الطول نسبيًا، حوالي 50-80 كيلومترًا.

ملحوظات

2) تم وصف شبكات التردد لـ CWDM في معيار ITU G.694.2، لـ DWDM - في المعيار G.694.1 (المراجعة 2).

تم تصميم تقنية مضاعفة تقسيم الطول الموجي (Dense Wave Division Multiplexing، DWDM) لإنشاء جيل جديد من العمود الفقري البصري الذي يعمل بسرعات متعددة تيرابت. تمر المعلومات في خطوط اتصالات الألياف الضوئية في نفس الوقت بعدد كبير من الموجات الضوئية. تعمل شبكات DWDM على مبدأ تبديل القنوات، فكل موجة ضوئية هي قناة طيفية واحدة وهي معلومات أساسية.

فرص DWDM

عدد القنوات في الليف الواحد - 64 شعاع ضوئي في شفافية النافذة 1550 نانومتر. تنقل كل موجة ضوئية المعلومات بسرعة 40 جيجابايت/ثانية. ويجري أيضًا تطوير الأجهزة بمعدلات بيانات تصل إلى 100 جيجابت/ثانية، كما أن شركة Cisco قيد التقدم بالفعل لتطوير هذه التكنولوجيا.

في تقنية DWDM، هناك تقنية تعدد الإرسال بتقسيم الطول الموجي (Wave Division Multiplexing, WDM)، والتي تستخدم أربع نوافذ إرسال قنوات طيفية 1310 نانومتر و1550 نانومتر، مع تباعد حامل يبلغ 800-400 جيجاهرتز. يُطلق على تعدد الإرسال DWDM اسم "المكثف" لأنه يستخدم مسافة أصغر بكثير بين الأطوال الموجية من WDM.

خطط التردد

في الوقت الحاضر، يتم تحديد اثنين من خطة الترددات (أي مجموعة من الترددات التي تفصل عن بعضها البعض بقيمة ثابتة) بالتوصية G.692 قطاع تقييس الاتصالات:

درجة خطة التردد (التباعد بين قنوات التردد المجاورة) تبلغ 100 جيجا هرتز (0.8 نانومتر = نعم)، حيث يتم تطبيق موجة نقل البيانات 41 في نطاق 1528.77 (196.1 هرتز) إلى 1560.61 نانومتر (192.1 هرتز)؛
خطة التردد بزيادات 50 جيجا هرتز (نعم = 0.4 نانومتر)، مما يسمح لك بالنقل في نفس النطاق البالغ 81 طولًا موجيًا.
أنتجت بعض الشركات أيضًا معدات، تسمى معدات تعدد الإرسال بتقسيم الطول الموجي (High-Dense WDM، HDWDM)، القادرة على العمل بتردد يصل إلى زيادات تصل إلى 25 جيجا هرتز.

المشكلة الرئيسية في بناء أنظمة DWDM فائقة الكثافة هي أنه مع انخفاض خطوة التردد، يحدث تداخل في طيف القنوات المجاورة ويكون هناك عدم وضوح في شعاع الضوء. ويؤدي ذلك إلى زيادة عدد الأخطاء وعدم القدرة على نقل المعلومات على النظام

خطط الترددات لـ DWDM

في خطط القنوات التالية يتم استخدامها حاليًا لأنواع مختلفة من أنظمة DWDM، CWDM، HDWDM، WDM.

خطط التردد DWDM

مضخمات الألياف الضوئية

حدد النجاح العملي لتقنية DWDM بعدة طرق ظهور مضخمات الألياف الضوئية. تعمل الأجهزة الضوئية على تضخيم الإشارات الضوئية مباشرة في نطاق 1550 نانومتر، مما يلغي الحاجة إلى تحويل وسيط إلى شكل كهربائي، كما هو الحال مع المولدات المستخدمة في شبكة SDH. عيب أنظمة تجديد الإشارة الكهربائية هو أنها تحتاج إلى نوع معين من التشفير، مما يجعلها باهظة الثمن. تسمح المضخمات الضوئية، وهي عبارة عن معلومات نقل "شفافة"، بزيادة سرعة الخط دون الحاجة إلى ترقية وحدات مكبر الصوت. طول المقطع بين مكبرات الصوت الضوئية يمكن أن تصل 150 كم أو أكثر، مما يوفر العمود الفقري الاقتصادي لـ DWDM الذي يبلغ طول مقطع الإرسال المتعدد فيه اليوم 600-3000 كم مع استخدام 1 إلى 7، مكبرات الصوت الضوئية المتوسطة.

حددت التوصية ITU-T G.692 ثلاثة أنواع من أقسام التضخيم، أي المقاطع الواقعة بين معددي إرسال متجاورين، DWDM:

لام (طويل)- تتكون قطعة الأرض من 8 خطوط اتصالات من الألياف الضوئية و7 مكبرات صوتية كحد أقصى، وتبلغ المسافة القصوى بين الأمبيرات 80 كم ويبلغ الحد الأقصى لطول المقطع 640 كم؛
الخامس (طويل جدًا)- تتكون قطعة الأرض من 5 خطوط اتصال من الألياف الضوئية كحد أقصى و4 مكبرات صوت بصرية، وتبلغ المسافة القصوى بين الأمبيرات 120 كم وأقصى طول إجمالي يبلغ 600 كم؛
U (طويل جدًا)- قطعة أرض بدون مكررات تصل إلى 160 كم

ترتبط القيود المفروضة على مقدار السواحل لفترة طويلة بتدهور الإشارة الضوئية في التضخيم البصري. على الرغم من أن مكبر الصوت البصري يستعيد قوة الإشارة، إلا أنه لا يعوض بشكل كامل تأثير التشتت اللوني (أي انتشار أطوال موجية مختلفة بمعدلات مختلفة، مما يجعل الإشارة عند الطرف المستقبل عبارة عن ألياف "ملطخة") وغيرها من التأثيرات غير الخطية. لذلك، لبناء طرق سريعة أكثر شمولاً، يجب تركيبها بين أجزاء التعزيز معددات إرسال DWDM التي تقوم بتجديد الإشارة عن طريق تحويلها إلى شكل كهربائي والعودة. لتقليل التأثيرات غير الخطية في تقييد إشارة DWDM ينطبق أيضًا على أنظمة الطاقة.

طبولوجيا نموذجية

اتصال فائق الطول من نقطتين على أساس معددات الإرسال الطرفية، DWDM

دائرة DWDM مع مدخلات ومخرجات في العقد الوسيطة

طوبولوجيا الحلقة

توفر طوبولوجيا الحلقة إمكانية بقاء شبكة DWDM من خلال مسارات زائدة عن الحاجة. طرق حماية حركة المرور المستخدمة في DWDM، مشابهة للطرق الموجودة في SDH. بالنسبة للبعض، تم تأمين الاتصال، وتم إنشاء مسارين بين نقطتي النهاية: الرئيسية والاحتياطية. تقوم نقطة نهاية معدد الإرسال بمقارنة الإشارتين واختيار أفضل جودة للإشارة.

حلقة معددات DWDM

طوبولوجيا الشبكة

مع تطور شبكات DWDM، يتم استخدام طوبولوجيا شبكية بشكل متزايد، والتي توفر أفضل أداء من حيث المرونة والأداء والمرونة مقارنة بالطوبولوجيا الأخرى. ومع ذلك، لتنفيذ طوبولوجيا الشبكة، يجب أن يكون لديك وصلات متقاطعة بصرية (Optical Cross-Connector، PL)، والتي لا تضيف موجات إلى إشارة النقل الشاملة وتخرجها فحسب، كما هو الحال مع مدخلات ومخرجات مُضاعِف الإرسال، ولكنها تدعم أيضًا التعسفي التبديل بين الإشارات الضوئية تنتقل موجات ذات أطوال مختلفة.

شبكة DWDM

معددات الإرسال الضوئية IO

أجهزة الإرسال السلبية المستخدمة في شبكات DWDM (بدون مصدر طاقة وتحويل نشط) وأجهزة الإرسال المتعددة النشطة، demultipleskory.

أجهزة الإرسال المتعددة السلبية	معددات الإرسال النشطة
عدد الموجات الضوئية الناتجة منخفضة	يقتصر عدد موجات الضوء على خطة التردد المطبقة ومجموعة موجات الضوء
يسمح لك بعرض وإدخال إشارة موجة ضوئية دون تغيير الطيف العام لشعاع الضوء	لا يقدم توهينًا إضافيًا لأنه ينتج إزالة تعدد إرسال كاملة لجميع القنوات وتحويلها إلى شكل كهربائي
يقدم توهين إضافي	لها تكلفة عالية
لديها تكلفة الميزانية

وصلات متقاطعة بصرية

في الشبكات ذات الهيكل الشبكي، يكون من الضروري توفير المرونة اللازمة لتغيير مسار موجة الاتصالات بين المشتركين في الشبكة. توفر مثل هذه الإمكانيات وصلات بصرية متقاطعة، لتوجيه أي من الموجات عند أي منفذ إخراج من كل منفذ إدخال للإشارة (طبعًا، بشرط ألا توجد إشارة أخرى لهذا المنفذ لا تستخدم الموجة ولابد من إجراء طول موجي آخر للبث).

هناك نوعان من التوصيلات الضوئية:

موصلات متقاطعة إلكترونية بصرية ذات تحويل وسيط إلى شكل كهربائي؛
جميع التوصيلات الضوئية المتقاطعة، أو المفاتيح الضوئية.

النظام الميكانيكي الكهربائي الدقيق، MEMS

العوامل التي يجب مراعاتها في بناء أنظمة DWDM

تشتت لوني

تشتت لوني- نتيجة لتأثيرها، أثناء انتشارها عبر الألياف، تصبح النبضات التي تشكل الإشارة الضوئية أوسع. عند إرسال الإشارات عبر مسافات طويلة، يمكن فرض نبضات على المنطقة المجاورة، مما يجعل من الصعب استردادها بشكل دقيق. مع زيادة سرعة نقل الألياف الضوئية، يزداد طول وتأثير التشتت اللوني. لتقليل تأثير التشتت اللوني على الإشارات المرسلة، يتم تطبيق معوضات التشتت.

تشتت وضع الاستقطاب

بي إم دييحدث في الألياف الضوئية بسبب الاختلاف في سرعات الانتشار لمكوني وضع الاستقطاب المتعامدين، مما يؤدي إلى تشويه النبضات المرسلة. والسبب في هذه الظاهرة هو عدم تجانس الشكل الهندسي للألياف الضوئية. تأثير تشتت وضع الاستقطاب على الإشارات الضوئية المرسلة بمعدل متزايد مع زيادة عدد القنوات ونظام الختم مع زيادة طول الألياف.

تحفيز التشتت الخلفي ماندلستام - بريلوين،جوهر هذه الظاهرة هو إنشاء إشارة بصرية من المجالات الدورية ذات معامل انكسار متفاوت - وهو نوع من محزوز الحيود الافتراضي الذي تمر عبره الإشارات مثل الموجة الصوتية. يتم إضافة وتضخيم إشارات الشبكة الافتراضية المنعكسة لتشكل إشارة ضوئية عكسية مع انخفاض تردد دوبلر. وتؤدي هذه الظاهرة إلى زيادة مستوى الضوضاء وتمنع انتشار الإشارة الضوئية، حيث يتبدد جزء كبير من قوتها في الاتجاه المعاكس. كثيرا ما يطلق على هذه الظاهرة خطأً اسم الموجة الصوتية المنعكسة.

تعديل المرحلةعند مستويات الطاقة العالية، يمكن أن يحدث تعديل إشارة الليزر لمرحلتها الخاصة من الإشارة. يعمل هذا التعديل على توسيع النطاق وتوسيع الإشارة أو ضغطها في الوقت المناسب، اعتمادًا على علامة التشتت اللوني. في أنظمة WDM الكثيفة، قد يتم تركيب إشارة التعديل الذاتي مع إشارات الطيف الموسعة على القنوات المجاورة. تتم زيادة إشارة تعديل الطور مع زيادة الطاقة وزيادة معدل الإرسال ومع التشتت اللوني السلبي. يتم تقليل تأثير تعديل الطور عند الصفر أو عند تشتت لوني إيجابي صغير

تعديل عبر المرحلةتعمل الإشارة الناتجة عن هذه الظاهرة على تعديل مرحلة إشارات قناة واحدة من القنوات المجاورة. العوامل المؤثرة على تعديل الطور، تتزامن مع العوامل المؤثرة على تعديل الطور. وبالإضافة إلى ذلك، يعتمد تأثير التشكيل عبر الطور على عدد القنوات في النظام.

خلط رباعي الموجات,يظهر عند مستوى طاقة عتبة الليزر، وفي هذه الحالة تؤدي الخصائص غير الخطية للألياف إلى تفاعل ثلاث موجات والموجة الرابعة ذات المظهر الجديد والتي قد تتزامن مع تردد قناة أخرى. يزيد تردد التراكب هذا من مستوى الضوضاء ويصعب استقبال الإشارة

إدخال ضجيج مضخم الصوت EDFA،سبب هذه الظاهرة - قوة الانبعاث التلقائي المتضخم الذي يحدث بسبب ميزات تصميم مكبرات الصوت edfa. أثناء عملية المرور عبر مكبر الصوت، يتم إضافة مكون مفيد للإشارة الضوئية إلى الضوضاء، وبالتالي تقليل نسبة "الإشارة / الضوضاء" نتيجة لإمكانية استقبال الإشارة عن طريق الخطأ. هذه الظاهرة تحد من كمية مكبرات الصوت المضمنة.

تقنية دي دبليو دي ام

تعدد الإرسال بتقسيم الطول الموجي الكثيف (DWDM) هو التقنية الحديثةنقل عدد كبير من القنوات الضوئية عبر ليف واحد، وهو ما يشكل أساس الجيل الجديد تقنيات الشبكة. تشهد صناعة الاتصالات حاليًا تغيرات غير مسبوقة مرتبطة بالانتقال من الأنظمة الصوتية إلى أنظمة نقل البيانات، وهو نتيجة للتطور السريع لتقنيات الإنترنت ومجموعة متنوعة من تطبيقات الشبكات. مع النشر على نطاق واسع لشبكات البيانات يأتي تعديل في بنية الشبكة نفسها. ولهذا السبب يلزم إجراء تغييرات جوهرية في مبادئ تصميم الشبكة والتحكم فيها وإدارتها. يعتمد الجيل الجديد من تقنيات الشبكات على شبكات بصرية متعددة الأطوال الموجية تعتمد على تعدد الإرسال بتقسيم الطول الموجي الكثيف (DWDM).

وصف التكنولوجيا

إن المعلمة الأكثر أهمية في تقنية تعدد إرسال الموجات الكثيفة هي بلا شك المسافة بين القنوات المجاورة. هناك حاجة إلى توحيد الترتيب المكاني للقنوات، على الأقل لأنه سيكون من الممكن على أساسه البدء في إجراء اختبارات التوافق المتبادل للمعدات من مختلف الشركات المصنعة. وافق قطاع تقييس الاتصالات التابع للاتحاد الدولي للاتصالات ITU-T على خطة ترددات DWDM مع تباعد بين القنوات قدره 100 جيجا هرتز (نانومتر)، (الجدول 1). وفي الوقت نفسه، يستمر جدل كبير حول اعتماد خطة ترددية مع تباعد أصغر بين القنوات يصل إلى 50 جيجا هرتز (نانومتر). وبدون فهم القيود والفوائد الخاصة بكل خطة طيف، قد تواجه شركات الاتصالات والمنظمات التي تخطط لتوسيع سعة شبكتها تحديات كبيرة واستثمارات غير ضرورية.

شبكة 100 جيجا هرتز.

يعرض الجدول الموجود على اليمين شبكات خطة تردد 100 جيجا هرتز بدرجات متفاوتة من تناثر القنوات. تحتوي جميع الشبكات باستثناء شبكة واحدة 500/400 على قنوات متباعدة بشكل متساوٍ. يتيح لك التوزيع الموحد للقنوات تحسين تشغيل محولات الموجات والليزر القابل للضبط والأجهزة الأخرى للشبكة الضوئية بالكامل، كما يسهل أيضًا بنائها.

يعتمد تنفيذ شبكة خطة تردد معينة إلى حد كبير على ثلاثة عوامل رئيسية:

نوع المضخمات الضوئية المستخدمة (السيليكون أو الفلوروزيركونات)؛
سرعات الإرسال لكل قناة - 2.4 جيجابت/ثانية (STM-16) أو 10 جيجابت/ثانية (STM-64)؛
تأثير التأثيرات غير الخطية.

علاوة على ذلك، فإن كل هذه العوامل مترابطة بقوة.

تحتوي EDFAs المصنوعة من ألياف السيليكون القياسية على عيب واحد - تباين كبير في الكسب في المنطقة أقل من 1540 نانومتر، مما يؤدي إلى انخفاض نسب الإشارة إلى الضوضاء واكتساب اللاخطية في هذه المنطقة. كل من قيم الكسب المنخفضة جدًا والعالية جدًا غير مرغوب فيها بنفس القدر. ومع زيادة عرض النطاق الترددي، فإن الحد الأدنى لنسبة الإشارة إلى الضوضاء التي تسمح بها المعايير القياسية يزيد - على سبيل المثال، بالنسبة للقناة STM-64 تكون أعلى بمقدار 4-7 ديسيبل من STM-16. وبالتالي، فإن اللاخطية لكسب EDFA السيليكوني يحد بقوة أكبر من حجم المنطقة لقنوات STM-64 المتعددة (1540-1560 نانومتر) مقارنةً بقنوات STM-16 والسعة الأقل (حيث يمكن استخدام منطقة كسب EDFA السيليكونية بأكملها تقريبًا، على الرغم من ذلك). اللاخطية).

شبكة 50 جيجا هرتز.

تسمح خطة شبكة الترددات الأكثر كثافة وغير القياسية بفاصل زمني قدره 50 جيجا هرتز باستخدام أكثر كفاءة لمنطقة 1540-1560 نانومتر التي تعمل فيها EDFAs السيليكونية القياسية. وإلى جانب هذه الميزة، فإن هذه الشبكة لها عيوبها.

في- أولاً، مع تناقص الفواصل الزمنية بين القنوات، يزداد تأثير تأثير الخلط رباعي الموجات، والذي يبدأ في الحد الحد الأقصى لطولخط التجديد البيني (خط يعتمد فقط على مكبرات الصوت الضوئية).

في- ثانيةقد تحد المسافة القصيرة بين القنوات البالغة 0.4 نانومتر من إمكانية تعدد إرسال قنوات STM-64. وكما يتبين من الشكل، لا يجوز تعدد إرسال قنوات STM-64 بفاصل زمني قدره 50 جيجاهرتز، حيث تتداخل أطياف القنوات المجاورة. فقط إذا كان هناك معدل إرسال أقل لكل قناة (STM-4 وما دونه)، لا يحدث تداخل في الطيف.

في- ثالث، عند 50 جيجا هرتز، تصبح متطلبات أجهزة الليزر القابلة للضبط ومضاعفات الإرسال والمكونات الأخرى أكثر صرامة، مما يقلل من عدد الشركات المصنعة للمعدات المحتملة ويؤدي أيضًا إلى زيادة في تكلفتها.

معددات DWDM

تتميز مُضاعِفات DWDM (على عكس WDM التقليدية) بميزتين مميزتين:

باستخدام نافذة شفافية واحدة فقط تبلغ 1550 نانومتر، داخل منطقة النطاق C 1530-1560 نانومتر والنطاق L 1570-1600 نانومتر؛
مسافة صغيرة بين القنوات المتعددة، 0.8 أو 0.4 نانومتر.

بالإضافة إلى ذلك، بما أن معددات DWDM مصممة للعمل مع عدد كبير من القنوات يصل إلى 32 أو أكثر، إلى جانب أجهزة DWDM التي يتم فيها تعدد إرسال جميع القنوات (إزالة تعدد الإرسال) في وقت واحد، فإن الأجهزة الجديدة التي ليس لها نظائرها في أنظمة WDM وتعمل في يُسمح أيضًا بوضع الإضافة أو إخراج قناة واحدة أو أكثر من/إلى تيار متعدد الإرسال رئيسي يمثله عدد كبير من القنوات الأخرى. نظرًا لأن منافذ/أقطاب الإخراج الخاصة بجهاز إزالة تعدد الإرسال مخصصة لأطوال موجية محددة، يُقال إن الجهاز يقوم بإجراء توجيه سلبي لطول الموجة. نظرًا للمسافات القصيرة بين القنوات والحاجة إلى العمل مع عدد كبير من القنوات في وقت واحد، يتطلب تصنيع معددات DWDM دقة أكبر بكثير مقارنةً بمضاعفات WDM (عادةً ما تستخدم نوافذ شفافة تبلغ 1310 نانومتر، أو 1550 نانومتر، أو بالإضافة إلى منطقة الطول الموجي على مقربة من 1650 نانومتر). ومن المهم أيضًا ضمان أداء عالٍ للحديث المتبادل في المجال القريب (الاتجاهية) وبعيد المدى (العزل) عند أقطاب جهاز DWDM. كل هذا يؤدي إلى ارتفاع تكلفة أجهزة DWDM مقارنة بأجهزة WDM.

يوضح الشكل "أ" دائرة معدد إرسال DWDM نموذجية مع عنصر عاكس للمرآة. دعونا نفكر في عملها في وضع إزالة تعدد الإرسال. تصل الإشارة المتعددة الواردة إلى منفذ الإدخال. تمر هذه الإشارة بعد ذلك عبر الدليل الموجي للوحة ويتم توزيعها على أدلة موجية متعددة تمثل بنية حيود AWG (شبكة الدليل الموجي المصفوفة). كما كان من قبل، تظل الإشارة في كل من أدلة الموجات متعددة الإرسال، وتبقى كل قناة ممثلة في جميع أدلة الموجات. بعد ذلك، تنعكس الإشارات من سطح المرآة، ونتيجة لذلك، يتم جمع تدفقات الضوء مرة أخرى في لوحة الدليل الموجي، حيث يتم تركيزها وتداخلها - يتم تشكيل الحد الأقصى لكثافة التداخل المنفصلة مكانيًا، بما يتوافق مع القنوات المختلفة. يتم حساب هندسة لوحة الدليل الموجي، ولا سيما موقع أقطاب الإخراج، وأطوال الدليل الموجي لهيكل AWG بحيث يتزامن الحد الأقصى للتداخل مع أقطاب الإخراج. يحدث تعدد الإرسال في الاتجاه المعاكس.

هناك طريقة أخرى لبناء معدد إرسال لا تعتمد على زوج من لوحات الدليل الموجي (الشكل ب). مبدأ تشغيل مثل هذا الجهاز مشابه للحالة السابقة، إلا أنه هنا يتم استخدام لوحة إضافية للتركيز والتداخل.

تعمل معددات إرسال DWDM، كونها أجهزة سلبية، على إدخال توهين كبير في الإشارة. على سبيل المثال، تبلغ خسائر الجهاز (الشكل 1أ) الذي يعمل في وضع إزالة تعدد الإرسال 4-8 ديسيبل، مع تداخل طويل المدى

أجهزة الإرسال والاستقبال

لنقل البيانات بأطوال موجية من شبكة DWDM، يمكن استخدام نوعين من الأجهزة - أجهزة الإرسال والاستقبال وأجهزة الإرسال والاستقبال DWDM. تأتي أجهزة إرسال واستقبال DWDM في مجموعة متنوعة من عوامل الشكل ويمكن استخدامها في حلول DWDM السلبية.

على عكس أجهزة الإرسال والاستقبال، تسمح لك أجهزة الإرسال والاستقبال بتحويل الطول الموجي للإشعاع للجهاز الطرفي إلى طول موجة DWDM للإرسال إلى معدد الإرسال. تستقبل مدخلات معدد الإرسال البصري إشارات ضوئية تتوافق معلماتها مع المعايير المحددة في توصيات G.692. قد يحتوي جهاز الإرسال والاستقبال على عدد مختلف من المدخلات والمخرجات البصرية. ولكن إذا كان من الممكن توفير إشارة بصرية لأي إدخال مرسل مستجيب، يتم تحديد معلماته من خلال التسجيل. G.957، فيجب أن تتوافق إشارات الخرج الخاصة به في المعلمات مع التوصية. G.692. علاوة على ذلك، إذا تم ضغط الإشارات الضوئية m، فيجب أن يتوافق الطول الموجي لكل قناة عند إخراج جهاز الإرسال والاستقبال مع واحدة منها فقط وفقًا لشبكة خطة التردد الخاصة بالاتحاد الدولي للاتصالات.

تطبيق مكبرات الصوت الضوئية

لقد أدى تطوير تقنية التضخيم البصري المستندة إلى EDFA إلى تغيير كبير في منهجية تصميم أنظمة اتصالات الألياف الضوئية. تستخدم أنظمة الألياف الضوئية التقليدية أجهزة إعادة التوليد التي تزيد من قوة الإشارة (الشكل 3 أ). عندما يبدأ الطول بين العقد البعيدة في تجاوز الحد الأقصى المسموح به لطول الرحلة بين العقد المجاورة، من حيث توهين الإشارة، يتم تركيب مولدات إضافية في نقاط وسيطة تقبل اشارة ضعيفةوتضخيمها في عملية التحويل الإلكتروني الضوئي، واستعادة دورة التشغيل والخصائص الأمامية والزمنية لتكرار النبضة، وبعد تحويلها إلى شكل بصري، يقومون بنقل الإشارة المضخمة الصحيحة، بنفس الشكل الذي كانت عليه عند إخراج المجدد السابق . على الرغم من أن أنظمة التجديد هذه تعمل بشكل جيد، إلا أنها مكلفة للغاية، وبمجرد تركيبها، لا يمكنها زيادة سعة الخط.

استنادًا إلى EDFA، يتم التغلب على فقدان الطاقة في الخط عن طريق التضخيم البصري (الشكل 3 ب). على عكس أجهزة إعادة التوليد، لا يرتبط هذا الكسب "الشفاف" بمعدل بتات الإشارة، مما يسمح بنقل المعلومات بمعدلات أعلى وزيادة الإنتاجية حتى تدخل العوامل المقيدة الأخرى مثل التشتت اللوني وتشتت وضع الاستقطاب في الاعتبار. مكبرات الصوت EDFA قادرة أيضًا على تضخيم إشارة WDM متعددة القنوات، مما يضيف بُعدًا آخر لعرض النطاق الترددي.

على الرغم من أن الإشارة الضوئية الناتجة عن مرسل الليزر الأصلي لها استقطاب محدد جيدًا، إلا أن جميع العقد الأخرى على طول مسار الإشارة الضوئية، بما في ذلك جهاز الاستقبال البصري، يجب أن تظهر اعتماداً ضعيفًا لمعلماتها على اتجاه الاستقطاب. وبهذا المعنى، تتمتع مكبرات الصوت الضوئية EDFA، التي تتميز باعتماد ضعيف على الاستقطاب للكسب، بميزة ملموسة على مكبرات الصوت شبه الموصلة.

على عكس أجهزة إعادة التوليد، تقدم مكبرات الصوت الضوئية ضوضاء إضافية يجب أخذها بعين الاعتبار. لذلك، إلى جانب الكسب، فإن أحد المعلمات المهمة لـ EDFA هو رقم الضوضاء.

تطبيق أجهزة ROADM

يتيح استخدام معدد إرسال الإضافة/الإسقاط البصري القابل لإعادة التشكيل (ROADM) النشر المرن والتكوين عن بعد لقنوات الطيف. في أي عقدة في شبكة ROADM، من الممكن تبديل حالة قناة الطيف إلى الإدخال/الإخراج والإرسال من طرف إلى طرف دون مقاطعة الخدمات الحالية. عند العمل باستخدام ليزر قابل للضبط، يوفر ROADM تحكمًا مرنًا في القنوات الطيفية. تسمح لك ROADMs ببناء شبكات ذات حلقات متعددة أو شبكات مختلطة: استنادًا إلى تقنية تبديل محدد الطيف (WSS).

بناء شبكات DWDM

عادةً ما يتم إنشاء شبكات DWDM الحضرية باستخدام بنية حلقية، مما يسمح باستخدام آليات الحماية على مستوى DWDM مع سرعة استرداد لا تزيد عن 50 مللي ثانية. من الممكن بناء بنية تحتية للشبكة على معدات من عدة موردين مع مستوى توزيع إضافي يعتمد على معدات Metro DWDM. تم تقديم هذا المستوى لتنظيم تبادل حركة المرور بين الشبكات بمعدات من شركات مختلفة.

في تقنية DWDM، الحد الأدنى لدقة الإشارة هو القناة البصرية، أو الطول الموجي. إن استخدام أطوال موجية كاملة بسعة قناة تبلغ 2.5 أو 10 جيجابت/ثانية لتبادل حركة المرور بين الشبكات الفرعية له ما يبرره لبناء شبكات نقل كبيرة. لكن أجهزة الإرسال والاستقبال المتعددة تسمح لك بتنظيم تبادل حركة المرور بين الشبكات الفرعية على مستوى إشارات STM-4/STM-1/GE. يمكن أيضًا بناء مستوى التوزيع على أساس تقنية SDH. لكن DWDM يتمتع بميزة كبيرة مرتبطة بشفافية قنوات التحكم وقنوات الخدمة (على سبيل المثال، اتصالات الخدمة). عندما يتم تجميع إشارات SDH/ATM/IP في قناة بصرية، لا يتغير هيكل الحزم ومحتوياتها. تقوم أنظمة DWDM بمراقبة البايتات الفردية فقط للتأكد من تدفق الإشارات بشكل صحيح. لذلك، يمكن اعتبار توصيل الشبكات الفرعية عبر بنية DWDM التحتية بطول موجة واحد بمثابة اتصال بزوج من الكابلات الضوئية.

عند استخدام معدات من شركات مصنعة مختلفة، يتم توصيل شبكتين فرعيتين لنقل البيانات من شركة مصنعة واحدة من خلال شبكة DWDM من شركة مصنعة أخرى. يمكن أيضًا لنظام التحكم المتصل فعليًا بشبكة فرعية واحدة التحكم في تشغيل شبكة فرعية أخرى. وإذا تم استخدام معدات SDH على مستوى التوزيع، فلن يكون ذلك ممكناً. وبالتالي، استنادًا إلى شبكات DWDM، من الممكن الجمع بين شبكات من شركات مصنعة مختلفة لنقل حركة المرور غير المتجانسة.

SFP (WDM، CWDM، DWDM) - ما هو؟ ما هي احتياجاتهم؟

تقنيات تعدد الإرسال بتقسيم الطول الموجي (WDM).

يعتمد تعدد إرسال الطيف على طريقة تعدد إرسال القنوات الضوئية. مبدأ هذه الطريقةيكمن في حقيقة أن كل تيار معلومات يتم إرساله عبر ألياف ضوئية واحدة بطول موجي مختلف (عند تردد حامل مختلف)، متباعدة على مسافة 20 نانومتر عن بعضها البعض.

باستخدام أجهزة خاصة - معددات الإرسال الضوئية - يتم دمج التدفقات في إشارة ضوئية واحدة يتم إدخالها في الألياف الضوئية. على الجانب المستقبل، يتم تنفيذ العملية العكسية - إزالة تعدد الإرسال، والتي يتم تنفيذها باستخدام أجهزة إزالة تعدد الإرسال الضوئية. وهذا يفتح إمكانيات لا تنضب حقًا لزيادة سعة الخط وبناء حلول طوبولوجية معقدة باستخدام ليف واحد.

عند اختيار عدد القنوات، يجب الانتباه إلى نوع الألياف أحادية الوضع المستخدمة!
على سبيل المثال، تتمتع ألياف G.652B (الألياف التي يبلغ ذروتها بالماء عند 1383 نانومتر) بفقد إشعاع عالي عند الأطوال الموجية القصيرة، وبالتالي تقل مسافة الإرسال المسموح بها وسيكون عدد القنوات الطيفية أقل من المطلوب.

في أنظمة WDM الخشنة، وفقًا لتوصية الاتحاد الدولي للاتصالات G.694.2، لا ينبغي استخدام أكثر من 18 موجة حاملة بمسافة 20 نانومتر: 1270، 1290، 1310 ... 1570، 1590، 1610، أي. إذا كان إجمالي نطاق الطول الموجي المطلوب لا يتجاوز 340 نانومتر. وينبغي أن يؤخذ في الاعتبار أنه عند حواف هذا النطاق الواسع يكون التوهين كبيرًا جدًا، خاصة في منطقة الطول الموجي القصير. تمت زيادة عدد القنوات إلى 18 قناة باستخدام ما يسمى بألياف ذروة الماء الصفرية (ZWPF، ألياف ذروة الماء الصفرية؛ LWPF، ألياف ذروة الماء المنخفضة)، والتي يتم تحديد معلماتها بموجب توصية ITU-T G.652.C/ د. في الألياف من هذا النوعتم حذف ذروة الامتصاص عند طول موجة 1383 نانومتر، وتبلغ قيمة التوهين عند هذا الطول الموجي حوالي 0.31 ديسيبل/كم.

أثبتت الألياف G.653 أنها غير مناسبة لتقنية تعدد الإرسال بتقسيم الطول الموجي WDM الجديدة سريعة التطور نظرًا لتشتتها الصفري عند 1550 نانومتر، مما أدى إلى زيادة حادة في تشويه الإشارة من خلط الموجات الأربعة في هذه الأنظمة. كانت الألياف الضوئية الأكثر ملاءمة لـ WDM الكثيفة وعالية الكثافة (DWDM و HDWDM) هي G.655، والألياف الضوئية G.656 المعيارية مؤخرًا لـ WDM المتفرقة.
إن إنشاء ألياف بدون "ذروة مائية" جعل من الممكن استخدام جميع الموجات في النطاق من 1260 إلى 1625 نانومتر في أنظمة الاتصالات، أي. حيث تتمتع ألياف الكوارتز الضوئية بأكبر قدر من الشفافية.

المعدات الأساسية

معددات/مزيلات الإرسال (MUX/DEMUX)؛تسمح لك بجمع وفصل الإشارات الضوئية.

تسمح لك بتحديد وإضافة إشارة إلى الألياف عند ترددات حاملة معينة.

اعتمادًا على المهمة المطروحة، يتم تحديد تكوين معدد الإرسال/مزيل تعدد الإرسال (Mux/Demux) بالخصائص التالية:

معدد الألياف المزدوج (2 ألياف)
معدد ألياف واحد(ألياف واحدة (ألياف مفردة) أو ثنائية الاتجاه)
4 أو 8 قناة معدد(8 أو 16 أطوال موجية)، تعمل على ألياف واحدة
8 أو 16 قناة تعمل على أليافين
معدد مع اثنين "المشتركة"(شائع) الاستنتاجاتلتنفيذ طوبولوجيا "الحلقة".
بالنسبة لطوبولوجيات "من نقطة إلى نقطة" أو "حلقة"، يلزم وجود مجموعة "زوجية" (منافذ Tx–Rx) من معددات الإرسال - Mux/Demux Type I، Mux/Demux Type II
الموصلات – FC، SC، LC، ST، FA، SA

يمكن توفير معددات الإرسال في الإصدارات التالية:
رف 19" 1RU
في علبة بلاستيكية(للتركيب على الحائط أو الصندوق)
حسب نوع الموصل- لك، اتفاقية استكهولم، إلخ.

أجهزة إرسال واستقبال SFP (صغيرة الحجم قابلة للتوصيل) (SFP، SFP+، X2، XFP) –توليد واستقبال الإشارات الضوئية (أطوال موجية معينة) في نظام CWDM؛ تحويل الإشارة من كهربائية إلى بصرية والعكس. وحدة SFPيجمع بين كل من جهاز الإرسال والاستقبال. ولذلك، فهو يدعم الإرسال والاستقبال المتزامن للبيانات عبر رابطين داخل قناة واحدة. منذ أيام الراديو، كانت هذه الأجهزة تسمى أجهزة الإرسال والاستقبال. ولهذا السبب تسمى وحدات SFP أجهزة الإرسال والاستقبال.

يعمل كل جهاز إرسال واستقبال SFP على أليافين، وعلى عكس أجهزة الإرسال والاستقبال القياسية المكونة من ألياف 1000Base LX، يعمل على طولين موجيين مختلفين - استقبال النطاق العريضيعمل بطول موجي واحد وجهاز الإرسال بآخر.
لتشكيل قناة بيانات في نظام SFP، يتم تكوين أجهزة الإرسال والاستقبال في أزواج.

تختلف أجهزة الإرسال والاستقبال أيضًا في قوة الإشارة (المسافة المقطوعة)، أي أنها تعمل على مسافات مختلفة.

للحصول على ضغط إشارة بصرية أقوى، يتم استخدام وحدات SFP "الملونة" التي تعمل في نطاق طول موجي معين (كودم). تم تصميم أجهزة الإرسال والاستقبال SFP هذه لتوليد إشارات ضوئية "الناقل الرئيسي" من 1270 إلى 1610 نانومتر (خطوة 20 نانومتر).

تتوفر وحدات SFP التي تعمل عبر ألياف واحدة أو أليافين بمعدل إنتاجية يبلغ 1.25 و2.5 و4.25 جيجابت في الثانية. يمكن تركيب هذه الوحدات مباشرة في معدات التحويل من أي مصنع تقريبًا، مما يسمح بالتكامل السلس لـ CWDM في البنية التحتية الحالية. يمكن أن تعمل الوحدة نفسها كواجهة Gigabit Ethernet أو قناة ليفية أو SDH، مما يضيف مرونة كبيرة إلى الحل.

من الممكن أيضًا تثبيت وحدات CWDM SFP في هيكل محول الوسائط. يعد استخدام الهيكل هو الحل الأكثر مرونة، مما يزيل تمامًا مشاكل عدم توافق المعدات. باستخدام الهيكل، يمكنك الحصول على منافذ 1000BASE-T Gigabit Ethernet القياسية، مما يلغي الحاجة إلى محولات باهظة الثمن مع منافذ SFP.

وينبغي إيلاء اهتمام خاص لضغط القنوات بسرعة 10 جيجابت/ثانية. قبل ثلاث سنوات فقط، لم تكن هناك أجهزة إرسال واستقبال تعمل بسرعات 10 جيجابت/ثانية وأطوال موجية داعمة لشبكة التردد لأنظمة تعدد إرسال الطيف المتناثر؛ والآن ظهرت مثل هذه الوحدات، ومع ذلك، فإن استخدامها يفرض قيودًا كبيرة على قدرات النظام، مقارنةً بتعدد إرسال القنوات 1.25 جيجابت/ثانية و2.5 جيجابت/ثانية.

لا يوجد حاليًا أي ليزر بسرعة 10 جيجابت في الثانية يعمل في نطاق الطول الموجي 1350-1450 نانومتر، لذا لا يمكن أن يتجاوز الحد الأقصى لعدد القنوات المتعددة الإرسال بسرعة 10 جيجابت في الثانية 12 عند استخدام ألياف G.652D. بالإضافة إلى ذلك، عند استخدام قنوات بسرعة 10 جيجابت/ثانية، من الضروري مراعاة أن الحد الأقصى للميزانية الضوئية لهذه الوحدات لا يزيد حاليًا عن 28 ديسيبل ميلي واط، وهو ما يتوافق مع نطاق تشغيل يبلغ حوالي 80 كيلومترًا عبر الألياف أحادية الوضع. في الحالات التي يكون فيها من الضروري ضغط ونقل أكثر من 12 قناة بسرعة 10 جيجابت/ثانية، بما في ذلك. وعلى مسافات تزيد عن 80 كيلومترًا، يتم استخدام معدات DWDM.

وحدات OADM - مُضاعِفات الإدخال/الإخراج؛ تسمح لك بتحديد وإضافة إشارة إلى الألياف لبعض شركات النقل.

الخصائص الأساسية:
إدخال/إخراج قناة واحدة
البصريات السلبية
خسارة إدخال منخفضة لوصلات التوصيل
طول موجي مخصص للمستخدم النهائي

في الأساس، تتميز وحدات OADM أحادية القناة وثنائية القناة. يكمن الاختلاف بينهما في القدرة على استقبال واستقبال الإشارة الضوئية من معدد إرسال واحد أو اثنين ويعود ذلك فعليًا إلى وجود وحدة إرسال واستقبال واحدة أو وحدتين. وفقًا لذلك، تحتوي وحدة OADM أحادية القناة على وحدة إرسال واستقبال واحدة وتكون قادرة على العمل مع معدد إرسال واحد فقط في اتجاه واحد. تحتوي وحدة OADM ثنائية القناة على وحدتي إرسال واستقبال وهي قادرة على العمل "في اتجاهين" مع جهازي إرسال/إزالة تعدد إرسال.

تحتوي وحدة الإرسال والاستقبال الخاصة بوحدة OADM أحادية القناة على أربع واجهات:

منفذ Com - يتلقى إشارة من معدد الإرسال
المنفذ السريع – يمرر الإشارة إلى عناصر أخرى في النظام
إضافة منفذ - يضيف قناة بطول موجة معين إلى الخط،
منفذ الإسقاط - يستخرج قناة بطول موجة معين من الخط.

هذه الأجهزة ليس لها أي قيود على البروتوكولات أو النطاق الترددي.
وفقًا لذلك، تحتوي وحدة OADM ثنائية القناة على منفذي إضافة وإسقاط إضافيين.
في حالة استخدام نظام ألياف مزدوج، تتم أيضًا إضافة منافذ Com2 وExpress2.
تعمل وحدة OADM أحادية القناة جنبًا إلى جنب مع جهاز إرسال واستقبال SFP واحد، ووحدة OADM ثنائية القناة - مع جهازي إرسال

وحدة النقل الطرفية OADM ( وحدة الإسقاط/التمرير) يأخذ قناة واحدة من الجذع ويوجهها إلى المنفذ المحلي. يتم تمرير القنوات المتبقية مباشرة إلى عقد الشبكة الأخرى.

تحتوي وحدة تعدد الإرسال OADM أحادية القناة (وحدة الإسقاط/الإضافة) على واجهتين محليتين. يأخذ الأول قناة واحدة من الجذع ويوجهها إلى المنفذ المحلي، والثاني يضيف هذه القناة مرة أخرى إلى الجذع في الاتجاه المعاكس. مثل هذه الوحدة ضرورية عند إنشاء شبكة طوبولوجية "حلقية".

يمكن توفير وحدات OADM في الإصدارات التالية:
حامل 19 بوصة 1RU
في علبة بلاستيكية (للتركيب على الحائط أو في الأكمام)
الموصلات – LC، SC، إلخ.

أنظمة تعدد الإرسال الرئيسية بتقسيم الطول الموجي هي:

- WDM (تعدد الإرسال بتقسيم الطول الموجي)

- CWDM (تعدد الإرسال بتقسيم الطول الموجي الخشن)

إذن ما هو إدارة الطلب على المياه؟

تقنية لإضافة إشارات ضوئية ذات أطوال موجية مختلفة، يتم إرسالها في وقت واحد على طول ليف واحد، أو إشارتين أو أكثر مفصولة في الطرف البعيد بطول موجي. يجمع النوع الأكثر شيوعًا (WDM ثنائي القناة) بين الأطوال الموجية 1310 نانومتر و1550 نانومتر في ليف واحد.

يمكن استخدام WDM ثنائي القناة (وثلاث قنوات) لإضافة أطوال موجية إضافية (أو اثنتين إضافيتين) بسرعة وسهولة. إنه سهل التثبيت والتوصيل وغير مكلف للغاية. في معظم الحالات، يعد WDM هو الحل الأكثر فعالية من حيث التكلفة لنقص الكابلات، حيث يوفر زيادة في الألياف بنسبة 2 إلى 1 أو 3 إلى 1 من خلال الجمع بين الأطوال الموجية 1310 نانومتر و1550 نانومتر و1490 نانومتر في ليف واحد.

في الحالات التي تتطلب المزيد من القنوات لتوسيع البنية التحتية الحالية للألياف الضوئية، يوفر CWDM حلاً فعالاً للمسافات البصرية القصيرة (حتى 80 كم). يمكن لـ CWDM إضافة ما يصل إلى 18 طولًا موجيًا إضافيًا بسهولة وسرعة عند الترددات القياسية للاتحاد الدولي للاتصالات. وهو مثالي للشبكات متوسطة الحجم ذات أبعاد مقطعية تصل إلى 100 كيلومتر. وبما أن المسافة بين الطول الموجي 20 نانومتر، يمكن استخدام ليزر أقل تكلفة، مما يؤدي إلى تكلفة منخفضة للغاية. أنظمة CWDM، على الرغم من أنها متعددة القنوات، لا تحتوي على أي آليات تضخيم بصري ويتم تحديد حدود النطاق بواسطة القناة ذات التوهين الأقصى. علاوة على ذلك، قد تواجه القنوات من منطقة 1360 نانومتر إلى 1440 نانومتر أكبر قدر من التوهين (1 إلى 2 ديسيبل/كم) بسبب ذروة الماء في هذه المنطقة بالنسبة لبعض أنواع الكابلات الضوئية.

عندما تكون هناك حاجة إلى قدرة عالية أو نقل لمسافات طويلة، الحلول دي دبليو دي إمهي الطريقة المفضلة لزيادة سعة الألياف. بفضل أجهزة الليزر عالية الدقة المُحسّنة للعمل في نافذة بحجم 1550 نانومتر (لتقليل الخسارة)، فإن أنظمة DWDM حل مثاليلشبكات أكثر تطلبا. يمكن لأنظمة DWDM استخدام EDFA لتضخيم جميع الأطوال الموجية في نافذة DWDM وتوسيع أطوال الإرسال حتى 500 كم.

عادةً ما تقتصر أنظمة DWDM على نطاق يصل إلى 4-5 أقسام تضخيم بسبب ضوضاء الانبعاثات التلقائية المضخمة (ASE) في EDFA. تتوفر أدوات المحاكاة لتحديد عدد EDFAs الذي يمكن تثبيته بالضبط. في المقاطع الطويلة (> 120 كم) يمكن أن يكون التشتت مشكلة، مما يتطلب تركيب وحدات تعويض التشتت. يقتصر نطاق DWDM على أطوال موجية تتراوح من 1530 نانومتر إلى 1565 نانومتر بواسطة نطاق كسب EDFA.

أنواع الحلول:

1. نقطة - نقطة.

تعد إضافة نظام طيفي من نقطة إلى نقطة إلى النظام البصري حلاً بسيطًا وفعالاً من حيث التكلفة لمشكلة نقص الألياف.
تعتبر الأنظمة ذات الهيكل المماثل نموذجية لحل مشاكل النقل المتزامن لعدد كبير من تدفقات البيانات لزيادة عدد الخدمات المقدمة (الفيديو والصوت وما إلى ذلك). في هذه الحالة، يتم استخدام الألياف من شبكة النقل الضوئية الموجودة بالفعل. في هذا الوضع من التشغيل، يتم نقل المعلومات عبر القنوات بين نقطتين. لنقل البيانات بنجاح عبر مسافة تصل إلى 50-80 كم، هناك حاجة إلى أجهزة مضاعفة/إزالة تعدد الإرسال في تلك العقد حيث سيتم دمج تدفقات المعلومات وفصلها لاحقًا.

اتصال الفرع

تنفذ هذه البنية نقل المعلومات من عقدة إلى أخرى باستخدام العقد الوسيطة على طول هذا المسار، حيث يمكن إدخال وإخراج القنوات الفردية باستخدام وحدات OADM. يتم تحديد الحد الأقصى لعدد الفروع من خلال عدد قنوات الإرسال المزدوجة (على سبيل المثال، 4 أو والميزانية الضوئية للخط. عند الحساب، عليك أن تتذكر أن كل وحدة OADM تقدم توهينًا، ونتيجة لذلك يبلغ الطول الإجمالي يتم تقليل المسار بشكل مماثل، ويمكن استخراج قناة بصرية عند أي نقطة في المسار.

في هذه الحالة، يتم تثبيت وحدات OADM (ثنائية القناة) بين جهازي إرسال متعدد/مزيل تعدد الإرسال.
في هذه الحالة، يجب أن تكون كل وحدة OADM ثنائية القناة مجهزة بجهازي إرسال واستقبال SFP.

أشر مع الفروع.

يتمثل الاختلاف الأساسي عن الخيار الأول في عدم وجود معدد إرسال/مزيل تعدد إرسال ثانٍ. وبالتالي، يتم تبادل الإشارات بين مركز الاتصال المركزي والأجهزة الطرفية على أقسام مختلفة من الخط. تبدو هذه الهندسة المعمارية واعدة من الناحية الاقتصادية، لأنها في الواقع، يسمح لك بإزالة مفتاح طبقة التجميع من الشبكة مع توفير كبير في الألياف. في هذه الحالة، المسافة من وحدة OADM (قناة واحدة) إلى موقع المعدات النهائية (المحول، جهاز التوجيه، محول الوسائط) محدودة فقط بقدرة الإشارة في الخط وخسائر الإدخال من معدات تعدد الإرسال.

مزايا
توفير الألياف الضوئية - يتيح لك نظام تعدد إرسال الطيف إرسال ما يصل إلى 8 قنوات عبر ألياف واحدة بمعدل إنتاجية يصل إلى 2.5 جيجابت/ثانية لكل قناة
الاستقلال عن مصدر الطاقة - الطاقة مطلوبة فقط للمعدات النشطة
لا توجد مشاكل مع الأعطال، وإعادة التشغيل، وما إلى ذلك.
ليست هناك حاجة لتنظيم الوصول الدائم إلى مواقع عناصر النظام - فهناك وحدات OADM مصممة لوضعها في أدوات التوصيل الضوئية
انخفاض مستوى تأثير "العامل البشري" - غياب المكونات النشطة التي تتطلب التكوين والإدارة وما إلى ذلك.
انخفاض كبير في تكلفة الملكية - انخفاض تكاليف التشغيل
تكلفة منخفضة نسبيًا، وإمكانية التخلص من المعدات على مستوى التجميع
الحد الأقصى لنطاق التشغيل هو 80 كيلومترًا أو أكثر
الاستقلال عن بروتوكولات العميل – نقل ما يصل إلى 18 خدمة مستقلة عبر زوجين من الألياف الضوئية؛ الشفافية لجميع بروتوكولات نقل البيانات
التوفر أنواع مختلفةمعدات التثبيت في ظروف مختلفة: في الرف، في اقتران، على الحائط.

ومن المؤكد أن الجميع قد سمع عن نقل المعلومات عبر شبكات الألياف الضوئية، كما أن هذه الطريقة توفر أعلى السرعات حتى الآن. وهذا الأخير هو الذي يوفر سببًا وجيهًا لتطوير تقنيات نقل البيانات عبر الألياف الضوئية. بالفعل اليوم، يمكن أن تصل الإنتاجية إلى ترتيب تيرابت (1000 جيجابت) في الثانية.

عند مقارنتها بالطرق الأخرى لنقل المعلومات، فإن ترتيب الحجم TB/s لا يمكن تحقيقه ببساطة. ميزة أخرى لهذه التقنيات هي موثوقية الإرسال. لا يحتوي نقل الألياف الضوئية على عيوب نقل الإشارات الكهربائية أو الراديوية. لا يوجد أي تداخل يمكن أن يلحق الضرر بالإشارة، وليست هناك حاجة لترخيص استخدام التردد اللاسلكي. ومع ذلك، لا يتخيل الكثير من الناس كيفية نقل المعلومات عبر الألياف الضوئية بشكل عام، بل إن القليل منهم على دراية بتطبيقات محددة للتكنولوجيات. في هذه المقالة سننظر إلى واحدة منها - تقنية DWDM (تعدد الإرسال بتقسيم الطول الموجي الكثيف).

أولاً، دعونا نلقي نظرة على كيفية نقل المعلومات عبر الألياف الضوئية بشكل عام. الألياف الضوئية هي دليل موجي يحمل موجات كهرومغناطيسيةبطول موجي يصل إلى ألف نانومتر (10-9 م). هذه منطقة من الأشعة تحت الحمراء غير مرئية للعين البشرية. والفكرة الرئيسية هي أنه مع اختيار معين من مادة الألياف وقطرها، ينشأ موقف عندما يصبح هذا الوسط شفافًا تقريبًا بالنسبة لبعض الأطوال الموجية، وحتى عندما يصل إلى الحد الفاصل بين الألياف والبيئة الخارجية، فإن معظم الطاقة تكون ينعكس مرة أخرى في الألياف. وهذا يضمن مرور الإشعاع عبر الألياف دون خسارة كبيرة، والمهمة الرئيسية هي استقبال هذا الإشعاع في الطرف الآخر من الألياف. بالطبع، مثل هذا الوصف الموجز يخفي العمل الضخم والصعب للعديد من الناس. لا تظن أنه من السهل إنشاء مثل هذه المواد أو أن هذا التأثير واضح. بل على العكس من ذلك، ينبغي التعامل معه باعتباره اكتشافاً عظيماً، لأنه يوفر الآن طريقة أفضل لنقل المعلومات. عليك أن تفهم أن مادة الدليل الموجي هي تطور فريد وأن جودة نقل البيانات ومستوى التداخل يعتمدان على خصائصها؛ تم تصميم عزل الدليل الموجي لضمان أن يكون خرج الطاقة الخارجية في حده الأدنى. عند الحديث على وجه التحديد عن تقنية تسمى "تعدد الإرسال"، فهذا يعني أنك تنقل أطوال موجية متعددة في نفس الوقت. إنها لا تتفاعل مع بعضها البعض، وعند تلقي أو إرسال المعلومات، تكون تأثيرات التداخل (تراكب موجة على أخرى) ضئيلة، لأنها تظهر بقوة أكبر عند أطوال موجية متعددة. هنا نحن نتحدث عنحول استخدام الترددات القريبة (التردد يتناسب عكسيا مع الطول الموجي، لذلك لا يهم ما تتحدث عنه). جهاز يسمى معدد الإرسال هو جهاز لتشفير أو فك تشفير المعلومات إلى أشكال موجية والعودة. بعد هذه المقدمة القصيرة، دعنا ننتقل إلى وصف محدد لتقنية DWDM.

الخصائص الرئيسية لمضاعفات DWDM، والتي تميزها عن معددات WDM فقط:

استخدام نافذة شفافية واحدة فقط تبلغ 1550 نانومتر، داخل منطقة تضخيم EDFA من 1530-1560 نانومتر (EDFA - نظام التضخيم البصري)؛
مسافات قصيرة بين القنوات المتعددة - 3.2/1.6/0.8 أو 0.4 نانومتر.

كمرجع، لنفترض أن الطول الموجي للضوء المرئي هو 400-800 نانومتر. بالإضافة إلى ذلك، نظرا لأن الاسم نفسه يتحدث عن نقل كثيف للقنوات، فإن عدد القنوات أكبر مما هو عليه في مخططات WDM التقليدية ويصل إلى عدة عشرات. ولهذا السبب، هناك حاجة لإنشاء أجهزة قادرة على إضافة قناة أو إزالتها، على عكس المخططات التقليدية حيث يتم تشفير أو فك تشفير جميع القنوات في وقت واحد. ويرتبط مفهوم توجيه الطول الموجي السلبي بمثل هذه الأجهزة، التي تعمل على قناة واحدة من بين العديد من القنوات. ومن الواضح أيضًا أن العمل مع عدد كبير من القنوات يتطلب دقة أكبر لأجهزة تشفير وفك تشفير الإشارة ويفرض متطلبات أعلى على جودة الخط. ومن هنا الزيادة الواضحة في تكلفة الأجهزة - مع تقليل سعر نقل وحدة المعلومات في نفس الوقت نظرًا لأنه يمكن الآن نقلها بحجم أكبر.

هذه هي الطريقة التي يعمل بها جهاز إزالة تعدد الإرسال مع المرآة (المخطط في الشكل 1 أ). تصل الإشارة المتعددة الواردة إلى منفذ الإدخال. تمر هذه الإشارة بعد ذلك عبر لوحة الدليل الموجي ويتم توزيعها على العديد من أدلة الموجات، وهي بنية حيود AWG (شبكة الدليل الموجي). كما كان من قبل، تظل الإشارة في كل من أدلة الموجات متعددة الإرسال، وتبقى كل قناة ممثلة في جميع أدلة الموجات، أي أنه حتى الآن لم يحدث سوى التوازي. بعد ذلك، تنعكس الإشارات من سطح المرآة، ونتيجة لذلك، يتم جمع تدفقات الضوء مرة أخرى في لوحة الدليل الموجي، حيث يتم تركيزها والتداخل معها. يؤدي هذا إلى تكوين نمط تداخل ذو حدود قصوى منفصلة مكانيًا، وعادةً ما يتم حساب هندسة اللوحة والمرآة بحيث تتطابق هذه الحدود القصوى مع أقطاب الخرج. يحدث تعدد الإرسال في الاتجاه المعاكس.

هناك طريقة أخرى لبناء معدد إرسال لا تعتمد على واحد، بل على زوج من لوحات الدليل الموجي (الشكل 1 ب). مبدأ تشغيل مثل هذا الجهاز مشابه للحالة السابقة، إلا أنه هنا يتم استخدام لوحة إضافية للتركيز والتداخل.

إن معددات إرسال DWDM، كونها أجهزة سلبية بحتة، تقدم توهينًا كبيرًا للإشارة. على سبيل المثال، تبلغ خسائر الجهاز (انظر الشكل 1أ) الذي يعمل في وضع إزالة تعدد الإرسال 10-12 ديسيبل، مع تداخل تداخل طويل المدى أقل من -20 ديسيبل ونصف عرض طيف الإشارة قدره 1 نانومتر (استنادًا إلى المواد من صناعة أوكي الكهربائية). نظرًا للخسائر الكبيرة، غالبًا ما يكون من الضروري تركيب مضخم بصري قبل و/أو بعد معدد إرسال DWDM.

إن المعلمة الأكثر أهمية في تقنية تعدد إرسال الموجات الكثيفة هي بلا شك المسافة بين القنوات المجاورة. هناك حاجة إلى توحيد الترتيب المكاني للقنوات فقط لأنه على أساسه سيكون من الممكن البدء في إجراء اختبارات للتوافق المتبادل للمعدات من مختلف الشركات المصنعة. وافق قطاع تقييس الاتصالات التابع للاتحاد الدولي للاتصالات (ITU-T) على خطة ترددات DWDM مع تباعد بين القنوات قدره 100 جيجا هرتز، وهو ما يتوافق مع فرق الطول الموجي بمقدار 0.8 نانومتر. وتجري أيضًا مناقشة مسألة نقل المعلومات بفارق في الأطوال الموجية قدره 0.4 نانومتر. يبدو أنه يمكن جعل الفرق أصغر، وبالتالي تحقيق إنتاجية أكبر، ولكن في هذه الحالة تنشأ صعوبات تكنولوجية بحتة مرتبطة بتصنيع أجهزة الليزر التي تولد إشارة أحادية اللون بشكل صارم (تردد ثابت دون تداخل) وشبكات الحيود التي تفصل الحد الأقصى في الفضاء، المقابلة لأطوال موجية مختلفة. عند استخدام فصل 100 جيجا هرتز، تملأ جميع القنوات النطاق القابل للاستخدام بالتساوي، وهو أمر مناسب عند إعداد المعدات وإعادة تكوينها. يتم تحديد اختيار الفاصل الزمني حسب عرض النطاق الترددي المطلوب ونوع الليزر ودرجة التداخل على الخط. ومع ذلك، يجب أن يؤخذ في الاعتبار أنه عند التشغيل حتى في مثل هذا النطاق الضيق (1530-1560 نانومتر)، يكون تأثير التداخل غير الخطي على حدود هذه المنطقة مهمًا للغاية. وهذا ما يفسر حقيقة أنه مع زيادة عدد القنوات، من الضروري زيادة قوة الليزر، ولكن هذا بدوره يؤدي إلى انخفاض في نسبة الإشارة إلى الضوضاء. ونتيجة لذلك، فإن استخدام الختم الأكثر صلابة لم يتم توحيده بعد وهو قيد التطوير. عيب آخر واضح لزيادة الكثافة هو تقليل المسافة التي يمكن أن تنتقل عبرها الإشارة دون تضخيم أو تجديد (سيتم مناقشة هذا بمزيد من التفصيل أدناه).

لاحظ أن مشكلة اللاخطية المذكورة أعلاه متأصلة في أنظمة التضخيم القائمة على السيليكون. ويجري الآن تطوير أنظمة فلور-زركونات أكثر موثوقية توفر قدرًا أكبر من الخطية (في المنطقة بأكملها من 1530 إلى 1560 نانومتر) للكسب. مع زيادة مساحة تشغيل EDFA، يصبح من الممكن تعدد إرسال 40 قناة STM-64 على فترات 100 جيجا هرتز بسعة إجمالية قدرها 400 جيجا هرتز لكل ليف (الشكل 2).

يظهر الجدول تحديدأحد أنظمة تعدد الإرسال القوية التي تستخدم خطة التردد 100/50 جيجاهرتز، من تصنيع شركة Ciena Corp.

دعونا نلقي نظرة فاحصة على نظام التضخيم البصري. ما المشكلة؟ في البداية، يتم إنشاء الإشارة بواسطة الليزر وإرسالها إلى الألياف. ينتشر على طول الألياف، ويخضع للتغيرات. التغيير الرئيسي الذي يجب التعامل معه هو تشتت الإشارة (التشتت). ويرتبط بالتأثيرات غير الخطية التي تنشأ عندما تمر حزمة موجية عبر وسيط، ومن الواضح أنها تفسر بمقاومة الوسط. وهذا يثير مشكلة الإرسال لمسافات طويلة. كبيرة - بمعنى مئات أو حتى آلاف الكيلومترات. هذا أطول بـ 12 مرة من الطول الموجي، لذلك ليس من المستغرب أنه حتى لو كانت التأثيرات غير الخطية صغيرة، فيجب أخذها في الاعتبار بشكل إجمالي عند هذه المسافة. بالإضافة إلى ذلك، قد يكون هناك عدم خطية في الليزر نفسه. هناك طريقتان لتحقيق نقل إشارة موثوق. الأول هو تركيب أجهزة إعادة التوليد التي ستستقبل الإشارة، وتفك تشفيرها، وتولد إشارة جديدة، مطابقة تمامًا للإشارة التي وصلت، وترسلها إلى أبعد من ذلك. تعتبر هذه الطريقة فعالة، ولكن هذه الأجهزة باهظة الثمن، كما أن زيادة قدرتها أو إضافة قنوات جديدة يجب عليها التعامل معها ينطوي على صعوبات في إعادة تكوين النظام. الطريقة الثانية هي ببساطة التضخيم البصري للإشارة، وهو مشابه تمامًا لتضخيم الصوت في مركز الموسيقى. يعتمد هذا التضخيم على تقنية EDFA. لا يتم فك تشفير الإشارة، ولكن يتم زيادة سعتها فقط. يتيح لك ذلك التخلص من فقدان السرعة في عقد التضخيم، كما يزيل مشكلة إضافة قنوات جديدة، حيث يقوم مكبر الصوت بتضخيم كل شيء في نطاق معين.

استنادًا إلى EDFA، يتم التغلب على فقدان طاقة الخط عن طريق التضخيم البصري (الشكل 3). على عكس أجهزة إعادة التوليد، لا يرتبط هذا الكسب الشفاف بمعدل بتات الإشارة، مما يسمح بنقل المعلومات بمعدلات أعلى وزيادة الإنتاجية حتى تدخل العوامل المقيدة الأخرى مثل التشتت اللوني وتشتت وضع الاستقطاب في الاعتبار. مكبرات الصوت EDFA قادرة أيضًا على تضخيم إشارة WDM متعددة القنوات، مما يضيف بُعدًا آخر لعرض النطاق الترددي.

على الرغم من أن الإشارة الضوئية الناتجة عن جهاز إرسال الليزر الأصلي لها استقطاب محدد جيدًا، إلا أن جميع العقد الأخرى على طول مسار الإشارة الضوئية، بما في ذلك جهاز الاستقبال البصري، يجب أن تظهر اعتماداً ضعيفًا لمعلماتها على اتجاه الاستقطاب. وبهذا المعنى، تتمتع مكبرات الصوت الضوئية EDFA، التي تتميز باعتماد ضعيف على الاستقطاب للكسب، بميزة ملحوظة على مكبرات الصوت شبه الموصلة. في التين. ويبين الشكل 3 مخططات التشغيل لكلتا الطريقتين.

على عكس أجهزة إعادة التوليد، تقدم مكبرات الصوت الضوئية ضوضاء إضافية يجب أخذها بعين الاعتبار. لذلك، إلى جانب الكسب، فإن أحد المعلمات المهمة لـ EDFA هو رقم الضوضاء. تقنية EDFA أرخص، ولهذا السبب يتم استخدامها في كثير من الأحيان في الممارسة العملية.

نظرًا لأن EDFA، على الأقل من حيث السعر، يبدو أكثر جاذبية، فلنلقِ نظرة على الخصائص الرئيسية لهذا النظام. هذه هي سمة قوة التشبع انتاج الطاقةمكبر للصوت (يمكن أن يصل إلى 4 واط بل ويتجاوزه) ؛ الكسب، الذي يتم تعريفه على أنه نسبة قوة إشارات الإدخال والإخراج؛ تحدد قوة الانبعاث التلقائي المضخم مستوى الضوضاءالذي يقوم بإنشائه مكبر الصوت نفسه. من المناسب هنا إعطاء مثال لمركز الموسيقى، حيث يمكنك تتبع القياسات في كل هذه المعلمات. والثالث (مستوى الضوضاء) مهم بشكل خاص، ومن المرغوب فيه أن يكون منخفضا قدر الإمكان. باستخدام القياس، يمكنك محاولة تضمين مركز الموسيقى، دون تشغيل أي قرص، ولكن في نفس الوقت قم بإدارة مفتاح مستوى الصوت إلى الحد الأقصى. في معظم الحالات سوف تسمع بعض الضوضاء. يتم إنشاء هذا الضجيج بواسطة أنظمة التضخيم لمجرد أنها مدعومة بالطاقة. وبالمثل، في حالتنا، يحدث انبعاث تلقائي، ولكن نظرًا لأن مكبر الصوت مصمم لإصدار موجات في نطاق معين، فمن المرجح أن تنبعث فوتونات هذا النطاق المعين في الخط. سيؤدي هذا إلى إنشاء (في حالتنا) ضوضاء خفيفة. وهذا يفرض قيودًا على الحد الأقصى لطول الخط وعدد مكبرات الصوت الضوئية فيه. عادةً ما يتم تحديد الكسب لاستعادة مستوى الإشارة الأصلي. في التين. ويبين الشكل 4 الأطياف المقارنة لإشارة الخرج في وجود وغياب الإشارة عند الإدخال.

هناك معلمة أخرى ملائمة للاستخدام عند توصيف مكبر الصوت وهي عامل الضوضاء - وهي نسبة معلمات الإشارة إلى الضوضاء عند إدخال وإخراج مكبر الصوت. في مكبر الصوت المثالي، يجب أن تكون هذه المعلمة مساوية للوحدة.

هناك ثلاثة تطبيقات لمكبرات الصوت EDFA: المضخمات الأولية ومكبرات الصوت الخطية ومضخمات الطاقة. يتم تثبيت الأولى مباشرة أمام جهاز الاستقبال. ويتم ذلك لزيادة نسبة الإشارة إلى الضوضاء، مما يسمح باستخدام أجهزة استقبال أبسط ويمكن أن يقلل من سعر المعدات. تهدف مكبرات الصوت الخطية إلى تضخيم الإشارة ببساطة في الخطوط الطويلة أو في حالة تفرع هذه الخطوط. تستخدم مضخمات الطاقة لتضخيم إشارة الخرج مباشرة بعد الليزر. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن طاقة الليزر محدودة أيضًا وفي بعض الأحيان يكون من الأسهل تركيب مضخم بصري بدلاً من تركيب ليزر أكثر قوة. في التين. يوضح الشكل 5 بشكل تخطيطي الطرق الثلاث لاستخدام EDFA.

بالإضافة إلى التضخيم البصري المباشر الموصوف أعلاه، يستعد حاليًا لدخول السوق جهاز تضخيم يستخدم تأثير تضخيم رامان وتم تطويره في Bell Labs. جوهر التأثير هو أن شعاع الليزر بطول موجي معين يتم إرساله من نقطة الاستقبال نحو الإشارة، مما يؤدي إلى اهتزاز الشبكة البلورية للدليل الموجي بطريقة تبدأ في إصدار الفوتونات في نطاق واسع من الترددات. وبالتالي، يرتفع المستوى العام للإشارة المفيدة، مما يسمح لك بزيادة المسافة القصوى قليلاً. تبلغ هذه المسافة اليوم 160-180 كم، مقارنة بـ 70-80 كم بدون تعزيز رامان. وستطرح هذه الأجهزة، التي تصنعها شركة Lucent Technologies، في الأسواق في أوائل عام 2001.

ما تم وصفه أعلاه هو التكنولوجيا. الآن بضع كلمات حول التطبيقات الموجودة بالفعل والتي يتم استخدامها بنشاط في الممارسة العملية. أولا، نلاحظ أن استخدام شبكات الألياف الضوئية لا يقتصر على الإنترنت فقط، وربما لا يقتصر على الإنترنت. يمكن لشبكات الألياف الضوئية نقل القنوات الصوتية والتلفزيونية. ثانيا، لنفترض أن هناك عدة أنواع مختلفةالشبكات. نحن مهتمون بالشبكات الأساسية للمسافات الطويلة، وكذلك الشبكات المحلية، على سبيل المثال داخل مدينة واحدة (ما يسمى بحلول المترو). في الوقت نفسه، بالنسبة لقنوات الاتصال الرئيسية، حيث تعمل القاعدة "كلما كان الأنبوب أكثر سمكًا، كلما كان ذلك أفضل" بشكل مثالي، فإن تقنية DWDM هي الحل الأمثل والمعقول. وينشأ وضع مختلف في الشبكات الحضرية، حيث لا تكون متطلبات نقل الحركة كبيرة مثل تلك الخاصة بالقنوات الرئيسية. هنا، يستخدم المشغلون وسيلة نقل قديمة جيدة تعتمد على SDH/SONET وتعمل في نطاق الطول الموجي 1310 نانومتر. في هذه الحالة، لحل مشكلة النطاق الترددي غير الكافي، والتي، بالمناسبة، ليست حادة جدًا بالنسبة للشبكات الحضرية، يمكنك استخدام تقنية SWDM الجديدة، والتي تعد نوعًا من التسوية بين SDH/SONET وDWDM (اقرأ المزيد حول تقنية SWDM الموجودة على القرص المضغوط الخاص بنا). باستخدام هذه التقنية، تدعم نفس العقد الحلقية الليفية كلاً من نقل البيانات أحادية القناة عند 1310 نانومتر وتعدد الإرسال بتقسيم الطول الموجي عند 1550 نانومتر. يتم تحقيق التوفير من خلال "تشغيل" طول موجي إضافي، الأمر الذي يتطلب إضافة وحدة نمطية إلى الجهاز المقابل.

DWDM وحركة المرور

واحد من نقاط مهمةعند استخدام تقنية DWDM، فهذه هي حركة المرور المرسلة. والحقيقة هي أن معظم المعدات الموجودة حاليًا تدعم نقل نوع واحد فقط من حركة المرور على طول موجة واحد. ونتيجة لذلك، غالبًا ما تنشأ حالة لا تملأ فيها حركة المرور الألياف بالكامل. وبالتالي، يتم إرسال حركة مرور "كثافة" أقل عبر قناة ذات صبيب رسمي يعادل، على سبيل المثال، STM-16.

حاليًا، تظهر المعدات التي تحقق التحميل الكامل للأطوال الموجية. في هذه الحالة، يمكن "ملء" طول موجي واحد بحركة مرور غير متجانسة، على سبيل المثال، TDM، ATM، IP. ومن الأمثلة على ذلك مجموعة معدات Chromatis من شركة Lucent Technologies، والتي يمكنها نقل جميع أنواع حركة المرور التي تدعمها واجهات الإدخال/الإخراج على طول موجة واحد. يتم تحقيق ذلك من خلال مفتاح TDM المتقاطع ومفتاح ATM. علاوة على ذلك، فإن مفتاح الصراف الآلي الإضافي لا يحدد السعر. بمعنى آخر، يتم تحقيق وظائف إضافية للمعدات بنفس التكلفة تقريبًا. يتيح لنا ذلك التنبؤ بأن المستقبل يكمن في الأجهزة العالمية القادرة على نقل أي حركة مرور مع الاستخدام الأمثل لعرض النطاق الترددي.

DWDM غدا

وبالانتقال بسلاسة إلى اتجاهات تطوير هذه التكنولوجيا، فإننا بالتأكيد لن نكتشف أمريكا إذا قلنا أن DWDM هي تكنولوجيا نقل البيانات البصرية الواعدة. ويمكن أن يُعزى ذلك إلى حد كبير إلى النمو السريع لحركة المرور على الإنترنت، والتي تقترب معدلات نموها من آلاف بالمائة. ستكون نقاط البداية الرئيسية في التطوير هي زيادة الحد الأقصى لطول الإرسال دون تضخيم الإشارة الضوئية وتنفيذ عدد أكبر من القنوات (الأطوال الموجية) في ليف واحد. توفر أنظمة اليوم نقلًا لـ 40 طولًا موجيًا، يتوافق مع شبكة تردد 100 جيجاهيرتز. الأجهزة التي تحتوي على شبكة 50 جيجا هرتز تدعم ما يصل إلى 80 قناة هي التالية في خط دخول السوق، وهو ما يتوافق مع نقل تدفقات تيرابت عبر ليف واحد. واليوم يمكنك بالفعل سماع بيانات من مختبرات شركات التطوير مثل Lucent Technologies أو Nortel Networks حول الإنشاء الوشيك لأنظمة 25 جيجا هرتز.

ومع ذلك، على الرغم من هذا التطور السريع في الهندسة والبحث، فإن مؤشرات السوق تجري تعديلاتها الخاصة. شهد العام الماضي تراجعاً خطيراً في سوق البصريات، كما يتضح من الانخفاض الكبير في سعر سهم شركة Nortel Networks (29% في يوم تداول واحد) بعد أن أعلنت عن صعوبات في بيع منتجاتها. وجدت الشركات المصنعة الأخرى نفسها في وضع مماثل.

وفي الوقت نفسه، وبينما تشهد الأسواق الغربية بعض التشبع، فإن الأسواق الشرقية بدأت للتو في الظهور. والمثال الأكثر وضوحا هو السوق الصينية، حيث يتسابق عشرات المشغلين على المستوى الوطني لبناء شبكات أساسية. وإذا كان "هم" قد حلوا عمليا قضايا بناء الشبكات الأساسية، ففي بلدنا، مهما كان الأمر محزنا، ليست هناك حاجة ببساطة إلى قنوات سميكة لنقل حركة المرور الخاصة بنا. ومع ذلك فإن معرض “الإدارات و شبكات الشركاتكشفت الاتصالات" عن الاهتمام الكبير لمشغلي الاتصالات المحليين بالتقنيات الجديدة، بما في ذلك DWDM. وإذا كانت هذه الوحوش مثل Transtelecom أو Rostelecom لديها بالفعل شبكات نقل على مستوى الدولة، فإن قطاع الطاقة الحالي قد بدأ للتو في بنائها. لذلك، على الرغم من كل المشاكل، فإن البصريات هي المستقبل. وسوف يلعب DWDM دورًا مهمًا هنا.

كمبيوتر برس 1"2001

شعبية في الفئة: