itthon › Navigátorok › Berendezések dwdm technológia fejlesztési trendjei. Orosz DWDM és CWDM berendezések. Hullámhosszosztásos multiplexelő rendszerek működési elve

Berendezések dwdm technológia fejlesztési trendjei. Orosz DWDM és CWDM berendezések. Hullámhosszosztásos multiplexelő rendszerek működési elve

A WDM technológia (Wavelength-division multiplexing, csatornák frekvenciaosztása) alapelve az, hogy egy optikai szálon több jelet is lehet közvetíteni különböző vivőhullámhosszon. Az orosz távközlésben a WDM technológiával létrehozott átviteli rendszereket „tömörítési rendszereknek” nevezik.

Tovább Ebben a pillanatban Háromféle WDM rendszer létezik:
1. CWDM (Coarse Wavelength-division multiplexing – durva csatornák frekvenciaosztása) – 20 nm (2500 GHz) optikai vivőtávolságú rendszerek. A működési tartomány 1261-1611 nm, melyben akár 18 szimplex csatorna is megvalósítható. ITU G.694.2 szabvány.
2. DWDM (Dense Wavelength-division multiplexing - Dense Frequency Division of Channel) - rendszerek 0,8 nm (100 GHz) optikai vivőtávolsággal. Két működési tartomány létezik - 1525-1565 nm és 1570-1610 nm, amelyekben akár 44 szimplex csatorna is megvalósítható. ITU G.694.1 szabvány.
3. HDWDM (High Dense Wavelength-division multiplexing) – 0,4 nm (50 GHz) vagy kisebb optikai vivőtávolságú rendszerek. Maximum 80 szimplex csatorna megvalósítására van lehetőség.

Ez a cikk (áttekintés) a DWDM tömörítési rendszerek megfigyelésének problémájára összpontosít, részletesebben különféle típusok A WDM rendszerek a link - link címen találhatók.

A DWDM hullámhosszosztásos multiplexelési rendszerek a vivőhullámhossz két tartományának egyikét használhatják: C-sáv - 1525-1565 nm (hagyományos sáv vagy C-sáv is megtalálható) és L-sáv - 1570-1610 nm (hosszú hullámhossz-sáv vagy L). -Zenekar).

A két tartományra osztást a különböző működési erősítési tartományú különböző optikai erősítők alkalmazása indokolja. A hagyományos erősítő konfigurációk erősítési sávszélessége körülbelül 30 nm, 1530-1560 nm, ami a C-sáv. A hosszú hullámhossz-tartományban (L-sáv) történő erősítéshez az erbium-erősítő konfigurációját az erbiumszál meghosszabbításával változtatjuk meg, ami az erősítési tartomány 1560-1600 nm-es hullámhosszra való eltolódásához vezet.

Jelenleg a C-sávos DWDM berendezések nagy elismerésben részesültek az orosz távközlésben. Ez annak köszönhető, hogy rengeteg különféle berendezés támogatja ezt a tartományt. Megjegyzendő, hogy a berendezésgyártók között egyaránt vannak tiszteletreméltó hazai cégek és vezető globális márkák, valamint számos arctalan ázsiai gyártó.

A tömörítési rendszer bármely részében a fő probléma (típustól függetlenül) az optikai csatorna teljesítményszintje. Először is meg kell értenie, hogy általában miből áll a DWDM tömítőrendszer.

DWDM rendszerelemek:
1) Transzponder
2) Multiplexer/demultiplexer
3) Optikai erősítő
4) Kromatikus diszperzió kompenzátor

A transzponder végrehajtja a bejövő kliens optikai jel 3R regenerációját ("átalakítás, "újraerősítés", "újraidőzítés" - alak, teljesítmény és jelszinkronizálás helyreállítása). A transzponder a kliens forgalmat az egyik átviteli protokollról (gyakran Ethernet) egy másik, zajállóbbra (például OTN-re FEC használatával) alakíthatja át, és a jelet a lineáris portra továbbítja.

Többben egyszerű rendszerek transzponderként működhet egy OEO konverter, amely 2R regenerációt ("átformálást", "újraerősítést") hajt végre, és az átviteli protokoll megváltoztatása nélkül továbbítja a kliens jelet a lineáris portra.

A kliens port gyakran optikai adó-vevő nyílás formájában készül, amelybe egy modult helyeznek be a kliens berendezéssel való kommunikációhoz. A transzponderben lévő vonali csatlakozó kialakítható optikai adó-vevő nyílásaként vagy egyszerű optikai adapter formájában. A lineáris port kialakítása a rendszer egészének kialakításától és céljától függ. Az OEO konverterben a vonali port mindig optikai adó-vevő nyílásaként van kialakítva.
Sok rendszerben a közbülső összeköttetést, a transzpondert kiiktatják a rendszerköltség csökkentése érdekében, vagy egy adott feladat funkcionális redundanciája miatt.

Az optikai multiplexereket úgy tervezték, hogy egyesítsék (keverjék) az egyes WDM-csatornákat egy csoportjellé, hogy egyidejűleg továbbítsák őket egy optikai szálon. Az optikai demultiplexereket úgy tervezték, hogy a vett alapsávi jelet a vevő oldalon elválasztsák. BAN BEN modern rendszerek A tömörítési, multiplexelési és demultiplexelési funkciókat egyetlen eszköz - egy multiplexer/demultiplexer (MUX/DEMUX) végzi.

A multiplexer/demultiplexer felosztható egy multiplexelő egységre és egy demultiplexelő egységre.
Az erbiummal adalékolt szennyező optikai szálon alapuló optikai erősítő (Erbium Doped Fiber Amplifier-EDFA) optoelektronikus átalakítás nélkül növeli a benne foglalt csoportos optikai jel teljesítményét (előzetes demultiplexelés nélkül). Az EDFA erősítő két aktív elemből áll: egy Er3+ adalékkal ellátott aktív szálból és egy megfelelő pumpából.

Típustól függően az EDFA +16 és +26 dBm közötti kimeneti teljesítményt biztosíthat.
Többféle erősítő létezik, amelyek használatát az adott feladat határozza meg:
Bemeneti optikai teljesítményerősítők (boosterek) - az útvonal elejére telepítve
Optikai előerősítők - az útvonal végén, az optikai vevők elé szerelve
Lineáris optikai erősítők - a köztes erősítő csomópontokra telepítve a szükséges optikai teljesítmény fenntartása érdekében

Az optikai erősítőket széles körben használják hosszú adatátviteli vonalakon DWDM hullámhosszosztásos multiplexelési rendszerekkel.

A kromatikus diszperzió-kompenzátor (Dispersion Compensation Module) az optikai szálban továbbított optikai jelek alakjának korrigálására szolgál, amelyek viszont a kromatikus diszperzió hatására torzulnak.

A kromatikus diszperzió olyan fizikai jelenség az optikai szálban, amelyben a különböző hullámhosszú fényjelek különböző időtartamokban ugyanazt a távolságot teszik meg, ami az átvitt optikai impulzus kiszélesedését eredményezi. Így a kromatikus diszperzió az egyik fő tényező, amely korlátozza az út közvetítő szakaszának hosszát. A standard szál kromatikus diszperziós értéke körülbelül 17 ps/nm.

A relé szakasz hosszának növelése érdekében kromatikus diszperziós kompenzátorokat szerelnek fel a távvezetékre. A kompenzátorok telepítéséhez gyakran 10 Gbit/s vagy annál nagyobb sebességű átviteli vezetékre van szükség.

A DCM-nek két fő típusa van:

1. Kromatikus diszperziót kompenzáló szál - DCF (Diszperziókompenzációs szál). Ezeknek a passzív eszközöknek a fő összetevője egy szál, amelynek kromatikus diszperziója negatív az 1525-1565 nm hullámhossz-tartományban.

2. Bragg-rácson alapuló kromatikus diszperzió-kompenzátor - DCM FBG (Dispersion Compensation Module Fiber Bragg-rács). Passzív optikai eszköz, amely egy csipogó szálból és egy optikai keringetőből áll. A csipogó szál szerkezetének köszönhetően feltételesen negatív kromatikus diszperziót hoz létre a bejövő jelekben az 1525-1600 nm hullámhossz tartományban. A készülékben található optikai keringető szűrőként működik, amely a megfelelő érintkezőkhöz irányítja a jeleket.

Így a szabványos áramkör csak kétféle aktív komponensből áll - egy transzponderből és egy erősítőből, amellyel figyelemmel kísérheti az átvitt jelek aktuális teljesítményszintjét. A transzponderek a lineáris portok állapotának figyelését valósítják meg, akár az optikai adó-vevőkbe beépített DDMI funkció alapján, akár saját felügyelet megszervezésével. Ennek a funkciónak a használata lehetővé teszi a kezelő számára, hogy naprakész információkat kapjon egy adott kommunikációs csatorna állapotáról.

Annak a ténynek köszönhetően, hogy az optikai erősítők erősítők Visszacsatolás, mindig az a funkciójuk, hogy figyeljék a bemeneti csoportjelet (az összes bejövő jel teljes optikai teljesítményét) és a kimenő csoportjelet. Ez a megfigyelés azonban kényelmetlen bizonyos kommunikációs csatornák figyelése esetén, és értékelőként használható (fény jelenléte vagy hiánya). Így az adatátviteli csatornában az optikai teljesítmény szabályozásának egyetlen eszköze a transzponder.

És mivel a tömörítő rendszerek nem csak aktív, hanem passzív elemekből is állnak, a tömörítő rendszerekben a teljes ellenőrzés megszervezése nagyon nem triviális és igényes feladat.

A WDM tömörítési rendszerekben a felügyelet megszervezésének lehetőségeit a következő cikkben tárgyaljuk.

Jelenleg háromféle WDM-rendszer létezik:
1. CWDM (Coarse Wavelength-division multiplexing – durva csatornák frekvenciaosztása) – 20 nm (2500 GHz) optikai vivőtávolságú rendszerek. A működési tartomány 1261-1611 nm, melyben akár 18 szimplex csatorna is megvalósítható. ITU G.694.2 szabvány.
2. DWDM (Dense Wavelength-division multiplexing - Dense Frequency Division of Channel) - rendszerek 0,8 nm (100 GHz) optikai vivőtávolsággal. Két működési tartomány létezik - 1525-1565 nm és 1570-1610 nm, amelyekben akár 44 szimplex csatorna is megvalósítható. ITU G.694.1 szabvány.
3. HDWDM (High Dense Wavelength-division multiplexing) – 0,4 nm (50 GHz) vagy kisebb optikai vivőtávolságú rendszerek. Maximum 80 szimplex csatorna megvalósítására van lehetőség.

Ez a cikk (áttekintés) a DWDM tömörítési rendszerek felügyeletének problémájára hívja fel a figyelmet, a különböző típusú WDM rendszerekről további részletek a link - link címen találhatók.

DWDM rendszerelemek:
1) Transzponder
2) Multiplexer/demultiplexer
3) Optikai erősítő
4) Kromatikus diszperzió kompenzátor

Az egyszerűbb rendszerekben egy OEO konverter működhet transzponderként, amely 2R regenerációt ("átformálást", "újraerősítést") hajt végre, és az átviteli protokoll megváltoztatása nélkül továbbítja a kliens jelét a lineáris portra.

Az optikai multiplexereket úgy tervezték, hogy egyesítsék (keverjék) az egyes WDM-csatornákat egy csoportjellé, hogy egyidejűleg továbbítsák őket egy optikai szálon. Az optikai demultiplexereket úgy tervezték, hogy a vett alapsávi jelet a vevő oldalon elválasztsák. A modern tömörítő rendszerekben a multiplexelési és demultiplexelési funkciókat egyetlen eszköz - egy multiplexer/demultiplexer (MUX/DEMUX) végzi.

Az optikai erősítőket széles körben használják hosszú adatátviteli vonalakon DWDM hullámhosszosztásos multiplexelési rendszerekkel.

A DCM-nek két fő típusa van:

Tekintettel arra, hogy az optikai erősítők visszacsatoló erősítők, mindig a bemeneti csoportjelet (az összes bejövő jel teljes optikai teljesítményét) és a kimenő csoportjelet figyelik. Ez a megfigyelés azonban kényelmetlen bizonyos kommunikációs csatornák figyelése esetén, és értékelőként használható (fény jelenléte vagy hiánya). Így az adatátviteli csatornában az optikai teljesítmény szabályozásának egyetlen eszköze a transzponder.

A WDM tömörítési rendszerekben a felügyelet megszervezésének lehetőségeit a következő cikkben tárgyaljuk.

Gyakran felmerül a kérdés, hogy mi a különbség a CWDM (Coarse Wavelength Division Multiplexing) és a DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) technológiák között a különböző csatornák száma mellett. A technológiák a kommunikációs csatornák és a bemeneti-kimeneti csatornák szervezési elveiben hasonlóak, de technológiai pontosságuk teljesen eltérő, ami jelentősen befolyásolja a vonal paramétereit és a megoldások költségét.

Hullámhosszak és csatornák száma CWDM és DWDM

A CWDM hullámhosszosztásos multiplexelési technológia 18 hullámhossz 1) használatát foglalja magában, míg a precíziós hullámhosszosztásos multiplexelés DWDM 40 vagy több hullámhosszt is használhat.

CWDM és DWDM frekvencia rács

A CWDM technológia csatornái hullámhosszal vannak osztva, a DWDM-ben a 2-es frekvenciával. A hullámhosszt másodlagosan a vákuumban lévő fénysebesség és a frekvencia arányából számítják ki. A CWDM-hez 20 nm-es hullámhosszú rácsot használnak, a szabványos DWDM-rendszereknél a 100 GHz-es és 50 GHz-es frekvencia rácsokat, a nagy sűrűségű DWDM-hez pedig 25 és 12,5 GHz-es rácsokat használnak.

CWDM és DWDM hullámhosszak és frekvenciák

A CWDM technológia 1270 és 1610 nm közötti hullámhosszokat használ. A szűrők tűréseit és sávszélességét figyelembe véve a tartomány 1262,5 - 1617,5-re bővül, ami 355 nm. 18 hullámhosszt kapunk.

A 100 GHz-es ráccsal rendelkező DWDM esetében a vivők a 191,5 (1565,50 nm) THz és 196,1 THz (1528,77 nm) közötti tartományban helyezkednek el, azaz. 4,6 THz vagy 36,73 nm széles tartományban. Összesen 46 hullámhossz 23 duplex csatornához.

Az 50 GHz-es ráccsal rendelkező DWDM esetében a jelfrekvenciák a 192 THz (1561,42 nm) – 196 THz (1529,55 nm) tartományba esnek, ami 4 THz (31,87 nm). Itt 80 hullámhossz van.

CWDM és DWDM erősítési képesség

A CWDM technológián alapuló hullámhosszosztásos multiplexelési rendszerek nem tartalmaznak többkomponensű jel erősítését. Ennek oka az ilyen széles spektrumban működő optikai erősítők hiánya.

A DWDM technológia ezzel szemben jelerősítést jelent. A többkomponensű jel szabványos erbium-erősítőkkel (EDFA) erősíthető.

Működési tartomány CWDM és DWDM

A CWDM rendszereket viszonylag rövid, körülbelül 50-80 kilométeres vonalakon való működésre tervezték.

A DWDM rendszerek 100 kilométernél jóval nagyobb távolságra is lehetővé teszik az adatátvitelt. Ezenkívül a jelmoduláció típusától függően a DWDM csatornák 1000 kilométernél nagyobb távolságban is működhetnek regenerálás nélkül.

Megjegyzések

1) 2015 elején az optikai modulok gyártói, köztük a SKEO, bevezették az 1625 nm hullámhosszú CWDM SFP modulokat. Ezt a hullámhosszt az ITU G.694.2 nem határozza meg, de a gyakorlatban használatos.

2) A CWDM frekvenciarácsait az ITU G.694.2 szabvány írja le, a DWDM esetében a G.694.1 szabvány (2. változat).

Az optikai szál hatalmas sávszélességgel rendelkezik. Még húsz évvel ezelőtt is úgy gondolták az emberek, hogy aligha lesz szükségük a századrészre is. Az idő azonban múlik, és egyre gyorsabban nő a nagy mennyiségű információ továbbításának igénye. Előfordulhat, hogy az olyan technológiák, mint az ATM, IP, SDH (STM-16/64) a közeljövőben nem lesznek képesek megbirkózni a továbbított információk „robbanásszerű” növekedésével. Ezeket a DWDM technológia váltotta fel.

A DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) egy sűrű hullámhosszosztásos multiplexelési technológia. A DWDM technológia lényege, hogy egy optikai szálon több információs csatorna is továbbításra kerül különböző hullámhosszon, ami lehetővé teszi a szál képességeinek leghatékonyabb kihasználását. Ez lehetővé teszi az optikai vonalak áteresztőképességének maximalizálását új kábelek lefektetése vagy új berendezések telepítése nélkül. Ezenkívül egy optikai szálban több csatornával dolgozni sokkal kényelmesebb, mint a különböző szálakkal, mivel egyetlen DWDM multiplexerre van szükség tetszőleges számú csatorna kezelésére.

A DWDM rendszerek az optikai szál azon képességére támaszkodnak, hogy egyidejűleg, kölcsönös interferencia nélkül, különböző hullámhosszú fényt bocsássanak át. Mindegyik hullámhossz külön optikai csatornát jelent. Először magyarázzuk el az interferencia fogalmát.

A fényinterferencia a fényintenzitás újraeloszlása több koherens fényhullám szuperpozíciója (szuperpozíciója) eredményeként. Ezt a jelenséget váltakozó intenzitási maximumok és minimumok kísérik a térben.

Az interferencia definíciójában van egy fontos koherencia fogalma. A fényhullámok koherensek, ha fáziskülönbségük állandó. Ha a hullámok ellenfázisban átfedik egymást, akkor a kapott hullám amplitúdója nulla. Ellenkező esetben, ha a hullámok ugyanabban a fázisban fedik egymást, akkor a keletkező hullám amplitúdója nagyobb lesz.

Ebben a szakaszban fontos megérteni, hogy ha két hullám különböző frekvenciájú, már nem lesznek koherensek. Ennek megfelelően nem szabad befolyásolniuk egymást. Ez alapján világossá válik, hogy különböző hullámhosszú (frekvenciás) modulált jeleket tudunk egyszerre továbbítani ugyanazon a közegen, és ezek semmilyen hatással nem lesznek egymásra. Ez az ötlet a DWDM technológia alapja. Manapság a DWDM technológia lehetővé teszi a csatornák átvitelét egyetlen szálon keresztül, ahol a szomszédos csatornák közötti hullámhosszkülönbség csupán egy nanométer töredéke. Modern felszerelés A DWDM több tucat csatornát támogat, mindegyik 2,5 Gbps-os kapacitással.

Úgy tűnik, hogy ha a különböző frekvenciájú hullámok nem fedik át egymást, akkor szinte végtelen számú csatorna vezethető be egy optikai szálba, mivel a fény spektruma hatalmas. Elméletileg ez igaz, de a gyakorlatban vannak bizonyos problémák. Először is, korábban szigorúan monokromatikus hullámot vettünk figyelembe (egy frekvencia). Az ilyen monokromatikusság elérése nagyon nehéz, mivel a fényhullámokat lézerek generálják - olyan elektronikus alkatrészek, amelyek olyan jelenségeknek vannak kitéve, mint például a hőzaj. Fényhullám generálásakor a lézer tudtán kívül torzítja a kimeneti jelet, ami enyhe frekvenciaváltozásokat eredményez. Másodszor, egy monokromatikus hullám spektrális szélessége nullával egyenlő. A grafikonon egyetlen harmonikusként ábrázolható. A valóságban a fényjel spektruma eltér a nullától. Ezeket a kérdéseket érdemes szem előtt tartani, amikor DWDM-rendszerekről beszélünk.

A spektrális (optikai) multiplexelési technológia lényege, hogy több különálló kliens jelet (SDH, Ethernet) szervezhetünk egy optikai szálon. Minden egyes kliens jelnél meg kell változtatni a hullámhosszt. Ezt az átalakulást DWDM transzponderen hajtják végre. A transzponder kimeneti jele egy meghatározott optikai csatornának fog megfelelni, saját hullámhosszal. Ezután egy multiplexer segítségével a jeleket összekeverik és továbbítják az optikai vonalra. Az utolsó ponton a fordított művelet történik - demultiplexer segítségével a jeleket elválasztják a csoportjeltől, a hullámhosszt szabványosra változtatják (a transzponderen), és továbbítják a klienshez. Emiatt az optikai jel elhalványul. Ennek erősítésére az optikai vonalon erősítőket használnak.

A DWDM rendszer működését általánosságban néztük meg. Következő lesz a DWDM rendszer összetevőinek részletesebb leírása.

A DWDM transzponder egy olyan frekvenciaváltó, amely interfészt biztosít a terminál hozzáférési berendezés és a DWDM vonal között. Kezdetben a transzponder célja az volt, hogy a kliens jelét (optikai, elektromos) 1550 nm-es hullámhosszú optikai jellé alakítsa át (ez jellemző a DWDM-rendszerekre). Idővel azonban a jelregeneráló funkció megjelent a transzponderekben. A jelregeneráció gyorsan három fejlődési szakaszon ment keresztül - 1R, 2R, 3R.

1R – relé. Csak az amplitúdó áll helyre. Ez korlátozta a korai DWDM-rendszerek hosszát, mivel lényegében a fennmaradó paraméterek (fázis, forma) nem kerültek visszaállításra, és az eredmény „szemét be, szemét ki” lett.
2R – a jel amplitúdójának és időtartamának helyreállítása. Ezek a transzponderek Schmidt triggert használtak a jel törlésére. Nem szerzett nagy népszerűséget.
3R – a jel amplitúdójának, időtartamának és fázisának helyreállítása. Teljesen digitális eszköz. Képes a SONET/SDH hálózatok vezérlési szintjének szolgáltatásbájtjainak felismerésére.

A DWDM (multiplexer-transponder) muxponder egy olyan rendszer, amely egy kis sebességű jelet időmultiplexel egy nagy sebességű vivőre.

A DWDM (de)multiplexer egy olyan eszköz, amely különböző hullámszétválasztási technikákat alkalmazva több optikai jelet kombinál, hogy jeleket továbbítson egy optikai szálon, és az átvitel után elválasztja ezeket a jeleket.

Gyakran csak egy csatornát szeretne hozzáadni és kivonni egy összetett jelből anélkül, hogy megváltoztatná a jel teljes szerkezetét. Erre a célra az OADM (Optical Add/Drop Multiplexer) csatornák bemeneti/kimeneti multiplexereit használják, amelyek anélkül hajtják végre ezt a műveletet, hogy az összes csatorna jelét elektromos formába alakítanák.

Az Erbium-Doped Fiber Amplifier (EDFA) forradalmasította a távközlési iparágat az elmúlt néhány évben. Az EDFA erősítők az optikai jelek közvetlen erősítését biztosítják elektromos jelekké alakítás nélkül, és fordítva, alacsony zajszinttel rendelkeznek, működési hullámhossz-tartományuk szinte pontosan megegyezik a kvarc optikai szál átlátszósági ablakával. A minőségek ezen kombinációjával rendelkező erősítők megjelenésének köszönhetően a DWDM-rendszereken alapuló kommunikációs vonalak és hálózatok gazdaságossá és vonzóvá váltak.

Az optikai adó utáni kommunikációs vonalba gyakran csillapítókat szerelnek fel, amelyek lehetővé teszik számukra, hogy a kimeneti teljesítményüket a downstream multiplexerek és az EDFA erősítők képességeinek megfelelő szintre csökkentsék.

Az optikai szálak és a DWDM rendszerek egyes komponensei kromatikus diszperziót mutatnak. A szál törésmutatója a jel hullámhosszától függ, ami a jel terjedési sebességének a hullámhossztól való függéséhez vezet (anyagdiszperzió). Még ha a törésmutató független is lenne a hullámhossztól, a különböző hullámhosszú jelek akkor is továbbhaladnának különböző sebességgel a szál belső geometriai tulajdonságai miatt (hullámvezető diszperzió). Az anyag és a hullámvezető diszperzió eredő hatását kromatikus diszperziónak nevezzük.

A kromatikus diszperzió hatására az optikai impulzusok kiszélesednek, miközben a szálon haladnak. Ha a vonal hosszú, ez ahhoz a tényhez vezet, hogy a közeli impulzusok átfedik egymást, rontva a jelet. A DCD diszperzió kompenzáló eszközök a jel egyenlő, de ellentétes előjelű diszperzióját adják és visszaállítják az eredeti impulzusformát.

A DWDM rendszereknek sok topológiája van: gyűrűs, hálós, lineáris. Tekintsük ma a legnépszerűbb gyűrűs topológiát. A gyűrű topológia biztosítja a DWDM hálózat túlélését a redundáns útvonalak miatt. Annak érdekében, hogy bármilyen kapcsolat biztonságos legyen, két útvonal van kialakítva a végpontjai között - a fő és a tartalék. A végponti multiplexer összehasonlítja a két jelet, és kiválasztja a jelet legjobb minőség(vagy alapértelmezett jel).

Iratkozzon fel a mi

A közelmúltban a modern autópályák (modern „C” betűvel) nem rendelkeznek elegendő szabványos tömörítőrendszer-képességgel, mind a működési tartomány, mind az egyidejűleg használt csatornák száma, valamint összességében. sávszélesség tömítőrendszerek rendszerei és bővítési lehetőségei. Ukrajnában a DWDM technológia kezdett aktívan belépni a hálózati arénába, mind gerincrendszerként, mind helyi tömörítési rendszerként.

Nemrég az egyik ukrán szolgáltatónknak (megkértek minket, hogy ne mutogassunk, különben súlyosan szidni fogunk) több tucat „ZhE”-t kellett átvinnie 162 kilométeren (egy szálon keresztül) azzal a szándékkal, hogy további ugyanaz a tízes „ZhE” ehhez a rendszerhez a jövőben. Egyértelmű, hogy lehet „osztályozni” szélességben, és nem kell félni attól, hogy a lambdák hirtelen véget érnek, csak DWDM-mel (na jó, vagy nagyon vastag és nagyon fekete, és nagyon hosszú és nagyon sokmagos kábel). És ha figyelembe vesszük azt a távolságot, amelyen keresztül hatalmas számú csomagot kell kézbesíteni egy ugrással (regeneráció nélkül „terepen”), akkor a DWDM kiválasztása az egyetlen helyes és helyes döntés.

Ahhoz, hogy ilyen komoly távolságot lehessen megtenni egy szakaszon, egy olyan vonal tervezése született, amely a szabványos multiplexerek/adó-vevők/kapcsolók mellett végerősítőket, diszperziós kompenzátorokat és piros-kék osztókat is tartalmaz.

A rendszer tervezésekor elvégzett számítások:

Az adó-vevő diszperzióérzékenysége (A-Gear SFP+ DWDM 80LC és A-Gear XFP DWDM 80LC) – 1600 ps/nm;

Útvonal G.652D szálon, száldiszperzió 17 ps/(nm*km);

A teljes diszperziós mutató egy 162 km-es pályán: 17 ps/(nm*km) * 162 km == 2754 ps/nm;

A diszperziós norma túllépése: 2754 ps/nm – 1600 ps/nm == 1154 ps/nm – A-Gear DMC-FC120 diszperziókompenzátor beépítése mellett döntöttek (teljes mértékben kompenzálja a 120 km szál diszperzióját, teljes diszperziójelző : -2001 ps/nm 1545 nm hullámhosszon, szálak hossza a kompenzátorban 12,3 km);

Vonalkiesési költségkeret: (162km + 12,3km) * 0,3dBm/km == 52,29dBm;

Az adó-vevők (A-Gear SFP+ DWDM 80LC és A-Gear XFP DWDM 80LC) optikai költségvetése – 26 dBm;

A csillapítási norma túllépése: 52,29 dBm - 26 dBm == 26,29 dBm - az A-Gear BA4123 EDFA erősítő felszerelése mellett döntöttek (érzékenység (-10) dBm, maximum kimeneti teljesítmény 23dBm) és A-Gear PA4325 előerősítő (érzékenység (-30)dBm, maximális kimeneti teljesítmény (-5)dBm).

Az eredmény egy igazán működő rendszer volt, stabil, mint maga a világ, nagy hatótávolságú – nem minden madár fog repülni, bővíthető, és általában a legjobb. Az alábbiakban egy fotót mutatunk be erről a rendszerről, és még lejjebb úgy döntöttünk, hogy írunk egy rövid áttekintést a ma létező DWDM-összetevőkről, azok beillesztésének módszereiről, terminológiájáról - igyekeztünk mindent lefedni, ami a DWDM-en elérhető.

A képen (fentről lefelé) látható: egy kapcsoló adó-vevőkkel, két teljesítményerősítő (erősítő és előerősítő), egy DWDM multiplexer, ismét egy kapcsoló adó-vevővel és a legalul (szürke, szinte láthatatlan) - egy diszperziós kompenzátor. Ez a felszerelés az A és B pontban található (azt is kérték, hogy ne nevezzék meg a pontokat, vastag bőrövvel fenyegetve a telefont). Egy ilyen viszonylag kicsi és olcsó felszereléssel könnyű és egyszerű 162 kilométert lőni, ami sikerült is.

Ezen az optimista hangon a bevezető rész véget ér, és elkezdjük a „fő zászlóshajóvá” vált technológia módszeres elemzését. modern világ hálózatépítés.

1. Mi a DWDM, a DWDM és a CWDM közötti különbségek.

Akinek a CWDM rendszerek áteresztőképessége nem elég (180 Gbit/s az extrém maximum), annak két lehetőség van a „forgalmi étvágy” kielégítésére: a szálak számának növelése (amit általában az ásókhoz, rúdmászókhoz kötnek). és általában a múlt század) vagy használjon „fejlettebb” technológiájú tömítéseket – DWDM.

DWDM(angolul: Dense Wavelength Division Multiplexing - dense wavelength multiplexing) az információáramlások tömörítésére szolgáló technológia, amelyben minden elsődleges információáramot különböző hullámhosszú fénysugarak továbbítanak, és az optikai kommunikációs vonal egy multiplexer által alkotott teljes csoportjelet tartalmaz. több információáramlás.

Homályos. Próbáljuk meg kitalálni. A CWDM analógiájára (azok számára, akik értenek hozzá), a DWDM ugyanaz a tömítőrendszer, amely fizikailag információáramlást generáló eszközök(média-átalakítók, útválasztók... nos, tudod) adó-vevők (adó-vevők, amelyek információáramlást hoznak létre az infravörös sugárzás különböző hullámhosszain, szemmel láthatatlan), multiplexerek(létrehozó/megosztó eszközök csoport fényjelzés) és optikai hullámvezető(Optikai kábel). Ezenkívül a DWDM tartalmaz egy csoport komponenst, amelyek a csoport fényjelének erősítésére/visszaállítására szolgálnak, de annak érdekében, hogy minden következetesen menjen, erről az alábbiakban lesz szó.

Azonnal döntsük el, milyen szavakkal fogunk működni. Ebben a cikkben a csatornát fogjuk hívni egyirányú információáramlás(az egyik oldal „beszéli” az információáramlást, a másik „hallgatja” ugyanezt az áramlást). A csatorna az egyetlen vivőjén található, amelynek meghatározott hullámhossza (vagy frekvenciája) van. De mint tudod, lehetetlen teljes értékű kapcsolatot kiépíteni egy pár előfizető között, akik közül az egyik süket, a másik pedig néma. Ezért egy teljes értékű kommunikációs vonal létrehozásához két fizikai csatornát kell használni, és ezt a kapcsolatot nevezzük " full duplex csatorna».

Tehát a DWDM és a CWDM ugyanazt csinálja – a tömörítést. Mi a különbség? A különbség pedig az elsődleges információáramlások (csatornák) vivőinek frekvencia rácsában (vagy a vivők hullámhosszában, amelyik kényelmesebb Önnek) van. És magának a csoportjelnek a működési tartományában.

Működési tartomány és frekvencia (hullám) rács. Egy másik homályos szó, amelynek jelentését megpróbáljuk megérteni. Mi történt hullámhossz? Képzeljünk el egy szinuszoidot. Tehát a hullámhossz a szinuszhullám két szomszédos csúcsa közötti távolság. A hullámhosszt általában a görög λ (lambda) betűvel jelölik. Jól látható az alábbi ábrán:

A CWDM szabványban kényelmes a sugárzás mérése hullámhosszon: 1550 nm, 1310 nm stb. (nanométer – 10 -9 méter!). Kényelmes, elsősorban azért, mert a számok egész számok. A szabványos CWDM rendszerekben a két szomszédos vivő (csatorna) távolsága 1610 – 1590 == 20 nm (szintén egész szám! Nos, kényelmes!).

Most nézzük meg ugyanezt a helyzetet a frekvencia oldaláról, először is úgy, hogy megértjük, mi a frekvencia. A frekvencia a teljes rezgések száma(csúcstól csúcsig) elektromágneses hullám másodpercenként (Hz-ben vagy Hz-ben jelölve). Mert protozoák A számításokhoz a frekvencia úgy tekinthető, mint a fénysebesség osztva a hullámhosszal. Tekintsük az információáramlást egy 1550 nm-es vivőn, frekvenciája körülbelül 300000000/0,00000155 == 193548387096774 Hz, vagy 193548 GHz (Gigahertz!). és a szomszédos vivők közötti távolság 300000000/0.00000020 == 1500000000000000 Hz vagy 1500000 GHz. Teljesen kényelmetlen – sok szám van, és nem egyértelmű.

Ma a CWDM rendszerek az 1270-1610 nm tartományban működnek, és 18 különálló csatornát (1270nm, 1290nm, 1310nm ... 1590nm, 1610nm) képviselnek. De a DWDM-ben a dolgok egy kicsit másképp mennek.

A DWDM rendszerek két sávban működnek, CWDM rendszerekre vágva: C sáv (C-Band) és L sáv (L-sáv). HatótávolságC belül van 1528,77 nm-ről(C61 csatorna) 1577,03 nm-ig(C01 csatorna), és hatótávolságL belül van 1577,86 nm-ről(L100-as csatorna) 1622,25 nm-ig(L48-as csatorna). A számok már ijesztőek, és ha azt is figyelembe vesszük, hogy a hullámháló egyenetlen (vagyis a két szomszédos csatorna távolsága nem mindig azonos - 0,5 nm-től 0,8 nm-ig), akkor könnyebb megszerezni. zavart, mintsem rájönni. Ez az oka annak, hogy a DWDM rendszerek a sávnevet és a csatornaszámozást használják ebben a tartományban (például C35 vagy L91). Minden tiszta rendes A DWDM rendszercsatornákat az 1.2. ábra, a frekvenciákra és hullámhosszokra vonatkozó adatokat az 1.1. táblázat mutatja be:

1.2 ábra – DWDM rendszerek C és L sávjai a CWDM rendszerek általános tartományában.

Az 1.1. táblázat egy tipikus 100 GHz-es DWDM-háló.

Itt azonnal több fenntartást kell tennünk.

Először is ( és ez fontos a további megértéshez! ), a C tartomány hagyományosan két „színtartományra” van osztva - kék(1528nm-1543nm) és piros(1547-1564 nm). Miért érdemes megosztani – erről bővebben a következő cikkekben, most csak fontos megjegyezni, hogy létezik megosztottság.

Másodszor, az L-sávot csak most kezdik használni, és nem minden gyártó engedheti meg magának, hogy az L-sávhoz berendezéseket készítsen (1.1. táblázat, kékkel jelölve, az L48-L65 csatornák hiányoznak a táblázatból).

Harmadszor, a „közönséges” szó szerepel a táblázat feliratában – ami azt jelenti, hogy „szokatlan” rácsoknak is kell lenniük. És tényleg azok.

Mint fentebb megtudtuk, kényelmetlen a DWDM csatornák hullámhossz szerinti megkülönböztetése. De ami a frekvenciákat illeti – nagyon is, és ha alaposan megnézzük az 1.1 táblázatot, láthatjuk, hogy két szomszédos csatorna közötti különbség mindig 100 GHz. És ha figyelembe vesszük a C sávot (amelyet jelenleg a legtöbb DWDM-rendszer gyártója sajátít el), akkor megjeleníthetjük a benne lévő csatornák teljes számát - 61 csatorna. Azonnal tegyünk egy fenntartást, hogy a CWDM-rendszerekhez hasonlóan minden csatorna egyirányú információáramlás, ami azt jelenti, hogy a teljes adatcseréhez kettő kell belőle (30 teljes értékű duplex csatorna a C sávban és 26 az L sávban, összesen 56 teljes értékű duplex csatorna).

A szokásos 100 GHz-es hálózaton kívül használnak 200 GHz-es hálózat (páratlan C-sávú csatornák). Ennek az az oka, hogy számos DWDM berendezésgyártó nem képes multiplexert gyártani 100 GHz-es hálózathoz, mert az alkatrészek elég drágák, és többnek kell lennie Jó minőség 200 GHz-es rendszerekhez képest. Ebben a tömörítési sémában 31 egyirányú kommunikációs csatorna vagy 15 full duplex csatorna van.

Nagyon ritkán (jó, nagyon ritkán) használnak 50 gigahertzes hálóval rendelkező DWDM tömörítő rendszereket. Ez azt jelenti, hogy a hagyományos 100 GHz-es háló két szomszédos főcsatornája között van egy további alcsatorna. Az ilyen csatornákat Q-nak és H-nak nevezik: K– alcsatornák a tartománybanL(például Q80 – frekvencia 188050 GHz, hullámhossz 1594,22 nm), H– alcsatornák a tartománybanC(például H23 – frekvencia 19230 GHz, hullámhossz 1558,58 nm). Az ilyen tömörítő rendszerekben a C tartományban 61 fő csatorna és 61 további csatorna van, összesen 122 csatorna. Az L sávban 53 fő és 53 alcsatorna, összesen 106 csatorna található. Teljes teljesítmény == 122+106 == 228 egyirányú csatorna, vagy 114 full duplex kommunikációs csatorna! Ez sok. Sok. De ez nagyon-nagyon drága, és a szerző nem látott említést olyan projektekről, amelyek teljesen feltöltött DWDM rendszerrel rendelkeznek 50 GHz-es hálózattal.

Összefoglaljuk:

- a DWDM rendszer „könnyű változata” 200 GHz-es ráccsal rendelkezik, és 15 full duplex csatorna biztosítására képes a C sávban, miközben 15 CWDM csatorna számára hagy helyet (1270nm-1510nm, 1590nm, 1610nm);

A szabványos DWDM-rendszer 100 GHz-es ráccsal rendelkezik, és 30 full-duplex csatornát képes biztosítani a C-sávban és 26 full-duplex csatornát az L-sávban, miközben helyet hagy 15 CWDM-csatorna számára (1270-1510 nm, 1590 nm, 1610 nm);

A teljes DWDM rendszer 50 GHz-es ráccsal rendelkezik, és 60 full-duplex csatornát képes biztosítani a C-sávban és 52 full-duplex csatornát az L-sávban, így ismét helyet hagy 15 CWDM csatornának (1270-1510nm, 1590nm). , 1610 nm);

Népszerű a kategóriában: