mājas › Navigatori › Dwdm tehnoloģiju iekārtu attīstības tendence. Krievijas DWDM un CWDM iekārtas. Kā darbojas WDM sistēmas

Dwdm tehnoloģiju iekārtu attīstības tendence. Krievijas DWDM un CWDM iekārtas. Kā darbojas WDM sistēmas

WDM tehnoloģijas (Wavelength-division multipleksēšana, kanālu frekvences dalīšana) pamatprincips ir spēja vienā optiskajā šķiedrā pārraidīt daudzus signālus dažādos nesēja viļņu garumos. Krievijas telekomunikācijās pārraides sistēmas, kas izveidotas, izmantojot WDM tehnoloģiju, sauc par "kompresijas sistēmām".

Ieslēgts Šis brīdis Ir trīs veidu WDM sistēmas:
1. CWDM (Coarse Wavelength-division multipleksēšana - kanālu rupja frekvenču dalīšana) - sistēmas ar atstarpi starp optiskajiem nesējiem 20 nm (2500 GHz). Darbības diapazons ir 1261-1611 nm, kurā var realizēt līdz 18 simpleksiem kanāliem. ITU G.694.2 standarts.
2. DWDM (Dense Wavelength-division multiplexing - blīva kanālu frekvenču dalīšana) - sistēmas ar optisko nesēju atstarpi 0,8 nm (100 GHz). Ir divi darbības diapazoni - 1525-1565 nm un 1570-1610 nm, kuros var realizēt līdz 44 simpleksiem kanāliem. ITU G.694.1 standarts.
3. HDWDM (augsta blīvuma viļņu garuma dalīšanas multipleksēšana — kanālu augsta blīvuma frekvenču dalīšana) — sistēmas ar optiskā nesēja atstatumu 0,4 nm (50 GHz) vai mazāku. Var ieviest līdz 80 simpleksiem kanāliem.

Šis raksts (pārskats) koncentrējas uz DWDM multipleksēšanas sistēmu uzraudzības problēmu, sīkāk par to dažādi veidi WDM sistēmas var atrast saitē - saite.

DWDM WDM sistēmas var izmantot vienu no diviem nesēja viļņu garuma diapazoniem: C-josla - 1525-1565 nm (var būt arī parastā josla vai C-josla) un L-josla - 1570-1610 nm (garā viļņa garuma josla vai L-josla).

Sadalījums divos diapazonos ir pamatots, izmantojot dažādus optiskos pastiprinātājus ar dažādiem darbības pastiprinājuma diapazoniem. Pastiprinājuma joslas platums tradicionālajai pastiprinātāja konfigurācijai ir aptuveni 30 nm, 1530-1560 nm, kas ir C josla. Pastiprināšanai garā viļņa garuma diapazonā (L-josla) erbija pastiprinātāja konfigurācija tiek mainīta, pagarinot erbija šķiedru, kas noved pie pastiprinājuma diapazona nobīdes uz viļņu garumiem 1560-1600 nm.

Šobrīd C-joslas DWDM iekārtas ir saņēmušas lielu atzinību Krievijas telekomunikācijā. Tas ir saistīts ar dažāda aprīkojuma pārpilnību, kas atbalsta šo diapazonu. Jāpiebilst, ka iekārtu ražotāji ir gan cienījami pašmāju uzņēmumi, gan vadošie pasaules zīmoli, gan arī daudzi bezsejas Āzijas ražotāji.

Galvenā problēma jebkurā blīvēšanas sistēmas sadaļā (neatkarīgi no veida) ir jaudas līmenis optiskajā kanālā. Vispirms jums ir jāsaprot, no kā parasti sastāv DWDM blīvēšanas sistēma.

DWDM sistēmas sastāvdaļas:
1) Transponderis
2) Multiplekseris/demultipleksētājs
3) Optiskais pastiprinātājs
4) Hromatiskās dispersijas kompensators

Transponderis veic ienākošā klienta optiskā signāla 3R-reģenerāciju ("pārveidošanu", "atkārtotu pastiprināšanu", "retiming" - signāla formas, jaudas un sinhronizācijas atjaunošanu). Transponderis var arī pārveidot klienta trafiku no viena pārraides protokola (bieži vien Ethernet) uz citu, izturīgāku pret trokšņiem (piemēram, OTN, izmantojot FEC) un pārraidīt signālu uz līnijas portu.

Vairāk vienkāršas sistēmas OEO pārveidotājs var darboties kā transponderis, kas veic 2R reģenerāciju (“pārveidošanu”, “pārpastiprināšanu”) un pārraida klienta signālu uz līnijas portu, nemainot pārraides protokolu.

Klienta ports bieži tiek realizēts kā optisko raiduztvērēju slots, kurā tiek ievietots modulis, lai sazinātos ar klienta aprīkojumu. Transpondera līnijas pieslēgvietu var izveidot kā slotu optiskajam raiduztvērējam vai kā vienkāršu optisko adapteri. Līnijas porta veiktspēja ir atkarīga no visas sistēmas konstrukcijas un mērķa. OEO pārveidotājā līnijas ports vienmēr ir paredzēts kā optiskā raiduztvērēja slots.
Daudzās sistēmās starpposma saite - retranslators - tiek izslēgta, lai samazinātu sistēmas izmaksas vai funkcionālās dublēšanas dēļ konkrētā uzdevumā.

Optiskie multipleksori ir paredzēti, lai apvienotu (sajaukšanu) atsevišķus WDM kanālus grupas signālā to vienlaicīgai pārraidei pa vienu optisko šķiedru. Optiskie demultiplekseri ir paredzēti, lai atdalītu saņemto grupas signālu uztveršanas pusē. IN modernas sistēmas kompresijas, multipleksēšanas un demultipleksēšanas funkcijas veic viena ierīce - multiplekseris / demultiplekseris (MUX / DEMUX).

Multipleksētājs/demultipleksētājs nosacīti var tikt sadalīts multipleksēšanas blokā un demultipleksēšanas blokā.
Optiskais pastiprinātājs, kura pamatā ir piemaisījumu optiskā šķiedra, kas leģēta ar erbiju (Erbium Doped Fiber Amplifier-EDFA), palielina tajā iekļautā grupas (bez iepriekšējas demultipleksēšanas) optiskā signāla jaudu bez optoelektroniskās konversijas. EDFA pastiprinātājs sastāv no diviem aktīviem elementiem: Er3+ leģētas aktīvās šķiedras un piemērota sūkņa.

Atkarībā no veida EDFA var nodrošināt izejas jaudu no +16 līdz +26 dBm.
Ir vairāki pastiprinātāju veidi, kuru izmantošanu nosaka konkrēts uzdevums:
Ieejas optiskie jaudas pastiprinātāji (pastiprinātāji) - uzstādīti maršruta sākumā
Optiskie priekšpastiprinātāji - uzstādīti maršruta beigās optisko uztvērēju priekšā
Lineārie optiskie pastiprinātāji - tiek uzstādīti starpposma pastiprināšanas mezglos, lai uzturētu nepieciešamo optisko jaudu

Optiskos pastiprinātājus plaši izmanto garās datu līnijās ar DWDM sistēmām.

Hromatiskās dispersijas kompensators (Dispersion Compensation Module) ir paredzēts, lai koriģētu optiskajā šķiedrā pārraidīto optisko signālu formu, kas, savukārt, tiek izkropļoti hromatiskās dispersijas ietekmē.

Hromatiskā dispersija ir fizikāla parādība optiskajā šķiedrā, kas sastāv no tā, ka gaismas signāli ar dažādu viļņu garumu dažādos laika periodos virzās vienā un tajā pašā attālumā, kā rezultātā tiek paplašināts pārraidītais optiskais impulss. Tādējādi hromatiskā izkliede ir viens no galvenajiem faktoriem, kas ierobežo ceļa releja posma garumu. Standarta šķiedras hromatiskās dispersijas vērtība ir aptuveni 17 ps/nm.

Lai palielinātu releja sekcijas garumu, pārvades līnijā ir uzstādīti hromatiskās dispersijas kompensatori. Kompensatoru uzstādīšanai bieži ir nepieciešama pārvades līnija ar ātrumu 10 Gbps vai vairāk.

Ir divi galvenie DCM veidi:

1. Hromatiskās dispersijas kompensējošā šķiedra - DCF (Dispersion Compensation Fiber). Šo pasīvo ierīču galvenā sastāvdaļa ir šķiedra ar negatīvu hromatiskās dispersijas vērtību viļņu garuma diapazonā no 1525-1565 nm.

2. Hromatiskās dispersijas kompensators, kura pamatā ir Braga režģis - DCM FBG (Dispersion Compensation Module Fiber Bragg režģis). pasīvs optiskā ierīce, kas sastāv no čivinātas šķiedras un optiskā cirkulācijas sūkņa. Čivināta šķiedra savas struktūras dēļ rada nosacīti negatīvu ienākošo signālu hromatisko dispersiju viļņu garuma diapazonā no 1525-1600 nm. Optiskais cirkulācijas sūknis ierīcē darbojas kā filtrēšanas ierīce, kas novirza signālus uz atbilstošajām izejām.

Tādējādi standarta shēma sastāv tikai no divu veidu aktīvajiem komponentiem - retranslatora un pastiprinātāja, ar kuru palīdzību var uzraudzīt pārraidīto signālu pašreizējo jaudas līmeni. Transponderi īsteno līniju pieslēgvietu stāvokļa uzraudzības funkciju, pamatojoties vai nu uz optiskajos raiduztvērējos iebūvēto DDMI funkciju, vai arī organizējot savu monitoringu. Šīs funkcijas izmantošana ļauj operatoram saņemt jaunāko informāciju par konkrēta sakaru kanāla statusu.

Sakarā ar to, ka optiskie pastiprinātāji ir pastiprinātāji ar atsauksmes, tiem vienmēr ir funkcija uzraudzīt ieejas grupas signālu (visu ienākošo signālu kopējo optisko jaudu) un izejošo grupas signālu. Bet šī uzraudzība ir neērta konkrētu sakaru kanālu novērošanas gadījumā, un to var izmantot kā aptuvenu (gaismas esamību vai neesamību). Tādējādi vienīgais instruments optiskās jaudas kontrolei datu pārraides kanālā ir transponderis.

Un, tā kā blīvēšanas sistēmas sastāv ne tikai no aktīviem, bet arī pasīviem elementiem, tad pilnvērtīgas uzraudzības organizēšana blīvēšanas sistēmās ir ļoti netriviāls un pieprasīts uzdevums.

Monitoringa organizēšanas iespējas WDM blīvēšanas sistēmās tiks apskatītas nākamajā rakstā.

Pašlaik ir trīs veidu WDM sistēmas:
1. CWDM (Coarse Wavelength-division multipleksēšana - kanālu rupja frekvenču dalīšana) - sistēmas ar atstarpi starp optiskajiem nesējiem 20 nm (2500 GHz). Darbības diapazons ir 1261-1611 nm, kurā var realizēt līdz 18 simpleksiem kanāliem. ITU G.694.2 standarts.
2. DWDM (Dense Wavelength-division multiplexing - blīva kanālu frekvenču dalīšana) - sistēmas ar optisko nesēju atstarpi 0,8 nm (100 GHz). Ir divi darbības diapazoni - 1525-1565 nm un 1570-1610 nm, kuros var realizēt līdz 44 simpleksiem kanāliem. ITU G.694.1 standarts.
3. HDWDM (augsta blīvuma viļņu garuma dalīšanas multipleksēšana — kanālu augsta blīvuma frekvenču dalīšana) — sistēmas ar optiskā nesēja atstatumu 0,4 nm (50 GHz) vai mazāku. Var ieviest līdz 80 simpleksiem kanāliem.

Šajā rakstā (apskatā) uzmanība pievērsta monitoringa problēmai DWDM blīvēšanas sistēmās, sīkāk par dažāda veida WDM sistēmām var atrast saiti - saiti.

DWDM sistēmas sastāvdaļas:
1) Transponderis
2) Multiplekseris/demultipleksētājs
3) Optiskais pastiprinātājs
4) Hromatiskās dispersijas kompensators

Vienkāršākās sistēmās OEO pārveidotājs var darboties kā transponderis, kas veic 2R reģenerāciju (“pārveidošanu”, “pārpastiprināšanu”) un pārraida klienta signālu uz līnijas portu, nemainot pārraides protokolu.

Optiskie multipleksori ir paredzēti, lai apvienotu (sajaukšanu) atsevišķus WDM kanālus grupas signālā to vienlaicīgai pārraidei pa vienu optisko šķiedru. Optiskie demultiplekseri ir paredzēti, lai atdalītu saņemto grupas signālu uztveršanas pusē. Mūsdienu kompresijas sistēmās multipleksēšanas un demultipleksēšanas funkcijas veic viena ierīce - multiplekseris / demultiplekseris (MUX / DEMUX).

Optiskos pastiprinātājus plaši izmanto garās datu līnijās ar DWDM sistēmām.

Ir divi galvenie DCM veidi:

2. Hromatiskās dispersijas kompensators, kura pamatā ir Braga režģis - DCM FBG (Dispersion Compensation Module Fiber Bragg režģis). Pasīvā optiskā ierīce, kas sastāv no čivinātas šķiedras un optiskā cirkulācijas sūkņa. Čivināta šķiedra savas struktūras dēļ rada nosacīti negatīvu ienākošo signālu hromatisko dispersiju viļņu garuma diapazonā no 1525-1600 nm. Optiskais cirkulācijas sūknis ierīcē darbojas kā filtrēšanas ierīce, kas novirza signālus uz atbilstošajām izejām.

Sakarā ar to, ka optiskie pastiprinātāji ir atgriezeniskās saites pastiprinātāji, tiem vienmēr ir ieejas grupas signāla (visu ienākošo signālu kopējās optiskās jaudas) un izejošās grupas signāla uzraudzības funkcija. Bet šī uzraudzība ir neērta konkrētu sakaru kanālu novērošanas gadījumā, un to var izmantot kā aptuvenu (gaismas esamību vai neesamību). Tādējādi vienīgais instruments optiskās jaudas kontrolei datu pārraides kanālā ir transponderis.

Monitoringa organizēšanas iespējas WDM blīvēšanas sistēmās tiks apskatītas nākamajā rakstā.

Bieži rodas jautājumi, kāda ir atšķirība starp CWDM (Coarse Wavelength Division Multiplexing) un DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) tehnoloģijām, izņemot atšķirīgu kanālu skaitu. Tehnoloģijas ir līdzīgas sakaru kanālu, ievades-izejas kanālu organizācijas principos, taču tām ir pilnīgi atšķirīga tehnoloģiskās precizitātes pakāpe, kas lielā mērā ietekmē līnijas parametrus un risinājumu izmaksas.

Viļņu garumu un CWDM un DWDM kanālu skaits

CWDM WDM tehnoloģija ietver 18 viļņu garumu 1 izmantošanu, savukārt ar precīzu DWDM WDM var izmantot līdz pat 40 viļņu garumiem.

CWDM un DWDM frekvences režģis

Kanāli CWDM tehnoloģijā tiek atdalīti ar viļņu garumiem, DWDM - pēc frekvences 2) . Viļņa garumu aprēķina otrreiz no gaismas ātruma vakuumā un frekvences attiecības. CWDM izmanto viļņa garuma režģi ar soli 20 nm, standarta DWDM sistēmām 100 GHz un 50 GHz frekvenču režģi, augsta blīvuma DWDM izmanto 25 un 12,5 GHz režģus.

CWDM un DWDM viļņu garumi un frekvences

CWDM tehnoloģija izmanto viļņu garumus no 1270 līdz 1610 nm. Ņemot vērā filtru pielaides un joslas platumu, diapazons paplašinās līdz 1262,5 - 1617,5, kas ir 355 nm. mēs iegūstam 18 viļņu garumus.

DWDM ar 100 GHz tīklu nesēji svārstās no 191,5 (1565,50 nm) THz līdz 196,1 THz (1528,77 nm), t.i. 4,6 THz vai 36,73 nm plata josla. Kopā 46 viļņu garumi 23 dupleksajiem kanāliem.

DWDM ar 50 GHz režģi signāla frekvences ir diapazonā no 192 THz (1561,42 nm) - 196 THz (1529,55 nm), kas ir 4 THz (31,87 nm). Šeit ir 80 viļņu garumi.

CWDM un DWDM pastiprināšanas iespēja

WDM sistēmas, kuru pamatā ir CWDM tehnoloģija, neparedz daudzkomponentu signāla pastiprināšanu. Tas ir saistīts ar optisko pastiprinātāju trūkumu, kas darbojas tik plašā spektrā.

DWDM tehnoloģija, gluži pretēji, nozīmē signāla pastiprināšanu. Daudzkomponentu signālu var pastiprināt ar standarta erbija pastiprinātājiem (EDFA).

CWDM un DWDM diapazons

CWDM sistēmas ir paredzētas darbam salīdzinoši īsās līnijās, aptuveni 50-80 kilometru garumā.

DWDM sistēmas ļauj pārsūtīt datus attālumos, kas ir daudz lielāki par 100 kilometriem. Turklāt, atkarībā no signāla modulācijas veida, DWDM kanāli var darboties bez reģenerācijas vairāk nekā 1000 kilometru attālumā.

Piezīmes

1) 2015. gada sākumā optisko moduļu ražotāji, tostarp SKEO, ieviesa CWDM SFP moduļus ar viļņa garumu 1625 nm. Šis viļņa garums nav noteikts ITU G.694.2, bet ir izmantots praksē.

2) CWDM frekvenču režģi ir aprakstīti ITU G.694.2 standartā, DWDM - G.694.1 standartā (2. redakcija).

Optiskajai šķiedrai ir milzīgs joslas platums. Pirms divdesmit gadiem cilvēkiem šķita, ka diez vai vajadzēs pat simto daļu. Tomēr laiks iet, un nepieciešamība pārsūtīt lielu informācijas apjomu pieaug arvien straujāk. Tādas tehnoloģijas kā ATM, IP, SDH (STM-16/64) tuvākajā nākotnē, iespējams, nespēs tikt galā ar pārraidītās informācijas “sprādzienbīstamu” pieaugumu. Tos aizstāja ar DWDM tehnoloģiju.

DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) ir blīva viļņa garuma dalīšanas multipleksēšanas tehnoloģija. DWDM tehnoloģijas būtība slēpjas tajā, ka pa vienu optisko šķiedru tiek pārraidīti vairāki informācijas kanāli dažādos viļņu garumos, kas ļauj visefektīvāk izmantot šķiedras iespējas. Tas ļauj maksimāli palielināt optisko šķiedru līniju caurlaidspēju, neieguldot jaunus kabeļus vai neuzstādot jaunas iekārtas. Turklāt darbs ar vairākiem kanāliem šķiedrā ir daudz ērtāks nekā darbs ar dažādām šķiedrām, jo, lai apstrādātu jebkuru kanālu skaitu, ir nepieciešams viens DWDM multiplekseris.

DWDM sistēmas ir balstītas uz optiskās šķiedras spēju vienlaicīgi pārraidīt dažāda viļņa garuma gaismu bez savstarpējas iejaukšanās. Katrs viļņa garums apzīmē atsevišķu optisko kanālu. Vispirms izskaidrosim traucējumu jēdzienu.

Gaismas traucējumi ir gaismas intensitātes pārdale vairāku koherentu gaismas viļņu superpozīcijas (superpozīcijas) rezultātā. Šo parādību pavada intensitātes maksimumi un minimumi, kas mainās telpā.

Interferences definīcijā ir svarīgs saskaņotības jēdziens. Gaismas viļņi ir koherenti, ja to fāžu starpība ir nemainīga. Ja viļņi ir uzlikti pretfāzē, gala viļņa amplitūda ir nulle. Pretējā gadījumā, ja viļņi tiek uzlikti vienā fāzē, iegūtā viļņa amplitūda būs lielāka.

Šajā posmā ir svarīgi saprast, ka, ja diviem viļņiem ir dažādas frekvences, tie vairs nebūs saskaņoti. Attiecīgi viņiem nevajadzētu ietekmēt vienam otru. Pamatojoties uz to, kļūst skaidrs, ka mēs varam vienlaicīgi pārraidīt modulētus signālus ar dažādiem viļņu garumiem (frekvencēm) pa vienu un to pašu mediju un tie viens uz otru neietekmēs. Šī ideja ir DWDM tehnoloģijas pamatā. Mūsdienās DWDM tehnoloģija ļauj pārraidīt kanālus pa vienu šķiedru ar viļņu garuma starpību starp blakus esošajiem kanāliem tikai nanometra daļu. Mūsdienīgs aprīkojums DWDM atbalsta desmitiem kanālu, katrs ar jaudu 2,5 Gbps.

Šķiet, ja dažādu frekvenču viļņi nepārklājas, tad optiskajā šķiedrā var ievadīt gandrīz bezgalīgu skaitu kanālu, jo gaismas spektrs ir milzīgs. Teorētiski tā ir taisnība, bet praksē ir dažas problēmas. Pirmkārt, agrāk mēs uzskatījām stingri monohromatisku vilni (viena frekvence). Šādas monohromatitātes sasniegšana ir ļoti sarežģīta, jo gaismas viļņus ģenerē lāzeri - elektroniski komponenti, kas ir pakļauti tādai parādībai kā termiskais troksnis. Radot gaismas vilni, lāzers neapzināti izkropļo izejas signālu, kā rezultātā radīsies nelielas frekvences izmaiņas. Otrkārt, monohromatiska viļņa spektra platums ir vienāds ar nulli. Grafikā to var attēlot kā vienu harmoniku. Patiesībā gaismas signāla spektrs atšķiras no nulles. Šīs problēmas ir vērts paturēt prātā, runājot par DWDM sistēmām.

Spektrālās (optiskās) multipleksēšanas tehnoloģijas būtība ir iespēja organizēt daudzus atsevišķus klienta signālus (SDH, Ethernet) pa vienu optisko šķiedru. Katram atsevišķam klienta signālam ir jāmaina viļņa garums. Šī transformācija veikta uz DWDM transpondera. Transpondera izejas signāls atbildīs noteiktam optiskajam kanālam ar savu viļņa garumu. Pēc tam, izmantojot multipleksoru, signāli tiek sajaukti un pārsūtīti uz optisko līniju. Beigu punktā notiek apgrieztā darbība - ar demultipleksera palīdzību signāli tiek atdalīti no grupas signāla, viļņa garums tiek mainīts uz standarta (uz retranslatora), un tiek pārraidīts klientam. Tā kā optiskais signāls mēdz izbalināt. Lai to pastiprinātu optiskajā līnijā, tiek izmantoti pastiprinātāji.

Mēs esam apsvēruši DWDM sistēmas darbību vispārīgā veidā. Tālāk būs detalizētāka DWDM sistēmas komponentu prezentācija.

DWDM transponderis ir frekvences pārveidotājs, kas nodrošina saskarni starp termināļa piekļuves aprīkojumu un DWDM līniju. Sākotnēji transponderis bija paredzēts, lai pārveidotu klienta signālu (optisko, elektrisko) optiskā signālā ar viļņa garumu 1550 nm diapazonā (tipiski DWDM sistēmām). Tomēr laika gaitā transponderos parādījās signāla reģenerācijas funkcija. Signāla reģenerācija ātri izgāja cauri trim attīstības posmiem - 1R, 2R, 3R.

1R - relejs. Atjaunojas tikai amplitūda. Tas ierobežoja agrīno DWDM sistēmu apjomu, jo faktiski pārējie parametri (fāze, forma) netika atjaunoti, un rezultātā tika iegūti “atkritumi ieejā - atkritumi izejā”.
2R - signāla amplitūdas un tā ilguma atjaunošana. Šie transponderi izmantoja Schmidt sprūda, lai notīrītu signālu. Neguva lielu popularitāti.
3R - signāla amplitūdas, tā ilguma un fāzes atjaunošana. Pilnībā digitālā ierīce. Spēj atpazīt SONET / SDH tīklu vadības līmeņa apkalpošanas baitus.

DWDM muxponder (retranslatora multiplekseris) ir sistēma, kas laika multipleksē zema ātruma signālu uz ātrgaitas nesēju.

DWDM (de)multiplekseris ir ierīce, kas izmanto dažādas viļņu atdalīšanas metodes, lai apvienotu vairākus optiskos signālus, lai pārraidītu signālus pa optisko šķiedru, un pēc pārraides atdalītu šos signālus.

Bieži vien ir nepieciešams pievienot un iegūt tikai vienu kanālu no saliktā signāla, nemainot visu signāla struktūru. Lai to izdarītu, tiek izmantoti OADM (Optical Add/Drop Multiplexer) kanālu ievades/izvades multipleksori, kas veic šo darbību, nepārvēršot visu kanālu signālus elektriskā formā.

Ar erbija leģētu šķiedru pastiprinātājs (EDFA) pēdējos gados ir mainījis telekomunikāciju nozari. EDFA pastiprinātāji nodrošina tiešu optisko signālu pastiprināšanu bez pārveidošanas elektriskos signālos un otrādi, tiem ir zems trokšņu līmenis, un to darbības viļņu garuma diapazons gandrīz precīzi atbilst kvarca optiskās šķiedras caurspīdīguma logam. Pateicoties pastiprinātāju parādīšanai ar šādu īpašību kombināciju, sakaru līnijas un tīkli, kuru pamatā ir DWDM sistēmas, ir kļuvuši ekonomiski un pievilcīgi.

Sakaru līnijā aiz optiskā raidītāja bieži tiek uzstādīti skaņotāji, kas ļauj samazināt to izejas jaudu līdz līmenim, kas atbilst turpmāko multipleksoru un EDFA pastiprinātāju iespējām.

Optiskajai šķiedrai un dažiem DWDM sistēmu komponentiem ir hromatiska dispersija. Šķiedras refrakcijas indekss ir atkarīgs no signāla viļņa garuma, kas noved pie signāla izplatīšanās ātruma atkarības no viļņa garuma (materiāla dispersija). Pat ja refrakcijas indekss nebūtu atkarīgs no viļņa garuma, dažāda viļņa garuma signāli joprojām izplatītos ar atšķirīgs ātrumsšķiedras raksturīgo ģeometrisko īpašību dēļ (viļņvada dispersija). Materiāla un viļņvada dispersijas radīto efektu sauc par hromatisko dispersiju.

Hromatiskā dispersija izraisa optisko impulsu paplašināšanos, kad tie izplatās pa šķiedru. Ar garu līnijas garumu tas noved pie tā, ka tuvi impulsi sāk pārklāties, pasliktinot signālu. Dispersijas kompensācijas ierīces DCD dod signālu, kas ir vienāds ar lielumu, bet pretēju zīmju izkliedi un atjauno impulsu sākotnējo formu.

DWDM sistēmām ir daudz topoloģiju: gredzena, sieta, lineāra. Apsveriet šodien populārāko gredzenu topoloģiju. Gredzena topoloģija nodrošina DWDM tīkla izdzīvošanu, izmantojot liekos ceļus. Lai jebkurš savienojums būtu aizsargāts, starp tā galapunktiem ir izveidoti divi ceļi - galvenais un rezerves. Galapunkta multiplekseris salīdzina abus signālus un atlasa signālu vislabākā kvalitāte(vai noklusējuma signāls).

Abonējiet mūsu

Pēdējā laikā modernajām maģistrālēm (modernām ar lielo burtu C) vairs nav pietiekami daudz blīvēšanas sistēmu standarta iespēju gan darbības diapazona, gan vienlaikus izmantoto kanālu skaita ziņā, gan kopumā. joslas platums sistēmas un paplašināšanas iespējas blīvēšanas sistēmām. Ukrainā DWDM tehnoloģija sāka aktīvi ienākt tīkla arēnā gan kā mugurkaula sistēma, gan kā vietējā blīvēšanas sistēma.

Pirms neilga laika vienam no mūsu ukraiņu provaideriem (lūdza nerādīt pirkstu, citādi stipri lamās) vajadzēja izmest vairākus desmitus ZhE uz 162 kilometriem (pa vienai šķiedrai) ar vēlmi pievienot vēl vairākus no tiem pašiem desmitiem ZhE šai sistēmai nākotnē. Skaidrs, ka “greiderēt” platumā un nebaidīties, ka lambdas pēkšņi beigsies, ir iespējams tikai ar DWDM (nu, vai ļoti biezs un ļoti melns, un arī ļoti garš un ļoti savīts kabelis). Un, ja ņemat vērā attālumu, līdz kuram jums ir jāpiegādā milzīgs skaits pakešu vienā laidumā (bez reģenerācijas "laukā"), tad DWDM izvēle ir vienīgais patiesais un pareizais lēmums.

Lai ar vienu laidumu pārvarētu tik nopietnu attālumu, tika nolemts izveidot līniju, kas papildus standarta multipleksoriem / raiduztvērējiem / slēdžiem ietver arī jaudas pastiprinātājus, dispersijas kompensatorus un sarkanzilus dalītājus.

Aprēķini, kas veikti, izstrādājot sistēmu:

Raiduztvērēju (A-Gear SFP+ DWDM 80LC un A-Gear XFP DWDM 80LC) dispersijas jutība – 1600ps/nm;

G.652D šķiedru trase, šķiedras dispersija 17ps/(nm*km);

Kopējais izkliedes indekss 162km trasē: 17ps/(nm*km) * 162km == 2754ps/nm;

Izkliedes normas pārsniegšana: 2754ps/nm - 1600ps/nm == 1154ps/nm - tika nolemts kompensatorā uzstādīt A-Gear DMC-FC120 dispersijas kompensatora šķiedras 12,3 km);

Līnijas zuduma budžets: (162km + 12,3km) * 0,3dBm/km == 52,29dBm;

Raiduztvērēju (A-Gear SFP+ DWDM 80LC un A-Gear XFP DWDM 80LC) optiskais budžets – 26 dBm;

Vājināšanās robežas pārsniegšana: 52.29dBm - 26dBm == 26.29dBm - tika nolemts uzstādīt EDFA pastiprinātāju A-Gear BA4123 (jutība (-10)dBm, maksimālā izejas jauda 23dBm) un A-Gear PA4325 priekšpastiprinātājs (jutība (-30)dBm, maksimālā izejas jauda (-5)dBm).

Rezultāts bija patiešām strādājoša sistēma, stabila kā pati pasaule, liela attāluma - ne katrs putns lidos, paplašināms un vispār labākais. Šīs sistēmas fotoattēls ir parādīts zemāk, un vēl zemāk mēs nolēmām uzrakstīt nelielu pārskatu par mūsdienās esošajiem DWDM komponentiem, to ieslēgšanas metodēm, terminoloģiju - mēs centāmies aptvert visu, kas ir DWDM.

Fotoattēlā redzams (no augšas uz leju): slēdzis ar raiduztvērējiem, divi jaudas pastiprinātāji (pastiprinātājs un priekšpastiprinātājs), DWDM multiplekseris, atkal slēdzis ar raiduztvērēju un pašā apakšā (pelēks, gandrīz neredzams) ir dispersijas kompensators. Šāds aprīkojuma komplekts atrodas punktā A un punktā B (arī viņi lūdza nenosaukt punktus, piedraudot tālrunim ar biezu ādas armijas jostu). Ar tik salīdzinoši nelielu un lētu ekipējuma komplektu ir viegli un vienkārši nošaut 162 kilometrus, kas arī tika sasniegts.

Uz šīs optimistiskās nots ievada daļa beidzas, un mēs sākam metodisku analīzi tehnoloģijai, kas kļuvusi par "galveno flagmani". mūsdienu pasaule tīkla veidošana.

1. Kas ir DWDM, atšķirības starp DWDM un CWDM.

Tiem, kam nav pietiekami daudz joslas platuma CWDM sistēmu (180Gb/s – galējais maksimums), ir divas iespējas apmierināt "satiksmes apetīti": palielināt šķiedru skaitu (kas parasti saistās ar racējiem, pastniekiem un pagājušo gadsimtu vispār) vai izmantojiet vairāk "progresīvu" tehnoloģiju blīvējumu - DWDM.

DWDM(Eng. Dense Wavelength Division Multiplexing - dense wave multiplexing) ir informācijas plūsmu blīvēšanas tehnoloģija, kurā katra primārā informācijas plūsma tiek pārnesta ar gaismas staru palīdzību dažādos viļņu garumos, un optiskajā sakaru līnijā tiek veidots kopējais grupas signāls. ar multipleksoru no vairākām informācijas plūsmām.

abstrakts. Mēģināsim to izdomāt. Pēc analoģijas ar CWDM (tiem, kas zina), DWDM ir tā pati blīvēšanas sistēma, kas fiziski sastāv no ierīces, kas rada informācijas plūsmu(multivides pārveidotāji, maršrutētāji ... labi, jūs pats zināt) raiduztvērēji (uztvērēji, kas rada informācijas plūsmu dažādos infrasarkanā starojuma viļņu garumos, kas nav redzami acij), multipleksori(ierīces, kas veido/koplieto grupai gaismas signāls) un optiskais viļņvads(optiskās šķiedras kabelis). Turklāt DWDM ietver komponentu grupu, kas paredzēta grupas gaismas signāla pastiprināšanai / atjaunošanai, taču, lai viss noritētu secīgi, tas tiks apspriests tālāk.

Uzreiz definēsim vārdus, ar kuriem operēsim. Šajā rakstā minētais kanāls tiks saukts informācijas plūsma vienā virzienā(viena puse "saka" informācijas plūsmu, otra puse "klausās" šajā pašā plūsmā). Kanāls atrodas uz vienīgā tam paredzētā nesēja, kam ir noteikts viļņa garums (vai frekvence). Bet, kā jūs zināt, pilnvērtīgu komunikāciju nevar izveidot starp abonentu pāri, no kuriem viens ir kurls, bet otrs ir mēms. Tāpēc, lai izveidotu vienu pilnvērtīgu sakaru līniju, ir jāizmanto divi fiziski kanāli, un mēs šo saišķi sauksim " pilnais dupleksais kanāls».

Tātad, DWDM un CWDM dara to pašu - blīvēšanu. Kāda ir atšķirība? Un atšķirība ir primāro informācijas plūsmu (kanālu) nesēju frekvenču režģī (vai nesēju viļņu garumos, kas jums ir ērtāk). Un paša grupas signāla diapazonos.

Darbības diapazons un frekvenču (viļņu) režģis. Vēl viens neskaidrs vārds, kura nozīmes mēģinās to izdomāt. Kas notika viļņa garums? Iedomājieties sinusoīdu. Tātad viļņa garums ir attālums starp divām blakus esošām sinusoīda virsotnēm. Viļņa garumu parasti apzīmē ar grieķu burtu λ (lambda). Tas ir skaidri parādīts attēlā zemāk:

CWDM standartā ir ērti izmērīt starojumu viļņu garumā: 1550 nm, 1310 nm utt. (nanometri - 10 -9 metri!). Tas ir ērti, pirmkārt, tāpēc, ka skaitļi ir veseli skaitļi. Standarta CWDM sistēmās attālums starp diviem blakus esošajiem nesējiem (kanāliem) ir 1610 - 1590 == 20nm (arī vesels skaitlis! Nu, tas ir ērti!).

Tagad aplūkosim to pašu situāciju no frekvenču plāna puses, pirmkārt, sapratuši, kas ir frekvence. Frekvence ir pilnīgu vibrāciju skaits(no virsotnes līdz virsotnei) elektromagnētiskais vilnis sekundē (apzīmēta hercos vai Hz). Priekš vienšūņi Aprēķinos, mēs varam uzskatīt frekvenci kā gaismas ātrumu, kas dalīts ar viļņa garumu. Apsveriet informācijas plūsmu uz 1550 nm nesēja, tās frekvence ir aptuveni vienāda ar 300000000 / 0,00000155 == 193548387096774 Hz vai 193548 GHz (gigaherci!). un attālums starp blakus esošajiem nesējiem būs 300000000/0,00000020 == 1500000000000000 Hz vai 1500000 GHz. Diezgan neērti - daudz skaitļu un nav skaidrs.

Līdz šim CWDM sistēmas darbojas diapazonā no 1270 nm līdz 1610 nm, pārstāvot 18 atsevišķus kanālus (1270 nm, 1290 nm, 1310 nm ... 1590 nm, 1610 nm). Bet DWDM lietas ir nedaudz atšķirīgas.

DWDM sistēmas darbojas divās joslās, kas paredzētas CWDM sistēmām, proti: C josla (C-Band) un L josla (L-Band). DiapazonsC atrodas iekšā no 1528,77 nm(C61 kanāls) līdz 1577,03 nm(C01 kanāls) un diapazonsL atrodas iekšā no 1577,86 nm(kanāls L100) līdz 1622,25 nm(kanāls L48). Skaitļi jau ir biedējoši, un, ja ņemam vērā arī to, ka viļņu režģis ir nevienmērīgs (tas ir, attālums starp diviem blakus kanāliem ne vienmēr ir vienāds - no 0,5 nm līdz 0, 8 nm), tad ir vieglāk apjukt, nekā to izdomāt. Tāpēc DWDM sistēmas izmanto diapazona nosaukumu un kanāla numerāciju šajā diapazonā (piemēram, C35 vai L91). Viss ir skaidrs parasts DWDM sistēmas kanāli ir parādīti 1.2. attēlā, dati par frekvencēm un viļņu garumiem ir parādīti 1.1. tabulā:

1.2. attēls - DWDM sistēmu C un L diapazoni vispārējā CWDM sistēmu diapazonā.

Tabula 1.1 ir tipisks 100 GHz DWDM tīkls.

Šeit ir jāizdara daži brīdinājumi.

Pirmkārt ( un tas ir svarīgi tālākai izpratnei! ), diapazons C ir nosacīti sadalīts divās "krāsu diapazonos" - zils(1528nm-1543nm) un sarkans(1547 nm-1564 nm). Kāpēc dalīt - par to nākamajos rakstos, tagad ir vienkārši svarīgi atzīmēt, ka dalījums pastāv.

Otrkārt, L-joslu tikai sāk lietot, un ne visi ražotāji var atļauties izgatavot L joslas aprīkojumu (1.1. tabula, kas atzīmēta ar zilu krāsu, tabulā nav L48-L65 kanālu).

Treškārt, tabulas parakstā parādās vārds “parasts”, kas nozīmē, ka jābūt arī “neparastiem” režģiem. Un viņi patiešām ir.

Kā mēs noskaidrojām iepriekš, ir neērti atšķirt DWDM kanālus pēc viļņu garumiem. Bet frekvenču ziņā tas ir ļoti vienmērīgs, un, ja paskatās uz 1.1 tabulu, jūs varat redzēt, ka atšķirība starp diviem blakus kanāliem vienmēr ir 100 GHz. Un, ja ņemam vērā C joslu (šobrīd to apgūst vairums DWDM sistēmu ražotāju), tad varam secināt, ka tajā esošo kanālu kopējais skaits ir 61 kanāls. Uzreiz rezervēsim, ka, tāpat kā CWDM sistēmās, katrs kanāls ir informācijas plūsma vienā virzienā, kas nozīmē, ka pilnvērtīgai datu apmaiņai nepieciešami divi no tiem (30 pilnvērtīgi dupleksie kanāli C joslā un 26 L joslā, kopā - 56 pilnvērtīgi dupleksie kanāli).

Papildus parastajam 100 GHz tīklam, 200 GHz tīkls (nepāra C joslas kanāli). Tas ir saistīts ar faktu, ka vairāki DWDM iekārtu ražotāji nespēj ražot multipleksorus 100 GHz tīklam, jo komponenti tam ir diezgan dārgi, un tiem vajadzētu būt vairāk Augstas kvalitātes attiecībā pret 200 GHz sistēmām. Šajā multipleksēšanas shēmā ir 31 vienvirziena sakaru kanāls vai 15 pilna dupleksa kanāli.

Ļoti reti (nu, ak, ļoti reti) tiek izmantotas DWDM kompresijas sistēmas ar 50 GHz režģi. Tas nozīmē, ka starp diviem blakus esošajiem parastajiem 100 GHz tīkla galvenajiem kanāliem ir papildu apakškanāls. Šādus kanālus sauc par Q un H: J– apakškanāli diapazonāL(piemēram, Q80 - frekvence 188050 GHz, viļņa garums 1594,22 nm), H– apakškanāli diapazonāC(piemēram, H23 - frekvence 19230 GHz, viļņa garums 1558,58 nm). Šādās blīvēšanas sistēmās C joslā ir 61 galvenais kanāls un 61 papildu kanāls, kopā 122 kanāli. L joslā - 53 galvenie un 53 apakškanāli, kopā - 106 kanāli. Kopējā jauda == 122+106 == 228 vienvirziena kanāli, vai 114 pilna dupleksa sakaru kanāli! Tas ir daudz. Tik daudz. Bet tas ir ļoti, ļoti dārgi, un autors nav redzējis nevienu pieminējumu par projektiem ar pilnu DWDM sistēmas slodzi ar 50 GHz tīklu.

Apkoposim:

- DWDM sistēmas "vieglajai versijai" ir 200 GHz režģis un tā spēj nodrošināt 15 pilnvērtīgus dupleksos kanālus C joslā, atstājot vietu vēl 15 CWDM kanāliem (1270nm-1510nm, 1590nm, 1610nm);

Standarta DWDM sistēmai ir 100 GHz tīkls, un tā spēj nodrošināt 30 pilnu dupleksu kanālus C joslā un 26 pilnu dupleksus kanālus L joslā, vienlaikus atstājot vietu vēl 15 CWDM kanāliem (1270-1510nm, 1590nm, 1610nm). ;

Pilnīgai DWDM sistēmai ir 50 GHz tīkls, un tā spēj nodrošināt 60 pilnas dupleksos kanālus C joslā un 52 pilnas dupleksos kanālus L joslā, atkal atstājot vietu vēl 15 CWDM kanāliem (1270-1510nm, 1590nm, 1610nm);

Populārs kategorijā: