дома › Програми › Вредност на фреквенцијата на носителот Cwdm. Кои технологии можат да ги користат операторите за да ги подобрат можностите на постоечките оптички мрежи? Проценка на квалитетот на линијата

Вредност на фреквенцијата на носителот Cwdm. Кои технологии можат да ги користат операторите за да ги подобрат можностите на постоечките оптички мрежи? Проценка на квалитетот на линијата

Често се поставуваат прашања, која е разликата помеѓу технологиите CWDM (Carse Wavelength Division Multiplexing) и DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing), освен различен број на канали. Технологиите се слични во принципите на организација на комуникациските канали, влезно-излезните канали, но имаат сосема различен степен на технолошка прецизност, што во голема мера влијае на параметрите на линијата и на цената на решенијата.

Број на бранови должини и CWDM и DWDM канали

Технологијата CWDM WDM вклучува употреба на 18 бранови должини 1), додека со прецизен DWDM WDM, може да се користат до 40 бранови должини.

CWDM и DWDM фреквентна мрежа

Каналите во CWDM технологијата се одделени по бранови должини, во DWDM - по фреквенција 2) . Брановата должина се пресметува по втор пат од односот на брзината на светлината во вакуум до фреквенцијата. За CWDM, се користи мрежа со бранова должина со чекор од 20 nm, за стандардни DWDM системи, фреквентни мрежи од 100 GHz и 50 GHz, за DWDM со висока густина, се користат мрежи од 25 и 12,5 GHz.

Бранови должини и фреквенции на CWDM и DWDM

Технологијата CWDM користи бранови должини од 1270 - 1610 nm. Земајќи ги предвид толеранциите и пропусниот опсег на филтрите, опсегот се проширува на 1262,5 - 1617,5, што е 355 nm. добиваме 18 бранови должини.

За DWDM со мрежа од 100 GHz, носачите се движат од 191,5 (1565,50 nm) THz до 196,1 THz (1528,77 nm), т.е. 4,6 THz или широк опсег од 36,73 nm. Вкупно 46 бранови должини за 23 дуплекс канали.

За DWDM со мрежа од 50 GHz, фреквенциите на сигналот се во опсег од 192 THz (1561,42 nm) - 196 THz (1529,55 nm), што е 4 THz (31,87 nm). Тука има 80 бранови должини.

Способност за засилување CWDM и DWDM

WDM системите базирани на CWDM технологијата не подразбираат засилување на повеќекомпонентен сигнал. Ова се должи на недостатокот на оптички засилувачи кои работат во толку широк спектар.

DWDM технологијата, напротив, подразбира засилување на сигналот. Сигналот со повеќе компоненти може да се засили со стандардни засилувачи на ербиум (EDFA).

Опсег на CWDM и DWDM

Системите CWDM се дизајнирани да работат на релативно кратки линии, околу 50-80 километри.

Системите DWDM овозможуваат пренос на податоци на растојанија многу поголеми од 100 километри. Дополнително, во зависност од видот на модулацијата на сигналот, DWDM каналите можат да работат без регенерација на растојание од повеќе од 1000 километри.

Белешки

1) На почетокот на 2015 година, производителите на оптички модули, вклучително и SKEO, воведоа CWDM SFP модули со бранова должина од 1625 nm. Оваа бранова должина не е одредена од ITU G.694.2, но се користи во пракса.

2) Фреквентните мрежи за CWDM се опишани во стандардот ITU G.694.2, за DWDM - во стандардот G.694.1 (ревизија 2).

Број на бранови должини и CWDM и DWDM канали

CWDM и DWDM фреквентна мрежа

Бранови должини и фреквенции на CWDM и DWDM

Способност за засилување CWDM и DWDM

Опсег на CWDM и DWDM

Системите CWDM се дизајнирани да работат на релативно кратки линии, околу 50-80 километри.

Белешки

2) Фреквентните мрежи за CWDM се опишани во стандардот ITU G.694.2, за DWDM - во стандардот G.694.1 (ревизија 2).

Технологијата спакувана мултиплексирање со поделба на бранови должини (Мултиплексирање со поделени густи бранови, DWDM) е дизајнирана да создаде нова генерација на оптички столбови кои работат со повеќе терабитни брзини и. Информациите во комуникациските линии со оптички влакна во исто време поминаа и голем број светлосни бранови. DWDM мрежите работат на принципот на префрлување канали, секој светлосен бран е единствен спектрален канал и е суштинска информација.

Можности на DWDM

Бројот на канали во едно влакно - 64 светлосни зраци во проѕирноста на прозорецот од 1550 nm. Секој светлосен бран пренесува информации со брзина од 40 Gb/s. Развојот на хардверот исто така е во тек со стапки на податоци со брзина до 100 Gbit/s и Cisco, веќе се во тек за развој на таква технологија.

Во DWDM технологијата има претходник - технологија за мултиплексирање со поделба на бранови должини (Wave Division Multiplexing, WDM), која користи четири прозори за пренос на спектрални канали 1310 nm и 1550 nm, со растојание меѓу носачите од 800-400 GHz. Мултиплексирањето DWDM се нарекува „густо“ поради фактот што користи значително помало растојание помеѓу брановите должини од WDM.

фреквентни планови

Во моментов, две од фреквенцискиот план (т.е. збир на фреквенции кои се одвоени една од друга со константна вредност) се дефинирани во препораката G.692 Сектор ITU-T:

Теренот на фреквентниот план (простор помеѓу соседните фреквентни канали) од 100 GHz (0,8 nm = ДА), при што бранот за пренос на податоци 41 се применува во опсег од 1528,77 (196,1 THz) до 1560,61 nm (192,1 THz);
План на фреквенција во чекори од 50 GHz (ДА = 0,4 nm), што ви овозможува да пренесувате во истиот опсег од 81 бранова должина.
Некои компании, исто така, произведоа опрема, високонаречена опрема за мултиплексирање со поделба на бранови должини (High-Dense WDM, HDWDM), способна да работи со фреквенција до 25 GHz зголемувања.

Главниот проблем во изградбата на супергусти DWDM системи е што со намалување на фреквентниот чекор доаѓа до преклопување на спектрите на соседните канали и доаѓа до замаглување на светлосниот зрак. Тоа доведува до зголемување на бројот на грешки и неможност за пренос на информации на системот

Фреквентни планови на DWDM

Во следните планови за канали во моментов се користат за различни типови DWDM системи, CWDM, HDWDM, WDM.

Фреквентни планови DWDM

Засилувачи со оптички влакна

Практичниот успех на DWDM технологијата на многу начини го дефинираше изгледот на засилувачите со оптички влакна. Оптичките уреди директно ги засилуваат светлосните сигнали во опсегот од 1550 nm, елиминирајќи ја потребата од средна конверзија во електрична форма, како и регенераторите што се користат во мрежата SDH. Недостаток на системите за регенерација на електрични сигнали е тоа што тие треба да преземат одреден тип на кодирање, што ги прави прилично скапи. Оптичките засилувачи, „транспарентните“ информации за пренос, овозможуваат зголемување на брзината на линијата без потреба од надградба на единиците на засилувачот. Должина на делот помеѓу оптичките засилувачи може да достигне 150 km или повеќе, што обезбедува економични DWDM столбови генерирани во кои должината на делот на мултиплекс денес е 600-3000 km со употреба од 1 до 7, средните оптички засилувачи.

Препораката ITU-T G.692 дефинираше три типа на засилувачки делови, т.е. пресеци помеѓу два соседни мултиплексери, DWDM:

L (долг)- парцелата се состои од максимум 8 распони на фибер-оптички комуникациски линии и 7 оптички засилувачи, максималното растојание помеѓу засилувачите - до 80 km со максимална вкупна должина на делот од 640 km;
V (многу долго)- парцелата се состои од максимум 5 распони на фибер-оптички комуникациски линии и 4 оптички засилувачи, максималното растојание помеѓу засилувачите - до 120 km со максимална вкупна должина од 600 km дел;
U (Ултра долго)- парцела без репетитори до 160 км

Ограничувања на количината на обложување и долго поврзани со деградацијата на оптичкиот сигнал во оптичкото засилување. Иако оптичкиот засилувач ја враќа јачината на сигналот, тој не го компензира целосно ефектот на хроматската дисперзија (т.е. ширење на различни бранови должини со различни стапки, поради што сигналот на приемниот крај е „размачкан“ влакна) и други нелинеарни ефекти. Затоа, за да се изградат пообемни автопати, треба да се инсталираат помеѓу деловите за зајакнување DWDM мултиплексери кои вршат регенерација на сигналот со претворање во електрична форма и назад. За да се намалат нелинеарните ефекти во ограничувањето на сигналот DWDM се применуваат и електроенергетските системи.

Типични топологии

Ултра долга двоточка врска врз основа на терминални мултиплексери, DWDM

DWDM коло со влез-излез во средните јазли

топологија на прстенот

Топологијата на прстенот обезбедува преживување на DWDM мрежата преку вишок патеки. методи за заштита на сообраќајот што се користат во DWDM, слични на методите во SDH. За некои врската беше обезбедена, две патеки се воспоставени помеѓу неговите крајни точки: главна и резервна. Крајната точка на мултиплексерот ги споредува двата сигнала и го избира најдобриот квалитет на сигналот.

Прстен DWDM мултиплексери

Топологијата на мрежата

Со развојот на DWDM мрежите се повеќе се користи мрежеста топологија, која обезбедува најдобри перформанси во однос на флексибилност, перформанси и еластичност од другите топологии. Меѓутоа, за да се имплементира мрежеста топологија, мора да имате оптички вкрстени поврзувања (Оптички вкрстени конектор, PL), кои не само што додаваат бранови на целокупниот транзитен сигнал и ги излегуваат надвор, како и влез-излезот на мултиплексерот, туку и поддржуваат произволни префрлување помеѓу оптички сигнали пренесени бранови со различна должина.

Мрежа DWDM

оптички мултиплексери

Пасивни мулиплексери кои се користат во DWDM мрежи (без напојување и активна конверзија) и активни мултиплексери, demultipleskory.

Пасивни мултиплексери	Активни мултиплексери
Бројот на светлосни бранови што излегуваат низок	Бројот на светлосни бранови е ограничен на применливиот фреквентен план и збир на светлосни бранови
Ви овозможува да прикажете и влезниот сигнал е светлосен бран без промена на целокупниот спектар на светлосниот зрак	Не воведува дополнително слабеење бидејќи произведува целосно демултиплексирање на сите канали и претворање во електрична форма
Воведува дополнително слабеење	Има висока цена
Има буџетски трошок

Оптички вкрстени врски

Во мрежите со мрежеста топологија потребно е да се обезбеди флексибилност за промена на маршрутата на бранот на врски помеѓу мрежните претплатници. Ваквите способности обезбедуваат оптички вкрстени поврзувања, за водење на кој било од брановите на која било излезна порта од сигналот на влезната порта (се разбира, под услов ниту еден друг сигнал од оваа порта да не го користи бранот, мора да изведува друга бранова должина на емитување).

Постојат два вида оптички вкрстени поврзувања:

Оптоелектронски вкрстени конектори со средна конверзија во електрична форма;
целосно оптички вкрстено поврзување или фотонски прекинувачи.

Микро електромеханички систем, MEMS

Фактори кои треба да се земат предвид при изградбата на DWDM системи

Хроматска дисперзија

Хроматска дисперзија- како резултат на неговото влијание, додека се шири низ влакното, импулсите што го сочинуваат оптичкиот сигнал стануваат пошироки. Кога се пренесуваат сигнали на долги растојанија, импулсите може да се надополнат на соседните, што го отежнува точното обновување. Со зголемување на брзината на преносот се зголемува должината на оптичките влакна и ефектот на хроматска дисперзија. За да се намали ефектот на хроматската дисперзија врз пренесените сигнали, се применуваат компензатори за дисперзија.

Дисперзија на режимот на поларизација

PMDсе јавува во оптичко влакно поради разликата во брзините на ширење на двете меѓусебно нормални компоненти на режимот на поларизација, што доведува до нарушување на пренесените импулси. Причината за овој феномен е хетерогеноста на геометриската форма на оптичкото влакно. Ефект на дисперзија на режимот на поларизација на пренесените оптички сигнали со зголемена брзина со зголемување на бројот на канали и систем за запечатување со зголемување на должината на влакната.

Стимулиран назад расејувач Манделштам - Брилуен,Суштината на овој феномен е да се создаде оптички сигнал на периодични домени со различен индекс на рефракција - еден вид виртуелна дифракциона решетка, која минува низ која сигналите се шират како акустичниот бран. Рефлектираните сигнали од оваа виртуелна мрежа се додаваат и се засилуваат за да се формира обратен оптички сигнал со намалена доплер фреквенција. Овој феномен доведува до зголемување на нивото на бучава и го спречува ширењето на оптичкиот сигнал, бидејќи голем дел од неговата моќ се троши во обратна насока. Често погрешно наречен овој феномен се гледа акустичен бран.

Фазна модулацијапри високи нивоа на моќност на ласерскиот сигнал може да се појави модулација на сопствената фаза на сигналот. Оваа модулација го продолжува опсегот и го проширува или компресира сигналот во времето, во зависност од знакот на хроматската дисперзија. Во густите WDM системи, само-модулацискиот сигнал со сигнали со проширен спектар може да биде надреден на соседните канали. Сигналот за модулација на фаза се зголемува со зголемување на моќноста, зголемување на брзината на пренос и со негативна хроматска дисперзија. Влијанието на фазната модулација се намалува на нула или мала позитивна хроматска дисперзија

меѓуфазна модулација,феноменот што произлегува од сигналот ја модулира фазата на сигналите од еден канал од соседните канали. Факторите кои влијаат на меѓуфазната модулација се совпаѓаат со факторите кои влијаат на фазната модулација. Покрај тоа, ефектот на вкрстена модулација зависи од бројот на канали во системот.

мешање на четири бранови,е прикажан на ласерот на нивото на праг на моќност, во тој случај нелинеарните карактеристики на влакното доведуваат до интеракција на три бранови и четвртиот бран на новиот изглед, што може да се совпадне со фреквенцијата на друг канал. Таквата фреквенција на преклопување го зголемува нивото на бучава и го отежнува приемот на сигналот

Вметнување шум на засилувачот EDFA,причината за овој феномен - моќта на засилената спонтана емисија што се јавува поради дизајнот карактеристики edfa засилувачи. Во процесот на поминување низ засилувачот до корисна компонента на оптичкиот сигнал се додава на бучавата, а со тоа се намалува односот на "сигнал / шум" како резултат на сигналот може да се прими по грешка. Овој феномен го ограничува количеството на вградени засилувачи.

DWDM технологија

Мултиплексирање со густа бранова должина (DWDM) е модерна технологијапренос на голем број оптички канали преку едно влакно, што е во основата на новата генерација мрежни технологии. Во моментов, телекомуникациската индустрија претрпува невидени промени поврзани со преминот од системи базирани на глас кон системи за пренос на податоци, што е последица на брзиот развој на интернет технологиите и различните мрежни апликации. Со големото распоредување на мрежите за пренос на податоци, самата мрежна архитектура се менува. Затоа се потребни суштински промени во принципите на дизајнирање, контрола и управување со мрежите. Новата генерација на мрежни технологии се заснова на оптички мрежи со повеќе бранови должини базирани на мултиплексирање на густи бранови DWDM (густа бранова должина-поделба мултиплексирање).

Опис на технологијата

Најважниот параметар во технологијата за мултиплексирање на густи бранови е несомнено растојанието помеѓу соседните канали. Потребна е стандардизација на просторното уредување на каналите, само затоа што на нејзина основа ќе може да се започне со тестирање за меѓусебна компатибилност на опремата од различни производители. Секторот за стандардизација на телекомуникациите на Меѓународната телекомуникациска унија ITU-T го одобри планот за фреквенција DWDM со растојание помеѓу соседните канали од 100 GHz (nm), (Табела 1). Во исто време, продолжува големата дебата околу усвојувањето на план за фреквенција со уште помало растојание на каналите од 50 GHz (nm). Без разбирање на ограничувањата и придобивките од секој план за фреквенција, операторите и организациите кои планираат да го зголемат својот мрежен капацитет може да се соочат со значителни предизвици и непотребни инвестиции.

Мрежа од 100 GHz.

Табелата од десната страна ги прикажува решетките на планот за фреквенција од 100 GHz со различен степен на реткост на каналот. Сите мрежи освен една 500/400 имаат канали на еднакво растојание. Униформната дистрибуција на канали ги оптимизира перформансите на конверторите на бранови, приспособливите ласери и другите целосно оптички мрежни уреди и го олеснува зголемувањето на големината.

Имплементацијата на одредена мрежа на план за фреквенција во голема мера зависи од три главни фактори:

типот на оптички засилувачи кои се користат (силикон или флуор-цирконат);
стапки на пренос по канал - 2,4 Gb / s (STM-16) или 10 Gb / s (STM-64);
влијание на нелинеарни ефекти.

Покрај тоа, сите овие фактори се силно меѓусебно поврзани.

Стандардните EDFA со силиконски влакна имаат еден недостаток - голема варијација на засилување во регионот под 1540 nm, што доведува до помал сооднос сигнал-шум и нелинеарност на добивката во овој регион. И многу ниските и многу високите вредности на добивката се подеднакво непожелни. Како што се зголемува пропусниот опсег, минималниот сооднос сигнал-шум дозволен со стандардот се зголемува - така што за каналот STM-64 тој е 4-7 dB повисок отколку за STM-16. Така, нелинеарноста на засилувањето на силиконот EDFA посилно ја ограничува големината на површината за STM-64 мултиплекс канали (1540-1560 nm) отколку за STM-16 каналите и помалиот капацитет (каде што можете да ја користите речиси целата област на засилување на силициум EDFA, и покрај нелинеарноста) .

Мрежа од 50 GHz.

Погуста, но нестандардизирана мрежа за фреквенција со интервал од 50 GHz овозможува поефикасно користење на зоната од 1540-1560 nm, во која работат стандардните силиконски EDFA. Заедно со оваа предност, оваа мрежа има свои недостатоци.

Во- прво, со намалување на интерканалните интервали, се зголемува влијанието на ефектот на мешање со четири бранови, што почнува да се ограничува максимална должиналинија за интер-регенерација (линии базирани само на оптички засилувачи).

Во- второ, малото растојание од канал до канал од 0,4 nm може да ја ограничи можноста за мултиплексирање STM-64 канали. Како што може да се види од сликата, мултиплексирањето на каналите STM-64 со интервал од 50 GHz не е дозволено, бидејќи тогаш се случува преклопување на спектрите на соседните канали. Само ако има помала бит-стапка по канал (STM-4 и подолу) не се појавува преклопување.

ВО- трето, на 50 GHz, барањата за прилагодливи ласери, мултиплексери и други компоненти стануваат построги, што го намалува бројот на потенцијални производители на опрема, а исто така доведува до зголемување на нејзината цена.

Мултиплексери DWDM

DWDM мултиплексери (за разлика од традиционалните WDM) имаат две карактеристични карактеристики:

употреба на само еден прозор за проѕирност 1550 nm, во рамките на C-појасот 1530-1560 nm и L-појасот 1570-1600 nm;
мало растојание помеѓу мултиплекс канали, 0,8 или 0,4 nm.

Дополнително, бидејќи DWDM мултиплексерите се дизајнирани да работат со голем број канали до 32 или повеќе, заедно со уредите DWDM во кои сите канали се мултиплексирани (демултиплексирани) истовремено, дозволени се и нови уреди кои немаат аналози во WDM системите и работат во режим на додавање или излез од еден или повеќе канали до/од главниот мултиплексен тек претставен со голем број други канали. Бидејќи излезните порти/половите на демултиплексерот се доделени на одредени бранови должини, се вели дека таков уред е пасивно насочен по должината на брановите должини. Поради малите растојанија помеѓу каналите и потребата да се работи со голем број канали истовремено, производството на DWDM мултиплексери бара многу поголема прецизност во споредба со WDM мултиплексери (обично се користат прозорци со проѕирност од 1310 nm, 1550 nm или дополнително регионот на бранова должина околу 1650 nm). Исто така, важно е да се обезбедат високи перформанси на блиска (директивност) и далечна (изолациона) интерпретација на половите на уредот DWDM. Сето ова води до повисока цена на DWDM уредите во споредба со WDM.

Сликата „а“ покажува типичен дијаграм на DWDM мултиплексер со рефлектирачки елемент на огледалото. Да ја разгледаме неговата работа во режимот на демултиплексирање. Дојдовниот мултиплекс сигнал влегува во влезната порта. Потоа овој сигнал минува низ плочата на брановоди и се дистрибуира преку мноштво брановоди што ја претставуваат дифрактивната структура AWG (наредена решетка за брановоди). Како и досега, сигналот во секој од брановодите останува мултиплексиран, а секој канал останува претставен во сите брановоди. Понатаму, сигналите се рефлектираат од површината на огледалото и како резултат на тоа, светлосните флуксови повторно се собираат во брановидната плоча, каде што се фокусирани и пречки - се формираат просторно одделени максимални интензитети на пречки кои одговараат на различни канали. Геометријата на брановоди-плочата, особено локацијата на излезните полови и должините на брановодите на структурата AWG се пресметуваат така што максималните пречки се совпаѓаат со излезните полови. Мултиплексирањето се случува на спротивен начин.

Друг начин да се изгради мултиплексер не се заснова на еден, туку на пар брановоди-плочи (сл. б). Принципот на работа на таков уред е сличен на претходниот случај, освен што овде се користи дополнителна плоча за фокусирање и пречки.

DWDM мултиплексери, како пасивни уреди, внесуваат големо слабеење во сигналот. На пример, загубата за уред (слика 1а) што работи во режимот на демултиплексирање е 4-8 dB, со долг дострел.

Транспондери и примопредаватели

Два типа на уреди може да се користат за пренос на податоци на бранова должина од DWDM решетката - примопредаватели и DWDM транспондери. DWDM примопредавателите доаѓаат во различни фактори на форма и може да се користат во пасивни решенија за DWDM.

За разлика од примопредавателите, транспондерите ви дозволуваат да ја конвертирате брановата должина на зрачењето на терминалниот уред во бранова должина DWDM за пренос до мултиплексерот. Влезовите на оптичкиот мултиплексер примаат оптички сигнали, чии параметри се во согласност со стандардите дефинирани со препораките G.692. Транспондерот може да има различен број на оптички влезови и излези. Но, ако може да се примени оптички сигнал на кој било влез на транспондерот, чии параметри се одредуваат со rec. G.957, тогаш неговите излезни сигнали мора да одговараат во параметрите на rec. Г.692. Во овој случај, ако m оптички сигнали се компресирани, тогаш на излезот на транспондерот, брановата должина на секој канал мора да одговара само на еден од нив во согласност со мрежата на фреквенцискиот план на ITU.

Примена на оптички засилувачи

Развојот на технологијата за оптичко засилување базирана на EDFA во голема мера ја промени методологијата за дизајнирање комуникациски системи со оптички влакна. Традиционалните системи со оптички влакна користат репетитори-регенератори кои ја зголемуваат моќноста на сигналот (сл. 3а). Кога должината помеѓу оддалечените јазли почнува да ја надминува максималната дозволена должина на распон помеѓу соседните јазли во однос на слабеењето на сигналот, на средните точки се инсталираат дополнителни регенератори, кои примаат слаб сигнал, засилете го во процесот на оптоелектронска конверзија, вратете го работниот циклус, фронтовите и временските карактеристики на повторувањето на пулсот, а по претворањето во оптичка форма, точниот засилен сигнал се пренесува понатаму, во иста форма како што беше на излезот на претходниот регенератор. Иако таквите системи за регенерација работат добро, тие се многу скапи и, откако ќе се инсталираат, не можат да го зголемат капацитетот на линијата.

Врз основа на EDFA, загубите на моќноста на линијата се надминуваат со оптичко засилување, (сл. 3б). За разлика од регенераторите, ова „транспарентно“ засилување не е поврзано со бит-стапката на сигналот, што ви овозможува да пренесувате информации со поголеми брзини и да ја зголемите пропусната моќ додека не стапат во сила другите ограничувачки фактори како што се хроматската дисперзија и модалната дисперзија на поларизација. . EDFA исто така се способни за засилување на повеќеканален WDM сигнал, додавајќи друга димензија на пропусниот опсег.

Иако оптичкиот сигнал генериран од оригиналниот ласерски предавател има добро дефинирана поларизација, сите други јазли долж патеката на оптичкиот сигнал, вклучувајќи го и оптичкиот приемник, треба да покажат слаба зависност на нивните параметри од насоката на поларизација. Во оваа смисла, оптичките засилувачи EDFA, кои се карактеризираат со слаба поларизациска зависност на засилувањето, имаат опиплива предност во однос на полупроводничките засилувачи.

Примена на ROADM уреди

Употребата на конфигурабилен оптички мултиплексер за влез/излез (ROADM) овозможува флексибилно распоредување и далечинско конфигурирање на спектралните канали. На кој било јазол во мрежата ROADM, можно е да се префрли состојбата на спектралниот канал на I/O и од крај до крај без да се прекинат постоечките услуги. Кога работите со прилагодлив ласер, ROADM обезбедува флексибилна контрола на спектралните канали. ROADM ви овозможува да изградите мрежи со повеќе прстени или мешани мрежи: врз основа на технологијата за селективно префрлување на спектрални канали (WSS).

Градење на DWDM мрежи

Градските DWDM мрежи, по правило, се градат со помош на архитектура на прстен, што овозможува користење на заштитни механизми на ниво DWDM со брзина на обновување не поголема од 50 ms. Можно е да се изгради мрежна инфраструктура на опрема од неколку продавачи со дополнително ниво на дистрибуција врз основа на опремата Metro DWDM. Ова ниво е воведено за да се организира размена на сообраќај помеѓу мрежите со опрема од различни компании.

Во DWDM технологијата, минималната резолуција на сигналот е оптичкиот канал или брановата должина. Употребата на цели бранови должини со капацитет на канал од 2,5 или 10 Gbit/s за размена на сообраќај помеѓу подмрежи е оправдана за изградба на големи транспортни мрежи. Но транспондерите со мултиплексери ви дозволуваат да организирате размена на сообраќај помеѓу подмрежи на ниво на сигнали STM-4/STM-1/GE. Нивото на дистрибуција може да се изгради и врз основа на SDH технологијата. Но, DWDM има голема предност поврзана со транспарентноста на контролните канали и надземните канали (на пр. надземни). При пакување SDH/ATM/IP сигнали во оптички канал, структурата и содржината на пакетите не се менуваат. Системите DWDM ги следат само поединечните бајти за да ја потврдат исправноста на сигналите. Затоа, поврзувањето на подмрежи преку DWDM инфраструктура на една бранова должина може да се смета како врска со пар оптички кабли.

Кога користите опрема од различни производители, две подмрежи за пренос на податоци на еден производител се поврзани преку DWDM мрежа на друг производител. Контролен систем кој е физички поврзан со една подмрежа може да ја контролира и работата на друга подмрежа. Ако опремата SDH се користи на ниво на дистрибуција, тоа не би било можно. Така, врз основа на мрежите DWDM, мрежите на различни производители може да се комбинираат за да се пренесе хетероген сообраќај.

SFP (WDM, CWDM, DWDM) - ШТО Е ТОА? ЗА ШТО Е?

Технологии за мултиплексирање со поделба на бранови должини (WDM).

Спектралното мултиплексирање се заснова на методот на мултиплексирање на оптички канали. Принцип овој методе дека секој проток на информации се пренесува преку едно оптичко влакно на различна бранова должина (на различна фреквенција на носител), одвоени еден од друг на растојание од 20 nm.

Со помош на специјални уреди - оптички мултиплексери - струите се комбинираат во еден оптички сигнал, кој се вбризгува во оптичкото влакно. На приемната страна се врши обратна операција - демултиплексирање, извршено со помош на оптички демултиплексери. Ова отвора навистина неисцрпни можности и за зголемување на капацитетот на линијата и за градење сложени тополошки решенија со користење на едно влакно.

При изборот на бројот на канали, обрнете внимание на типот на едномодни влакна што се користат!
На пример, кај влакната G.652B (влакна со врв на вода на бранова должина од 1383 nm) при кратки бранови должини, има големи загуби на зрачење, во врска со ова, дозволеното растојание на пренос е намалено и бројот на спектрални канали ќе биде помалку од потребното.

Во системите Coarse WDM, во согласност со препораката ITU G.694.2, не треба да се користат повеќе од 18 носители со чекор од 20 nm: 1270, 1290, 1310 ... 1570, 1590, 1610, т.е. ако вкупната потребна пропусност не надминува 340 nm. Треба да се земе предвид дека на рабовите на толку широк опсег слабеењето е доста големо, особено во регионот на кратки бранови. Таканареченото влакно Zero Water Peak Fiber (ZWPF, Zero Water Peak Fiber; LWPF, Low Water Peak Fiber) овозможи да се зголеми бројот на канали на 18, чии параметри се одредени со ITU-T G.652.C/ D препорака. во влакна од овој типврвот на апсорпцијата на бранова должина од 1383 nm е елиминиран и слабеењето на оваа бранова должина е околу 0,31 dB/km.

Влакното G.653 се покажа несоодветно за брзо развивачката нова WDM технологија поради нулта дисперзија на 1550 nm, што резултира со нагло зголемување на изобличувањето на сигналот од мешањето со четири бранови во овие системи. Се покажа дека оптичкото влакно G.655 е најсоодветно за WDM со густа и висока густина (DWDM и HDWDM), а неодамна стандардизираното оптичко влакно G.656 за редок WDM
Создавањето влакна без „врв на вода“ овозможи да се користат сите бранови во опсег од 1260 до 1625 nm во комуникациските системи, т.е. каде што кварцното оптичко влакно има најголема проѕирност.

ОСНОВНА ОПРЕМА

Мултиплексери/демултиплексери (MUX/DEMUX);овозможуваат собирање и одвојување на оптички сигнали.

ви дозволуваат да изберете и да додадете сигнал на влакното на одредени носители на фреквенции.

Во зависност од задачата, конфигурацијата на мултиплексерот / демултиплексерот (Mux / Demux) се одредува според следните карактеристики:

Мултиплексер со двојни влакна (2 влакна)
Мултиплексер со единечни влакна(1 влакно (едно влакно) или двонасочно)
4 или 8 канален мултиплексер(8 или 16 бранови должини) работат на едно влакно
8 или 16 канали, двојни влакна
мултиплексер со два „заеднички“(Заеднички) заклучоцида се имплементира топологија „прстен“.
За топологии „Point-to-Point“ или „Ring“, потребен е сет на мултиплексери „во пар“ (порти Tx-Rx) - Mux / Demux тип I, Mux / Demux тип II
Конектори - FC,SC,LC,ST,FA,SA

Испораката на мултиплексери е можна во следните верзии:
Rackmount 19" 1RU
Во пластична кутија(за монтирање на ѕид или на ракав)
Според типот на конекторот– LC, SC, итн.

SFP (Small Form Factor Pluggable) примопредаватели (SFP, SFP+, X2, XFP) –формираат и примаат оптички сигнали (од одредени бранови должини) во системот CWDM; конвертирај го сигналот од електричен во оптички и обратно. SFP модулкомбинира предавател (предавател) и приемник (приемник) одеднаш. Затоа, поддржува симултан пренос и прием на податоци преку две врски во еден канал. Од времето на радиото, таквите уреди се нарекуваат примопредаватели. Затоа SFP модулите се нарекуваат примопредаватели.

Секој SFP трансивер работи на две влакна и, за разлика од стандардните примопредаватели со две влакна 1000Base LX, работи на две различни бранови должини - широкопојасен приемникработи со една бранова должина, а предавателот со друга.
За да се формира канал за податоци во системот SFP, примопредавателите се комплетираат во парови.

Примопредавателите исто така се разликуваат по јачината на сигналот (километражата), односно работат на различни растојанија.

За посилна компресија на оптичкиот сигнал, се користат SFP модули „боја“ кои работат во одреден опсег на бранови должини (CWDM). Таквите SFP примопредаватели се дизајнирани да генерираат оптички сигнали на „главниот носител“ од 1270 до 1610 nm (чекор од 20 nm).

Достапни се SFP модули кои работат и на единечни и на двојни влакна со проток од 1,25, 2,5 и 4,25 Gbps. Овие модули може да се инсталираат директно во речиси секоја преклопна опрема на производителот, овозможувајќи беспрекорна интеграција на CWDM во постоечката инфраструктура. Истиот модул може да служи како Gigabit Ethernet, Fiber Channel или SDH интерфејс, што во голема мера ја зголемува флексибилноста на решението.

Исто така, можно е да се инсталираат модули CWDM SFP во шасијата на медиумскиот конвертор. Употребата на шасија е најфлексибилното решение, целосно елиминирајќи ги проблемите со хардверската некомпатибилност. Користејќи ја шасијата, добивате стандардни 1000BASE-T Gigabit Ethernet порти на излезот, што ги елиминира скапите прекинувачи со SFP порти.

Посебно внимание треба да се посвети на компресија на канали од 10 Gb / s. Пред три години, немаше примопредаватели кои работеа со брзина од 10 Gbit / s и ги поддржуваа брановите должини на фреквентната мрежа на системите за мултиплексирање со поделба на ретка бранова должина, во моментов се појавија такви модули, но нивната употреба наметнува значителни ограничувања на можностите на системот, во споредба со мултиплексирање на канали 1 ,25 Gbps и 2,5 Gbps.

Во моментов, нема ласери од 10 Gb/s кои работат во опсегот на бранова должина од 1350-1450 nm, така што максималниот број на мултиплексирани канали од 10 Gb/s не може да надмине 12 кога се користат две влакна G.652D. Дополнително, при користење на канали од 10 Gbit / s, мора да се земе предвид дека максималниот оптички буџет на таквите модули моментално не е поголем од 28 dBm, што одговара на опсег од приближно 80 километри преку едномодни влакна. Во случаи кога е неопходно да се кондензираат и да се пренесат повеќе од 12 канали 10 Gbit / s, вкл. за растојанија поголеми од 80 километри, се користи опрема DWDM.

OADM модули - влезно/излезни мултиплексери; ви дозволуваат да изберете и да додадете сигнал на влакното на одредени носители.

Основни својства:
Едноканален влез/излез
Пасивна оптика
Мала загуба на вметнување за врски за бекхаул
Посветена бранова должина на крајниот корисник

Во основа, OADM модулите се едноканални и двоканални. Нивната разлика лежи во можноста за примање и примање оптички сигнал од еден или два мултиплексери и физички се должи на присуството на една или две единици на примопредаватели. Според тоа, едноканален OADM модул има една единица на трансивер и може да работи само со еден мултиплексер во една насока. Двоканалниот OADM модул има две единици на примопредаватели и може да работи „во две насоки“ со два мултиплексери/демултиплетори.

Единицата за трансивер на едноканален OADM модул има четири интерфејси:

Com port - прима сигнал од мултиплексерот
Експрес порта - го пренесува сигналот до други елементи на системот
Додај порта - додава канал на линијата на одредена бранова должина,
Drop port - извлекува канал на одредена бранова должина од линијата.

Таквите уреди немаат ограничувања за протоколите или пропусниот опсег.
Соодветно на тоа, двоканалниот OADM модул има две дополнителни порти за додавање и спуштање.
Во случај на користење на систем со две влакна, се додаваат и портите Com2 и Express2.
Едноканален OADM модул е спарен со еден SFP трансивер, двоканален OADM модул е спарен со два

Терминален транзитен модул OADM ( пад/помине модул) пренасочува една врска од 'рбетот и ја насочува кон локалното пристаниште. Останатите канали се пренесуваат директно до други мрежни јазли.

Модулот за мултиплексирање на еден канал OADM (пад/додај модул) има два локални интерфејси. Првиот вади еден канал од 'рбетот и го насочува кон локалното пристаниште, вториот го додава овој канал назад во 'рбетот во спротивна насока. Таков модул е неопходен при изградба на мрежа за топологија „прстен“.

Испораката на OADM модули е можна во следните верзии:
Решетка 19" 1RU
Во пластична кутија (за монтирање на ѕид или на ракав)
Конектори - LC, SC, итн.

Главните WDM системи се:

- WDM (Мултиплексирање на поделба на бранова должина)

- CWDM (Мултиплексирање на делење на груба бранова должина)

Значи, што е WDM?

Технологија за додавање оптички сигнали со различни бранови должини кои се пренесуваат истовремено на едно влакно 2 или повеќе сигнали одделени на крајниот крај со бранови должини. Најтипичниот (2-канален WDM) комбинира бранови должини од 1310 nm и 1550 nm во едно влакно.

Двоканалниот WDM (и триканален) може да се користи за брзо и лесно додавање дополнителни (или две дополнителни) бранови должини. Многу е лесен за инсталирање и поврзување и многу ефтин. Во повеќето случаи, WDM е најисплатливото решение за недостиг на влакна, обезбедувајќи засилување на влакна од 2 до 1 или 3 до 1 со комбинирање на бранови должини од 1310nm, 1550nm и 1490nm во едно влакно.

Кога се потребни повеќе канали за проширување на постоечката инфраструктура на влакна, CWDM обезбедува ефикасно решение за кратки оптички распони (до 80 km). CWDM може лесно и брзо да додаде до 18 дополнителни бранови должини на фреквенции стандардизирани од ITU. Идеален е за мрежи со умерена големина со попречни димензии до 100 km. Бидејќи растојанието меѓу брановите должини е 20 nm, може да се користат поевтини ласери, што резултира со многу ниска цена. Системите CWDM, иако се повеќеканални, немаат механизми за оптичко засилување и ограничувањата на опсегот се одредуваат од каналот со максимално слабеење. Покрај тоа, каналите од регионот од 1360 nm до 1440 nm може да доживеат најголемо слабеење (1 до 2 dB/km) поради врвот на водата во овој регион за некои видови оптички кабли.

Онаму каде што е потребен висок капацитет или пренос на долги растојанија, решенија DWDMе префериран метод за зголемување на капацитетот на влакната. Со своите високопрецизни ласери оптимизирани да работат во рамките на прозорецот од 1550 nm (за да се намали загубата), системите DWDM се идеално решениеза попребирливи мрежи. Системите DWDM можат да користат EDFA за да ги засилат сите бранови должини во прозорецот DWDM и да ја продолжат должината на преносот до 500 km.

Системите DWDM обично се ограничени во опсегот до 4-5 распони на засилување поради бучавата со засилени спонтани емисии (ASE) во EDFA. Достапни се алатки за симулација за да се одреди точно колку EDFA може да се инсталира. На долги растојанија (> 120 km) дисперзијата може да биде проблематична, што бара инсталирање на модули за компензација на дисперзија. Опсегот DWDM е ограничен на бранови должини кои се движат од 1530 nm до 1565 nm според опсегот на засилување EDFA.

Видови решенија:

1. Точка - точка.

Додавањето спектрален систем од точка до точка на оптички систем е едноставно и исплатливо решение за недостигот на влакна.
Системите со таква топологија се типични за решавање на проблемите на истовремен пренос на голем број потоци на податоци за да се зголеми бројот на обезбедени услуги (видео, глас, итн.). Во овој случај, се користат влакна на веќе постоечка оптичка транспортна мрежа. Во овој режим на работа, информациите се пренесуваат преку канали помеѓу две точки. За успешен пренос на податоци на растојание до 50-80 km, потребни се мултиплексери/демултиплексери во оние јазли каде што тековите на информациите ќе се комбинираат и потоа ќе се одвојат.

Поврзување на гранка

Таквата архитектура имплементира пренос на информации од еден јазол во друг со посредни јазли по оваа патека, каде што е можно да се додаваат и отстрануваат поединечни канали користејќи OADM модули. Максималниот број на славини се одредува според бројот на дуплекс канали за пренос (на пример, 4 или и оптичкиот буџет на линијата. Кога се пресметува, мора да се запомни дека секој OADM модул воведува слабеење, како резултат на што вкупната должина на патеката е соодветно намалена.Оптичкиот канал може да се извлече во која било точка на патеката.

Во овој случај, OADM модулите (двоканални) се инсталирани помеѓу два мултиплексери / демултиплексери.
Во овој случај, секој двоканален OADM модул мора да биде опремен со два SFP примопредаватели.

Точка на гранка.

Фундаменталната разлика од првата опција е отсуството на втор мултиплексер / демултиплексер. Така, размената на сигнали се одвива помеѓу централниот комуникациски јазол и крајната опрема на различни делови од линијата. Таквата архитектура изгледа ветувачка од економска гледна точка, бидејќи всушност, ви овозможува да го исклучите прекинувачот за ниво на агрегација од мрежата со значителни заштеди во влакна. Во исто време, растојанието од модулот OADM (едноканален) до локацијата на финалната опрема (прекинувач, рутер, медиумски конвертор) е ограничено само со моќноста на сигналот во линијата и загубата на вметнување од опремата за компресија.

Предности
Заштеда на оптички влакна - системот WDM ви овозможува да пренесувате до 8 канали на едно влакно со пропусен опсег до 2,5 Gb / s по канал
Независна моќност - само на активната опрема и е потребна енергија
Нема проблеми со „паѓање“, рестартирање итн.
Нема потреба да се организира постојан пристап до локациите на системските елементи - постојат OADM модули дизајнирани за поставување во оптички кутии
Намалување на нивото на влијание на „човечкиот фактор“ - отсуство на активни компоненти кои бараат конфигурација, управување итн.
Значително намалување на трошоците за сопственост - помали оперативни трошоци
Релативно ниска цена, можност за одбивање на опрема на ниво на агрегација
Максималниот работен опсег е 80 километри или повеќе
Независност од клиентските протоколи - пренос на до 18 независни услуги преку два пара оптички влакна; транспарентност за сите протоколи за пренос на податоци
Достапност разни видовиопрема за монтирање во различни услови: во решетка, во ракав, на ѕид.

Сигурно сите слушнале за пренос на информации преку мрежи со оптички влакна, а исто така и дека овој метод обезбедува најголема брзина до сега. Тоа е последното што дава добра причина за развој на технологии за пренос на податоци преку оптичко влакно. Дури и денес, пропусната моќ може да достигне редослед од терабити (1000 гигабити) во секунда.

Ако се спореди со другите методи за пренос на информации, тогаш редоследот на големината на ТБ/с е едноставно недостижен. Друг плус на таквите технологии е сигурноста на преносот. Преносот со оптички влакна ги нема недостатоците на преносот на електричен или радио сигнал. Нема пречки што може да го оштетат сигналот и нема потреба од лиценцирање за користење на радио фреквенцијата. Сепак, не многу луѓе разбираат како информациите се пренесуваат преку влакна воопшто, а уште повеќе не се запознаени со специфичните имплементации на технологии. Во оваа статија, ќе разгледаме еден од нив - технологијата DWDM (мултиплексирање со густа бранова должина-поделба).

Прво, да погледнеме како информациите генерално се пренесуваат преку оптичко влакно. Оптичкото влакно е брановоди што носи електромагнетни брановисо бранова должина од околу илјада нанометри (10-9 m). Ова е област на инфрацрвено зрачење што не е видлива за човечкото око. А главната идеја е дека со одреден избор на влакното и неговиот дијаметар, се јавува ситуација кога за некои бранови должини овој медиум станува речиси транспарентен, па дури и кога ќе ја погоди границата помеѓу влакното и околината, најголемиот дел од енергијата е се рефлектира назад во влакното. Со тоа се обезбедува поминување на зрачењето низ влакното без многу загуби, а главната задача е да се прими ова зрачење на другиот крај на влакното. Се разбира, ваквиот краток опис ја крие огромната и тешка работа на многу луѓе. Не треба да се мисли дека таков материјал е лесен за создавање или дека овој ефект е очигледен. Напротив, треба да се третира како големо откритие, бидејќи сега дава најдобар начин за пренесување на информации. Треба да разберете дека материјалот за брановоди е единствен развој и квалитетот на преносот на податоците и нивото на пречки зависат од неговите својства; Изолацијата на брановодот е дизајнирана да ја минимизира количината на енергија што бега кон надвор. Што се однесува до специфичната технологија наречена „мултиплексирање“, тоа значи дека пренесувате неколку бранови должини истовремено. Тие не комуницираат едни со други, а при примање или пренесување информации, ефектите на пречки (суперпозиција на еден бран на друг) се незначителни, бидејќи тие се најизразени на повеќе бранови должини. Еве ние зборувамеза користење блиски фреквенции (фреквенцијата е обратно пропорционална на брановата должина, па не е важно за што да се зборува). Уредот наречен „мултиплексер“ е апарат за кодирање или декодирање на информации во бранова форма и обратно. По овој краток вовед, да преминеме на конкретен опис на DWDM технологијата.

Главните карактеристики на DWDM мултиплексери кои ги разликуваат од само WDM мултиплексери се:

употреба на само еден прозорец со проѕирност 1550 nm, во регионот на засилување EDFA 1530-1560 nm (EDFA - оптички систем за засилување);
мали растојанија помеѓу мултиплекс канали - 3,2/1,6/0,8 или 0,4 nm.

За повикување, да речеме дека брановата должина на видливата светлина е 400-800 nm. Дополнително, бидејќи самото име зборува за густ (густ) пренос на канали, бројот на канали е поголем отколку во конвенционалните WDM шеми и достигнува неколку десетици. Поради ова, постои потреба да се создадат уреди кои можат да додадат канал или да го отстранат, за разлика од конвенционалните шеми, кога сите канали се кодирани или декодирани одеднаш. Со такви уреди кои работат на еден канал од многуте, концептот на пасивно рутирање на бранова должина е поврзан. Исто така, јасно е дека работата со голем број канали бара поголема точност на уредите за кодирање и декодирање на сигналот и поставува повисоки барања за квалитетот на линијата. Оттука и очигледното зголемување на цената на уредите - притоа намалувајќи ја цената за пренос на единица информации поради фактот што сега може да се пренесе во поголем обем.

Така демултиплексерот работи со огледало (дијаграм на сл. 1а). Дојдовниот мултиплекс сигнал влегува во влезната порта. Потоа, овој сигнал поминува низ плочата на брановоди и се дистрибуира преку мноштво брановоди, кои се дифракциона структура AWG (наредена решетка за брановоди). Како и досега, сигналот во секој од брановодите останува мултиплексиран, а секој канал останува претставен во сите брановоди, односно досега се случува само паралелизација. Понатаму, сигналите се рефлектираат од површината на огледалото, и како резултат на тоа, светлосните флуксови повторно се собираат во брановидната плоча, каде што се фокусирани и пречки. Ова доведува до формирање на шема на пречки со просторно одвоени максими, а геометријата на плочата и огледалото обично се пресметува така што овие максимални се совпаѓаат со излезните полови. Мултиплексирањето се случува на спротивен начин.

Друг начин да се изгради мултиплексер не се заснова на еден, туку на пар брановоди-плочи (сл. 1б). Принципот на работа на таков уред е сличен на претходниот случај, освен што овде се користи дополнителна плоча за фокусирање и пречки.

DWDM мултиплексери, кои се чисто пасивни уреди, внесуваат многу слабеење во сигналот. На пример, загубата за уред (види слика 1а) што работи во режимот на демултиплексирање е 10-12 dB, со далечен преслушување помал од -20 dB и половина ширина од спектарот на сигналот од 1 nm (според Oki Electric индустрија). Поради големи загуби, често е неопходно да се инсталира оптички засилувач пред и/или по DWDM мултиплексерот.

Најважниот параметар во DWM технологијата е несомнено растојанието помеѓу соседните канали. Потребна е стандардизација на просторното уредување на каналите само затоа што на нејзина основа ќе може да се започне со тестирање за меѓусебна компатибилност на опремата од различни производители. Секторот за стандардизација на телекомуникациите на Меѓународната телекомуникациска унија ITU-T одобри план за фреквенција DWDM со растојание помеѓу соседните канали од 100 GHz, што одговара на бранова должина од 0,8 nm. Се разговара и за прашањето за пренос на информации со разлика во брановите должини од 0,4 nm. Се чини дека разликата може да се направи уште помала, а со тоа да се постигне поголема пропусност, но во овој случај, се појавуваат чисто технолошки тешкотии поврзани со производството на ласери кои генерираат строго монохроматски сигнал (со постојана фреквенција без пречки) и дифракциони решетки кои ги раздвојуваат максимумите во просторот што одговараат на различни бранови должини. Кога користите поделба од 100 GHz, сите канали рамномерно го пополнуваат користениот опсег, што е погодно кога ја поставувате опремата и ја реконфигурирате. Изборот на интервалот на одвојување се одредува според потребниот опсег, типот на ласерот и степенот на пречки на линијата. Сепак, треба да се земе предвид дека кога се работи дури и во толку тесен опсег (1530-1560 nm), влијанието на нелинеарните пречки на границите на овој регион е многу значајно. Ова го објаснува фактот дека со зголемување на бројот на канали, потребно е да се зголеми ласерската моќност, но тоа, пак, доведува до намалување на односот сигнал-шум. Како резултат на тоа, употребата на поцврста заптивка сè уште не е стандардизирана и е во развој. Друг очигледен недостаток на зголемувањето на густината е намалувањето на растојанието преку кое сигналот може да се пренесе без засилување или регенерација (малку повеќе за ова ќе се дискутира подолу).

Забележете дека проблемот со нелинеарноста споменат погоре е својствен за системите за засилување базирани на силикон. Сега се развиваат посигурни флуор-цирконат системи, кои обезбедуваат поголема линеарност (во целиот регион од 1530-1560 nm) на засилувањето. Со зголемување на работната површина на EDFA, станува возможно да се мултиплексираат 40 STM-64 канали со интервал од 100 GHz со вкупен капацитет од 400 GHz по влакно (слика 2).

Табелата покажува спецификацииеден од моќните мултиплексни системи што користи фреквенциски план од 100/50 GHz, произведен од Ciena Corp.

Дозволете ни да се задржиме подетално на системот за оптичко засилување. Што е проблемот? Првично, сигналот се генерира од ласерот и се испраќа до влакното. Се пропагира по должината на влакното, претрпувајќи промени. Главната промена со која треба да се справиме е расејувањето на сигналот (дисперзија). Тоа е поврзано со нелинеарни ефекти кои се јавуваат при минување на бран пакет во медиум и очигледно се објаснува со отпорот на медиумот. Ова го покренува проблемот на пренос на долги растојанија. Голем - во смисла на стотици или дури илјадници километри. Ова е за 12 реда на големина поголема од брановата должина, па не е изненадувачки што дури и ако нелинеарните ефекти се мали, тогаш вкупно на такво растојание тие мора да се земат предвид. Плус, нелинеарноста може да биде во самиот ласер. Постојат два начини да се постигне сигурен пренос на сигнал. Првата е инсталација на регенератори кои ќе добијат сигнал, ќе го декодираат, ќе генерираат нов сигнал кој е целосно идентичен со пристигнатиот и ќе го испраќаат понатаму. Овој метод е ефикасен, но таквите уреди се прилично скапи, а зголемувањето на нивниот пропусен опсег или додавањето нови канали со кои мора да се справат е поврзано со тешкотии во реконфигурирањето на системот. Вториот метод е едноставно оптичко засилување на сигналот, целосно аналогно на засилување на звукот во музички центар. Ова засилување се заснова на технологијата EDFA. Сигналот не се декодира, туку само неговата амплитуда е зголемена. Ова ви овозможува да се ослободите од загубите на брзина во јазлите за засилување, а исто така го отстранувате проблемот со додавање нови канали, бидејќи засилувачот засилува сè во даден опсег.

Врз основа на EDFA, загубите на моќноста на линијата се надминуваат со оптичко засилување (сл. 3). За разлика од регенераторите, ова „транспарентно“ засилување не е поврзано со бит-стапката на сигналот, што ви овозможува да пренесувате информации со поголеми брзини и да ја зголемите пропусната моќ додека не стапат на сила другите ограничувачки фактори како што се хроматската дисперзија и дисперзијата на режимот на поларизација. EDFA исто така се способни за засилување на повеќеканален WDM сигнал, додавајќи друга димензија на пропусниот опсег.

За разлика од регенераторите, оптичките засилувачи внесуваат дополнителен шум што мора да се земе предвид. Затоа, заедно со засилувањето, еден од важните параметри на EDFA е бројката на бучава. Технологијата EDFA е поевтина, поради оваа причина почесто се користи во вистинска пракса.

Бидејќи EDFA, барем во однос на цената, изгледа попривлечно, ајде да ги разложиме главните карактеристики на овој систем. Ова е моќта на заситување, која се карактеризира излезна моќностзасилувач (може да достигне, па дури и да надмине 4 W); засилување, дефинирано како однос на моќноста на влезните и излезните сигнали; ја одредува моќта на засилената спонтана емисија ниво на бучава, што го создава самиот засилувач. Овде е соодветно да се даде пример за музички центар, каде што можете да следите аналогии во сите овие параметри. Третото (нивото на бучава) е особено важно и пожелно е да биде што е можно пониско. Користејќи аналогија, може да се обидете да вклучите музички центарбез репродукција на диск, но во исто време свртете го копчето за јачина на звук до максимум. Во повеќето случаи, ќе слушнете некој шум. Овој шум се создава од системите за засилување едноставно затоа што се напојувани. Слично на тоа, во нашиот случај се јавува спонтана емисија, но бидејќи засилувачот е дизајниран да емитува бранови во одреден опсег, тогаш фотоните од овој конкретен опсег ќе имаат поголема веројатност да се емитираат во линијата. Ова ќе создаде (во нашиот случај) лесен шум. Ова наметнува ограничување на максималната должина на линијата и бројот на оптички засилувачи во неа. Факторот на засилување обично се избира за да се врати првобитното ниво на сигнал. На сл. Слика 4 ги прикажува компаративните спектри на излезниот сигнал во присуство и отсуство на сигнал на влезот.

Друг параметар што е погодно да се користи при карактеризирање на засилувачот е факторот на бучава - ова е односот на параметрите сигнал-шум на влезот и излезот на засилувачот. Во идеален засилувач, овој параметар треба да биде еднаков на еден.

Постојат три апликации за EDFA засилувачи: предзасилувачи, линиски засилувачи и засилувачи на моќност. Првите се инсталирани директно пред ресиверот. Ова е направено за да се зголеми односот сигнал-шум, што овозможува користење на поедноставни приемници и може да ја намали цената на опремата. Линеарните засилувачи се наменети за едноставно засилување на сигналот во долги линии или во случај на разгранување на такви линии. Засилувачите на моќност се користат за засилување на излезот директно по ласерот. Ова се должи на фактот дека моќта на ласерот е исто така ограничена и понекогаш е полесно едноставно да се инсталира оптички засилувач отколку да се инсталира помоќен ласер. На сл. 5 шематски ги прикажува сите три EDFA апликации.

Покрај директното оптичко засилување опишано погоре, уред за засилување кој го користи ефектот на засилување Раман за оваа намена и развиен во Bell Labs во моментов се подготвува за влез на пазарот. Суштината на ефектот е дека ласерски зрак со одредена бранова должина се испраќа од точката на прием кон сигналот, кој ја тресе кристалната решетка на брановодот на таков начин што почнува да емитува фотони во широк фреквентен спектар. Така, целокупното ниво на корисниот сигнал се зголемува, што ви овозможува малку да го зголемите максималното растојание. Денес ова растојание е 160-180 km, во споредба со 70-80 km без Раман подобрување. Овие уреди на Lucent Technologies ќе се појават на пазарот на почетокот на 2001 година.

Она што беше кажано погоре е технологија. Сега неколку зборови за имплементации кои веќе постојат и активно се користат во пракса. Прво, забележуваме дека употребата на мрежи со оптички влакна не е само Интернет и, можеби, не толку Интернет. Мрежите со оптички влакна можат да пренесуваат гласовни и ТВ канали. Второ, да речеме дека има неколку различни типовимрежи. Ние сме заинтересирани за рбетните мрежи на долги растојанија, како и за локализирани мрежи, на пример, во еден град (т.н. решенија за метро). Во исто време, за каналите за комуникација на багажникот, каде што правилото „колку е подебела цевката, толку подобро“ функционира совршено, технологијата DWDM е оптимално и разумно решение. Друга ситуација се развива во урбаните мрежи, во кои барањата за пренос на сообраќај не се толку големи како оние на каналите на столбот. Овде, операторите го користат стариот добар транспорт базиран на SDH/SONET кој работи во опсегот на бранова должина од 1310 nm. Во овој случај, за да го решите проблемот со недоволниот пропусен опсег, кој, патем, сè уште не е многу акутен за урбаните мрежи, можете да ја користите новата SWDM технологија, која е еден вид компромис помеѓу SDH / SONET и DWDM (прочитај повеќе за SWDM технологијата на нашиот CD-ROM). Со оваа технологија, истите прстенести јазли со оптички влакна поддржуваат и едноканален пренос на податоци од 1310 nm и мултиплексирање со поделба на бранова должина од 1550 nm. Заштедата се постигнува со „вклучување“ на дополнителна бранова должина, што бара модулот да се додаде на соодветниот уред.

DWDM и сообраќај

Еден од важни точкикога се користи технологијата DWDM се пренесува сообраќај. Факт е дека најголемиот дел од опремата што моментално постои поддржува пренос на само еден вид сообраќај на една бранова должина. Како резултат на тоа, често се јавува ситуација кога сообраќајот целосно не го пополнува влакното. Така, помалку „густ“ сообраќај се пренесува преку канал со формален пропусен опсег еквивалентен на, на пример, STM-16.

Во моментов, постои опрема што го спроведува целото оптоварување на брановите должини. Во овој случај, една бранова должина може да се „пополни“ со хетероген сообраќај, да речеме, TDM, ATM, IP. Пример е фамилијата на опрема Chromatis од Lucent Technologies, која може да ги пренесува сите видови сообраќај поддржани од интерфејси за влез/излез на иста бранова должина. Ова се постигнува со вграден TDM вкрстен прекинувач и ATM прекинувач. Покрај тоа, дополнителниот прекинувач за банкомат не создава цена. Со други зборови, дополнителната хардверска функционалност се постигнува практично со истата цена. Ова ни овозможува да предвидиме дека иднината им припаѓа на универзалните уреди способни да пренесуваат каков било сообраќај со оптимална употреба на пропусниот опсег.

DWDM утре

Одејќи непречено кон развојните трендови на оваа технологија, сигурно нема да ја откриеме Америка ако кажеме дека DWDM е најперспективната технологија за оптички пренос на податоци. Ова може да се припише во поголема мера на брзиот раст на интернет сообраќајот, чии стапки на раст се приближуваат до илјадници проценти. Главните појдовни точки во развојот ќе бидат зголемување на максималната должина на пренос без засилување на оптички сигнал и имплементација на поголем број канали (бранови должини) во едно влакно. Денешните системи пренесуваат 40 бранови должини, што одговара на фреквентна мрежа од 100 GHz. Следни на пазарот се уредите со мрежа од 50 GHz, кои поддржуваат до 80 канали, што одговара на пренос на текови на терабити преку едно влакно. И веќе денес можете да ги слушнете изјавите на лабораториите на развојните компании, како што се Lucent Technologies или Nortel Networks, за претстојното создавање на системи од 25 GHz.

Сепак, и покрај таквиот брз развој на инженерски и истражувачки идеи, пазарните индикатори прават свои прилагодувања. Последната година беше одбележана со сериозен пад на оптичкиот пазар, за што сведочи значителниот пад на цената на акциите на Nortel Networks (29% во еден ден од тргувањето) по најавата за потешкотии со продажбата на нејзините производи. Во слична ситуација се најдоа и други производители.

Во исто време, ако се забележи одредена заситеност на западните пазари, тогаш источните штотуку почнуваат да се расплетуваат. Највпечатлив пример е кинескиот пазар, каде што десетина национални оператори се тркаат за градење на основни мрежи. И ако „тие“ веќе практично ги решија прашањата за градење на 'рбетни мрежи, тогаш кај нас, за жал, едноставно нема потреба од дебели канали за пренос на нашиот сопствен сообраќај. И покрај тоа, изложбата „Одделенски и корпоративни мрежи Communications“ откри огромен интерес на домашните телекомуникациски оператори за новите технологии, вклучувајќи го и DWDM. И ако таквите чудовишта како Транстелеком или Ростелеком веќе имаат транспортни мрежи низ државата, тогаш сегашните енергетски инженери само што почнуваат да ги градат. Значи, и покрај сите неволји, оптиката е иднината. И DWDM ќе игра значајна улога овде.

ComputerPress 1 "2001

Популарни во категоријата: