Acasă › Navigatori › Tendințe de dezvoltare a tehnologiei echipamente dwdm. Echipamente rusești DWDM și CWDM. Principiul de funcționare al sistemelor de multiplexare cu divizare a lungimii de undă

Tendințe de dezvoltare a tehnologiei echipamente dwdm. Echipamente rusești DWDM și CWDM. Principiul de funcționare al sistemelor de multiplexare cu divizare a lungimii de undă

Principiul de bază al tehnologiei WDM (Wavelength-division multiplexing, frequency division of channels) este capacitatea de a transmite mai multe semnale la lungimi de undă purtătoare diferite într-o singură fibră optică. În telecomunicațiile ruse, sistemele de transmisie create folosind tehnologia WDM sunt numite „sisteme de compresie”.

Pe acest moment Există trei tipuri de sisteme WDM:
1. CWDM (Coarse Wavelength-division multiplexing - coarse frequency division of channels) - sisteme cu spațierea purtătoarelor optice de 20 nm (2500 GHz). Intervalul de operare este de 1261-1611 nm, în care pot fi implementate până la 18 canale simplex. Standardul ITU G.694.2.
2. DWDM (Dense Wavelength-division multiplexing - dense frequency division of channels) - sisteme cu spațierea purtătoarelor optice de 0,8 nm (100 GHz). Există două intervale de funcționare - 1525-1565 nm și 1570-1610 nm, în care pot fi implementate până la 44 de canale simplex. Standardul ITU G.694.1.
3. HDWDM (High Dense Wavelength-division multiplexing) - sisteme cu distanță între purtătorii optici de 0,4 nm (50 GHz) sau mai puțin. Este posibil să implementați până la 80 de canale simplex.

Acest articol (recenzie) se concentrează pe problema monitorizării în sistemele de compactare DWDM, mai detaliat despre tipuri variate Sistemele WDM pot fi găsite la link - link.

Sistemele de multiplexare cu divizare a lungimii de undă DWDM pot utiliza unul dintre cele două game de lungimi de undă purtătoare: banda C - 1525-1565 nm (poate fi găsite și banda convențională sau banda C) și banda L - 1570-1610 nm (banda lungă de undă sau L -grup).

Împărțirea în două game este justificată de utilizarea unor amplificatoare optice diferite cu domenii diferite de câștig de operare. Lățimea de bandă de câștig pentru o configurație tradițională a amplificatorului este de aproximativ 30 nm, 1530-1560 nm, care este banda C. Pentru amplificarea în domeniul lungimii de undă lungi (banda L), configurația amplificatorului de erbiu este modificată prin alungirea fibrei de erbiu, ceea ce duce la o schimbare a domeniului de amplificare la lungimi de undă de 1560-1600 nm.

În prezent, echipamentele DWDM în bandă C au primit o mare recunoaștere în telecomunicațiile rusești. Acest lucru se datorează abundenței diferitelor echipamente care acceptă această gamă. Trebuie remarcat faptul că producătorii de echipamente includ atât companii interne venerabile, cât și mărci globale de top, precum și numeroși producători asiatici fără chip.

Problema principală în orice parte a sistemului de compactare (indiferent de tip) este nivelul de putere din canalul optic. În primul rând, trebuie să înțelegeți în ce constă de obicei un sistem de etanșare DWDM.

Componentele sistemului DWDM:
1) Transponder
2) Multiplexor/demultiplexor
3) Amplificator optic
4) Compensator de dispersie cromatică

Transponderul efectuează regenerarea 3R („reformare, „re-amplificare”, „retiming” - restabilirea formei, a puterii și a sincronizării semnalului) a semnalului optic client de intrare. Transponderul poate converti, de asemenea, traficul clientului de la un protocol de transmisie (adesea Ethernet) la altul, mai rezistent la zgomot (de exemplu, OTN folosind FEC) și poate transmite semnalul către portul liniar.

În mai mult sisteme simple un convertor OEO poate acționa ca un transponder, care efectuează regenerarea 2R („reformare”, „re-amplificare”) și transmite semnalul clientului către portul liniar fără a schimba protocolul de transmisie.

Portul client este adesea realizat sub forma unui slot pentru transceiver-uri optice, în care este introdus un modul pentru comunicarea cu echipamentul client. Portul de linie din transponder poate fi realizat sub forma unui slot pentru un transceiver optic sau sub forma unui adaptor optic simplu. Proiectarea portului liniar depinde de proiectarea și scopul sistemului în ansamblu. Într-un convertor OEO, portul de linie este întotdeauna proiectat ca un slot pentru un transceiver optic.
În multe sisteme, legătura intermediară, transponderul, este eliminată pentru a reduce costul sistemului sau datorită redundanței funcționale într-o anumită sarcină.

Multiplexoarele optice sunt concepute pentru a combina (amesteca) canale WDM individuale într-un semnal de grup pentru transmisia lor simultană pe o fibră optică. Demultiplexoarele optice sunt proiectate pentru a separa semnalul recepționat în bandă de bază la capătul de recepție. ÎN sisteme moderne funcțiile de compactare, multiplexare și demultiplexare sunt realizate de un singur dispozitiv - un multiplexor/demultiplexor (MUX/DEMUX).

Un multiplexor/demultiplexor poate fi împărțit într-o unitate de multiplexare și o unitate de demultiplexare.
Un amplificator optic bazat pe fibra optica impuritata dopata cu erbiu (Erbium Doped Fiber Amplifier-EDFA) mareste puterea semnalului optic de grup inclus in acesta (fara demultiplexare prealabila) fara conversie optoelectronica. Amplificatorul EDFA este format din două elemente active: o fibră activă dopată Er3+ și o pompă adecvată.

În funcție de tip, EDFA poate furniza o putere de ieșire de la +16 la +26 dBm.
Există mai multe tipuri de amplificatoare, a căror utilizare este determinată de sarcina specifică:
Amplificatoare optice de intrare (booster) - instalate la începutul traseului
Preamplificatoare optice – instalate la capătul traseului în fața receptoarelor optice
Amplificatoare optice liniare - instalate la nodurile intermediare de amplificare pentru a menține puterea optică necesară

Amplificatoarele optice sunt utilizate pe scară largă pe liniile lungi de transmisie a datelor cu sisteme de multiplexare cu diviziune a lungimii de undă DWDM.

Compensatorul de dispersie cromatică (Dispersion Compensation Module) este conceput pentru a corecta forma semnalelor optice transmise în fibra optică, care, la rândul lor, sunt distorsionate sub influența dispersiei cromatice.

Dispersia cromatică este un fenomen fizic în fibra optică în care semnalele luminoase cu lungimi de undă diferite parcurg aceeași distanță în perioade diferite de timp, având ca rezultat lărgirea pulsului optic transmis. Astfel, dispersia cromatică este unul dintre principalii factori care limitează lungimea secțiunii de releu a căii. Fibra standard are o valoare de dispersie cromatică de aproximativ 17 ps/nm.

Pentru a mări lungimea secțiunii releului, pe linia de transmisie sunt instalate compensatoare de dispersie cromatică. Instalarea compensatoarelor necesită adesea o linie de transmisie cu o viteză de 10 Gbit/s sau mai mult.

Există două tipuri principale de DCM:

1. Fibră de compensare a dispersiei cromatice - DCF (Dispersion Compensation Fiber). Componenta principală a acestor dispozitive pasive este o fibră cu o valoare negativă a dispersiei cromatice în intervalul de lungimi de undă 1525-1565 nm.

2. Compensator de dispersie cromatica bazat pe un gratar Bragg - DCM FBG (Dispersion Compensation Module Fiber Bragg Grating). Pasiv dispozitiv optic, constând dintr-o fibră ciripit și un circulator optic. Datorită structurii sale, fibra ciripit creează o dispersie cromatică negativă condiționată a semnalelor de intrare în intervalul de lungimi de undă 1525-1600 nm. Circulatorul optic din dispozitiv acționează ca un dispozitiv de filtrare care direcționează semnalele către pinii corespunzători.

Astfel, circuitul standard este format din doar două tipuri de componente active - un transponder și un amplificator, cu ajutorul cărora puteți monitoriza nivelul de putere curent al semnalelor transmise. Transponderele implementează funcția de monitorizare a stării porturilor liniare, fie pe baza funcției DDMI încorporate în transceiverele optice, fie cu organizarea propriei monitorizări. Utilizarea acestei funcții permite operatorului să primească informații actualizate despre starea unui anumit canal de comunicare.

Datorită faptului că amplificatoarele optice sunt amplificatoare cu părere, au întotdeauna funcția de a monitoriza semnalul grupului de intrare (puterea optică totală a tuturor semnalelor de intrare) și semnalul grupului de ieșire. Dar această monitorizare este incomodă în cazul monitorizării unor canale de comunicare specifice și poate fi folosită ca evaluare (prezența sau absența luminii). Astfel, singurul instrument de control al puterii optice într-un canal de transmisie a datelor este un transponder.

Și deoarece sistemele de compactare constau nu numai din elemente active, ci și pasive, organizarea monitorizării complete în sistemele de compactare este o sarcină foarte nebanală și solicitată.

Opțiunile de organizare a monitorizării în sistemele de compactare WDM vor fi discutate în articolul următor.

În prezent, există trei tipuri de sisteme WDM:
1. CWDM (Coarse Wavelength-division multiplexing - coarse frequency division of channels) - sisteme cu spațierea purtătoarelor optice de 20 nm (2500 GHz). Intervalul de operare este de 1261-1611 nm, în care pot fi implementate până la 18 canale simplex. Standardul ITU G.694.2.
2. DWDM (Dense Wavelength-division multiplexing - dense frequency division of channels) - sisteme cu spațierea purtătoarelor optice de 0,8 nm (100 GHz). Există două intervale de funcționare - 1525-1565 nm și 1570-1610 nm, în care pot fi implementate până la 44 de canale simplex. Standardul ITU G.694.1.
3. HDWDM (High Dense Wavelength-division multiplexing) - sisteme cu distanță între purtătorii optici de 0,4 nm (50 GHz) sau mai puțin. Este posibil să implementați până la 80 de canale simplex.

Acest articol (recenzie) acordă atenție problemei monitorizării în sistemele de compactare DWDM; mai multe detalii despre diferitele tipuri de sisteme WDM pot fi găsite la link - link.

Componentele sistemului DWDM:
1) Transponder
2) Multiplexor/demultiplexor
3) Amplificator optic
4) Compensator de dispersie cromatică

În sistemele mai simple, un convertor OEO poate acționa ca un transponder, care efectuează regenerarea 2R („reformare”, „re-amplificare”) și transmite semnalul clientului către portul liniar fără a schimba protocolul de transmisie.

Multiplexoarele optice sunt concepute pentru a combina (amesteca) canale WDM individuale într-un semnal de grup pentru transmisia lor simultană pe o fibră optică. Demultiplexoarele optice sunt proiectate pentru a separa semnalul recepționat în bandă de bază la capătul de recepție. În sistemele moderne de compactare, funcțiile de multiplexare și demultiplexare sunt realizate de un singur dispozitiv - un multiplexor/demultiplexor (MUX/DEMUX).

Amplificatoarele optice sunt utilizate pe scară largă pe liniile lungi de transmisie a datelor cu sisteme de multiplexare cu diviziune a lungimii de undă DWDM.

Există două tipuri principale de DCM:

2. Compensator de dispersie cromatica bazat pe un gratar Bragg - DCM FBG (Dispersion Compensation Module Fiber Bragg Grating). Un dispozitiv optic pasiv format dintr-o fibră ciripit și un circulator optic. Datorită structurii sale, fibra ciripit creează o dispersie cromatică negativă condiționată a semnalelor de intrare în intervalul de lungimi de undă 1525-1600 nm. Circulatorul optic din dispozitiv acționează ca un dispozitiv de filtrare care direcționează semnalele către pinii corespunzători.

Datorită faptului că amplificatoarele optice sunt amplificatoare de feedback, ele au întotdeauna o funcție de monitorizare a semnalului grupului de intrare (puterea optică totală a tuturor semnalelor de intrare) și a semnalului grupului de ieșire. Dar această monitorizare este incomodă în cazul monitorizării unor canale de comunicare specifice și poate fi folosită ca evaluare (prezența sau absența luminii). Astfel, singurul instrument de control al puterii optice într-un canal de transmisie a datelor este un transponder.

Opțiunile de organizare a monitorizării în sistemele de compactare WDM vor fi discutate în articolul următor.

Apar adesea întrebări despre care este diferența dintre tehnologiile CWDM (Coarse Wavelength Division Multiplexing) și DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing), în afară de numărul diferit de canale. Tehnologiile sunt similare în principiile organizării canalelor de comunicare și canalelor de intrare-ieșire, dar au grade complet diferite de precizie tehnologică, ceea ce afectează semnificativ parametrii liniei și costul soluțiilor.

Numărul de lungimi de undă și canale CWDM și DWDM

Tehnologia de multiplexare a diviziunii în lungime de undă CWDM implică utilizarea a 18 lungimi de undă 1), în timp ce multiplexarea cu diviziune a lungimii de undă de precizie DWDM poate folosi 40 de lungimi de undă sau mai mult.

Grilă de frecvență CWDM și DWDM

Canalele în tehnologia CWDM sunt împărțite după lungimea de undă, în DWDM - după frecvență 2). Lungimea de undă este calculată secundar din raportul dintre viteza luminii în vid și frecvența. Pentru CWDM, se folosește o grilă de lungimi de undă cu un pas de 20 nm; pentru sistemele DWDM standard, grilele de frecvență sunt de 100 GHz și 50 GHz; pentru DWDM de înaltă densitate se utilizează grile de 25 și 12,5 GHz.

lungimi de undă și frecvențe CWDM și DWDM

Tehnologia CWDM folosește lungimi de undă din intervalul 1270 - 1610 nm. Luând în considerare toleranțele și lățimea de bandă a filtrelor, intervalul se extinde la 1262,5 - 1617,5, care este 355 nm. obținem 18 lungimi de undă.

Pentru DWDM cu o grilă de 100 GHz, purtătorii sunt situati în intervalul de la 191,5 (1565,50 nm) THz la 196,1 THz (1528,77 nm), adică o gamă de 4,6 THz sau 36,73 nm lățime. Total 46 de lungimi de undă pentru 23 de canale duplex.

Pentru DWDM cu o grilă de 50 GHz, frecvențele semnalului sunt în intervalul 192 THz (1561,42 nm) - 196 THz (1529,55 nm), adică 4 THz (31,87 nm). Există 80 de lungimi de undă aici.

Capacitate de amplificare CWDM și DWDM

Sistemele de multiplexare cu diviziune în lungime de undă bazate pe tehnologia CWDM nu implică amplificarea unui semnal cu mai multe componente. Acest lucru se datorează lipsei amplificatoarelor optice care funcționează într-un spectru atât de larg.

Tehnologia DWDM, dimpotrivă, implică amplificarea semnalului. Semnalul multicomponent poate fi amplificat cu amplificatoare standard cu erbiu (EDFA).

Domeniu de funcționare CWDM și DWDM

Sistemele CWDM sunt concepute pentru a funcționa pe linii de lungime relativ scurtă, aproximativ 50-80 de kilometri.

Sistemele DWDM permit transmiterea datelor pe distanțe mult mai mari de 100 de kilometri. În plus, în funcție de tipul de modulare a semnalului, canalele DWDM pot funcționa fără regenerare la o distanță mai mare de 1000 de kilometri.

Note

1) La începutul anului 2015, producătorii de module optice, inclusiv SKEO, au introdus module CWDM SFP cu o lungime de undă de 1625 nm. Această lungime de undă nu este specificată de ITU G.694.2, dar a găsit o utilizare în practică.

2) Grilele de frecvență pentru CWDM sunt descrise în standardul ITU G.694.2, pentru DWDM - în standardul G.694.1 (reviziunea 2).

Fibra optică are o lățime de bandă enormă. Chiar și acum douăzeci de ani, oamenii credeau că nu vor avea nevoie nici măcar de o sută parte din ea. Cu toate acestea, timpul trece și nevoile de transmitere a unor volume mari de informații cresc din ce în ce mai repede. Tehnologii precum ATM, IP, SDH (STM-16/64) ar putea în viitorul apropiat să nu poată face față creșterii „explozive” a informațiilor transmise. Au fost înlocuite cu tehnologia DWDM.

DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) este o tehnologie de multiplexare cu diviziune densă a lungimii de undă. Esența tehnologiei DWDM este că mai multe canale de informații sunt transmise pe o singură fibră optică la lungimi de undă diferite, ceea ce permite utilizarea cât mai eficientă a capacităților fibrei. Acest lucru vă permite să maximizați debitul liniilor de fibră optică fără a instala cabluri noi sau a instala echipamente noi. În plus, lucrul cu mai multe canale într-o fibră este mult mai convenabil decât lucrul cu fibre diferite, deoarece este necesar un singur multiplexor DWDM pentru a gestiona orice număr de canale.

Sistemele DWDM se bazează pe capacitatea fibrei optice de a transmite simultan lumină de diferite lungimi de undă fără interferențe reciproce. Fiecare lungime de undă reprezintă un canal optic separat. Să explicăm mai întâi conceptul de interferență.

Interferența luminii este o redistribuire a intensității luminii ca urmare a suprapunerii (suprapunerii) mai multor unde luminoase coerente. Acest fenomen este însoțit de alternarea maximelor și minimelor de intensitate în spațiu.

În definiția interferenței există un concept important de coerență. Undele luminoase sunt coerente atunci când diferența lor de fază este constantă. Dacă undele se suprapun în antifază, amplitudinea undei rezultate este zero. În caz contrar, dacă undele se suprapun în aceeași fază, atunci amplitudinea undei rezultate va fi mai mare.

În această etapă este important să înțelegem că dacă două unde au frecvențe diferite nu vor mai fi coerente.În consecință, nu ar trebui să se influențeze reciproc. Pe baza acestui fapt, devine clar că putem transmite simultan semnale modulate cu lungimi de undă (frecvențe) diferite pe același mediu și nu vor avea nicio influență unul asupra celuilalt. Această idee stă la baza tehnologiei DWDM. Astăzi, tehnologia DWDM face posibilă transmiterea canalelor pe o singură fibră cu o diferență de lungime de undă între canalele adiacente de doar o fracțiune de nanometru. Echipament modern DWDM acceptă zeci de canale, fiecare cu o capacitate de 2,5 Gbps.

S-ar părea că dacă undele de frecvențe diferite nu se suprapun, atunci într-o fibră optică poate fi introdus un număr aproape infinit de canale, deoarece spectrul luminii este uriaș. În teorie acest lucru este adevărat, dar în practică există anumite probleme. În primul rând, am considerat anterior o undă strict monocromatică (o singură frecvență). Obținerea unei astfel de monocromaticități este foarte dificilă, deoarece undele luminoase sunt generate de lasere - componente electronice care sunt supuse unor fenomene precum zgomotul termic. Atunci când generează o undă luminoasă, laserul va distorsiona, fără să știe, semnalul de ieșire, rezultând în ușoare variații ale frecvenței. În al doilea rând, o undă monocromatică are o lățime spectrală egală cu zero. Pe grafic poate fi reprezentat ca o singură armonică. În realitate, spectrul semnalului luminos este diferit de zero. Aceste probleme merită să ținem cont atunci când vorbim despre sisteme DWDM.

Esența tehnologiei de multiplexare spectrală (optică) este capacitatea de a organiza mai multe semnale client separate (SDH, Ethernet) pe o singură fibră optică. Pentru fiecare semnal individual de client, lungimea de undă trebuie modificată. Această transformare efectuate pe un transponder DWDM. Semnalul de ieșire de la transponder va corespunde unui anumit canal optic cu propria lungime de undă. Apoi, folosind un multiplexor, semnalele sunt amestecate și transmise la linia optică. La punctul final, are loc operația inversă - folosind un demultiplexor, semnalele sunt separate de semnalul de grup, lungimea de undă este schimbată la una standard (pe transponder) și transmisă clientului. Din această cauză, semnalul optic tinde să se estompeze. Pentru a o amplifica, pe linia optică se folosesc amplificatoare.

Ne-am uitat la funcționarea sistemului DWDM în termeni generali. În continuare va fi o descriere mai detaliată a componentelor sistemului DWDM.

Transponderul DWDM este un convertor de frecvență care oferă o interfață între echipamentul de acces terminal și linia DWDM. Inițial, transponderul a fost destinat să convertească un semnal client (optic, electric) într-un semnal optic cu o lungime de undă în intervalul de 1550 nm (tipic pentru sistemele DWDM). Cu toate acestea, în timp, funcția de regenerare a semnalului a apărut în transpondere. Regenerarea semnalului a trecut rapid prin trei etape de dezvoltare - 1R, 2R, 3R.

1R – releu. Numai amplitudinea este restabilită. Acest lucru a limitat lungimea sistemelor DWDM timpurii, deoarece, în esență, parametrii rămași (fază, formă) nu au fost restaurați și rezultatul a fost „gunoi în, garbage out”.
2R – restabilirea amplitudinii și duratei semnalului. Aceste transpondere au folosit un declanșator Schmidt pentru a șterge semnalul. Nu a câștigat prea multă popularitate.
3R – restabilirea amplitudinii semnalului, a duratei și fazei acestuia. Complet dispozitiv digital. Capabil să recunoască octeții de serviciu ai nivelului de control al rețelelor SONET/SDH.

Un muxponder DWDM (multiplexor-transponder) este un sistem care multiplexează în timp un semnal de viteză mică într-un purtător de mare viteză.

Un (de)multiplexor DWDM este un dispozitiv care, folosind diferite tehnici de separare a undelor, combină semnale optice multiple pentru a transmite semnale printr-o fibră optică și separă aceste semnale după transmisie.

Adesea doriți să adăugați și să extrageți doar un canal dintr-un semnal compus fără a modifica întreaga structură a semnalului. În acest scop, se folosesc multiplexoare de intrare/ieșire ale canalelor OADM (Optical Add/Drop Multiplexer), care realizează această operațiune fără a converti semnalele tuturor canalelor în formă electrică.

Amplificatoarele cu fibră dopată cu erbiu (EDFA) au revoluționat industria telecomunicațiilor în ultimii ani. Amplificatoarele EDFA asigură amplificarea directă a semnalelor optice fără conversie în semnale electrice și invers, au un nivel scăzut de zgomot, iar intervalul lor de lungimi de undă de funcționare se potrivește aproape exact cu fereastra de transparență a fibrei optice de cuarț. Datorită apariției amplificatoarelor cu această combinație de calități, liniile de comunicații și rețelele bazate pe sisteme DWDM au devenit economice și atractive.

Atenuatoarele sunt adesea instalate în linia de comunicație după transmițătorul optic, ceea ce le permite să își reducă puterea de ieșire la un nivel corespunzător capacităților multiplexoarelor din aval și amplificatoarelor EDFA.

Fibra optică și unele componente ale sistemelor DWDM prezintă dispersie cromatică. Indicele de refracție al fibrei depinde de lungimea de undă a semnalului, ceea ce duce la o dependență a vitezei de propagare a semnalului de lungimea de undă (dispersia materialului). Chiar dacă indicele de refracție ar fi independent de lungimea de undă, semnalele de diferite lungimi de undă ar călători în continuare cu la viteze diferite datorită proprietăților geometrice intrinseci ale fibrei (dispersia ghidului de undă). Efectul rezultat al dispersiei materialelor și ghidului de undă se numește dispersie cromatică.

Dispersia cromatică face ca impulsurile optice să se lărgească pe măsură ce călătoresc de-a lungul fibrei. Dacă linia este lungă, acest lucru duce la faptul că impulsurile din apropiere încep să se suprapună, înrăutățind semnalul. Dispozitivele de compensare a dispersiei DCD oferă semnalului o dispersie de semne egale, dar opuse și restabilește forma inițială a impulsului.

Sistemele DWDM au multe topologii: inel, mesh, liniar. Să luăm în considerare cea mai populară topologie inelă astăzi. Topologia inelă asigură supraviețuirea rețelei DWDM datorită căilor redundante. Pentru ca orice conexiune să fie sigură, sunt stabilite două căi între punctele sale finale - principal și de rezervă. Multiplexorul final compară cele două semnale și selectează semnalul cea mai buna calitate(sau semnal implicit).

Abonează-te la nostru

Recent, autostrăzile moderne (moderne cu „C”) au încetat să aibă suficiente capacități standard ale sistemelor de compactare, atât în ceea ce privește raza de operare și numărul de canale utilizate simultan, cât și în general. lățime de bandă sisteme și opțiuni de extindere pentru sistemele de etanșare. În Ucraina, tehnologia DWDM a început să intre în mod activ în arena rețelei, atât ca sistem principal, cât și ca sistem local de densificare.

Nu cu mult timp în urmă, unul dintre furnizorii noștri ucraineni (ne-au cerut să nu arătăm cu degetul, altfel am fi certați sever) a trebuit să transfere câteva zeci de „ZhE” pe 162 de kilometri (peste o fibră) cu dorința de a adăuga mai multe dintre ele. aceleași zeci de „ZhE” la acest sistem în viitor. . Este clar că puteți „nota” în lățime și să nu vă fie teamă că lambda se va termina brusc, doar cu DWDM (bine, sau un cablu foarte gros și foarte negru și, de asemenea, un cablu foarte lung și foarte multi-core). Și dacă luăm în considerare distanța pe care trebuie să fie livrat un număr mare de pachete într-un singur salt (fără regenerare „în teren”), atunci alegerea DWDM este singura decizie corectă și corectă.

Pentru a acoperi o distanță atât de serioasă într-un singur interval, s-a decis proiectarea unei linii care, pe lângă multiplexoare/transceiver/comutatoare standard, să includă și amplificatoare de putere, compensatoare de dispersie și divizor roș-albastru.

Calcule efectuate la proiectarea sistemului:

Sensibilitatea transceiver-ului la dispersie (A-Gear SFP+ DWDM 80LC și A-Gear XFP DWDM 80LC) – 1600 ps/nm;

Calea pe fibra G.652D, dispersia fibrei 17 ps/(nm*km);

Indicatorul de dispersie totală pe o pistă de 162 km: 17 ps/(nm*km) * 162 km == 2754 ps/nm;

Depășirea normei de dispersie: 2754 ps/nm – 1600 ps/nm == 1154 ps/nm – s-a decis instalarea unui compensator de dispersie A-Gear DMC-FC120 (compensează complet dispersia a 120 km de fibră, indicator de dispersie totală : -2001 ps/nm la o lungime de undă de 1545 nm, lungimea fibrelor în compensator 12,3 km);

Bugetul de pierdere a liniei: (162km + 12.3km) * 0.3dBm/km == 52.29dBm;

Bugetul optic al transceiverelor (A-Gear SFP+ DWDM 80LC și A-Gear XFP DWDM 80LC) – 26 dBm;

Depășind norma de atenuare: 52,29 dBm - 26 dBm == 26,29 dBm - s-a decis instalarea amplificatorului EDFA A-Gear BA4123 (sensibilitate (-10) dBm, maxim putere de iesire 23dBm) și preamplificator A-Gear PA4325 (sensibilitate (-30)dBm, putere maximă de ieșire (-5)dBm).

Rezultatul a fost un sistem cu adevărat funcțional, stabil ca lumea însăși, cu rază lungă de acțiune - nu orice pasăre va zbura, poate fi extins și, în general, cel mai bun. O fotografie a acestui sistem este prezentată mai jos și și mai jos am decis să scriem o scurtă trecere în revistă a componentelor DWDM care există astăzi, a metodelor de includere a acestora, a terminologiei - am încercat să acoperim tot ceea ce este disponibil pe DWDM.

Fotografia arată (de sus în jos): un comutator cu transceiver, două amplificatoare de putere (booster și preamplificator), un multiplexor DWDM, din nou un comutator cu transceiver și în partea de jos (gri, aproape invizibil) – un compensator de dispersie. Acest set de echipamente se află la punctul A și punctul B (au cerut și să nu numească punctele, amenințănd telefonul cu o centură groasă de piele de armată). Având un astfel de set de echipamente relativ mic și ieftin, este ușor și simplu să trageți 162 de kilometri, ceea ce a fost realizat.

Pe această notă optimistă, partea introductivă se încheie și începem o analiză metodică a tehnologiei care a devenit „principalul flagship” lumea modernă inginerie de rețea.

1. Ce este DWDM, diferențele dintre DWDM și CWDM.

Pentru cei pentru care debitul sistemelor CWDM nu este suficient (180 Gbit/s este maximul extrem), există două opțiuni pentru a satisface „apetitul de trafic”: creșterea numărului de fibre (care este de obicei asociat cu excavatorii, cățăratorii pe stâlpi). și secolul trecut în general) sau folosiți sigilii cu tehnologie mai „avansată” – DWDM.

DWDM(Engleză: Dense Wavelength Division Multiplexing - dense wavelength multiplexing) este o tehnologie de comprimare a fluxurilor de informații, în care fiecare flux de informații primar este transmis prin fascicule de lumină la lungimi de undă diferite, iar linia de comunicație optică conține un semnal de grup total format dintr-un multiplexor din mai multe fluxuri de informații.

Greu de înţeles. Să încercăm să ne dăm seama. Prin analogie cu CWDM (pentru cei care cunosc), DWDM este același sistem de etanșare, constând fizic din dispozitive care generează fluxul de informații(convertoare media, routere... ei bine, știți) transceiver (transceiver care creează un flux de informații la diferite lungimi de undă de radiație IR invizibilă pentru ochi), multiplexoare(dispozitive care creează/partajează grup semnal luminos) și ghid de undă optic(cablu de fibra optica). În plus, DWDM include un grup de componente concepute pentru a amplifica/restaura semnalul luminos de grup, dar pentru ca totul să meargă consecvent, acest lucru va fi discutat mai jos.

Să decidem imediat asupra cuvintelor cu care vom opera. În acest articol vom apela canalul fluxul de informații într-un singur sens(o parte „vorbește” fluxul de informații, cealaltă „ascultă” același flux). Canalul este situat pe singurul său purtător, care are o lungime de undă (sau frecvență) definită în mod specific. Dar, după cum știți, este imposibil să construiți o conexiune cu drepturi depline între o pereche de abonați, dintre care unul este surd, iar celălalt este mut. Prin urmare, pentru a crea o linie de comunicare cu drepturi depline, este necesar să folosiți două canale fizice și vom numi această conexiune „ canal full duplex».

Deci, DWDM și CWDM fac același lucru - compactarea. Care este diferența? Iar diferența este în grila de frecvență (sau în lungimile de undă ale purtătorilor, oricare este mai convenabil pentru dvs.) a purtătorilor fluxurilor de informații primare (canale). Și în intervalele de funcționare ale semnalului de grup în sine.

Domeniul de funcționare și grila de frecvență (undă). Un alt cuvânt obscur, al cărui sens vom încerca să-l înțelegem. Ce s-a întâmplat lungime de undă? Să ne imaginăm o sinusoidă. Deci, lungimea de undă este distanța dintre două vârfuri adiacente ale unei unde sinusoidale. Lungimea de undă este de obicei indicată cu litera greacă λ (lambda). Se vede clar în figura de mai jos:

În standardul CWDM, este convenabil să se măsoare radiația în lungimi de undă: 1550 nm, 1310 nm etc. (nanometri – 10 -9 metri!). Convenabil, în primul rând, pentru că numerele sunt numere întregi. În sistemele standard CWDM, distanța dintre două purtătoare (canale) adiacente este 1610 – 1590 == 20 nm (de asemenea, un număr întreg! Ei bine, convenabil!).

Acum să ne uităm la aceeași situație din partea frecvenței, mai întâi înțelegând ce este frecvența. Frecvența este numărul de oscilații complete(vârf la vârf) unde electromagnetice pe secundă (notat în Herți sau Hz). Pentru protozoare Pentru calcule, frecvența poate fi considerată ca viteza luminii împărțită la lungimea de undă. Să luăm în considerare fluxul de informații pe un purtător de 1550 nm, frecvența acestuia este aproximativ egală cu 300000000/0,00000155 == 193548387096774 Hz sau 193548 GHz (Gigahertz!). iar distanța dintre purtătorii adiacenți va fi 300000000/0,00000020 == 1500000000000000 Hz sau 1500000 GHz. Este complet incomod - există o mulțime de numere și nu este clar.

Astăzi, sistemele CWDM operează în intervalul 1270nm-1610nm, reprezentând 18 canale separate (1270nm, 1290nm, 1310nm ... 1590nm, 1610nm). Dar în DWDM lucrurile stau puțin diferit.

Sistemele DWDM funcționează în două benzi, tăiate pentru sistemele CWDM și anume: banda C (C-Band) și L-band (L-Band). GamăC este înăuntru de la 1528,77 nm(canal C61) până la 1577,03 nm(canalul C01) și gamăL este înăuntru de la 1577,86 nm(canal L100) până la 1622,25 nm(canalul L48). Numerele sunt deja înfricoșătoare și, dacă țineți cont și de faptul că grila de unde este neuniformă (adică distanța dintre două canale adiacente nu este întotdeauna aceeași - de la 0,5 nm la 0,8 nm), atunci este mai ușor să obțineți confuz decât să-și dea seama. Acesta este motivul pentru care sistemele DWDM folosesc numele benzii și numerotarea canalelor în acest interval (de exemplu, C35 sau L91). Totul e clar comun Canalele sistemului DWDM sunt prezentate în Figura 1.2, datele despre frecvențe și lungimi de undă sunt prezentate în Tabelul 1.1:

Figura 1.2 – Benzile C și L ale sistemelor DWDM din gama generală a sistemelor CWDM.

Tabelul 1.1 este o rețea tipică DWDM de 100 GHz.

Aici ar trebui să facem imediat câteva rezerve.

In primul rand ( iar acest lucru este important pentru o mai bună înțelegere! ), gama C este împărțită în mod convențional în două „game de culori” - albastru(1528nm-1543nm) și roșu(1547nm-1564nm). De ce să divizați - mai multe despre asta în articolele ulterioare, acum este doar important să rețineți că diviziunea există.

În al doilea rând, banda L abia începe să fie utilizată și nu toți producătorii își permit să realizeze echipamente pentru banda L (Tabelul 1.1, marcat cu albastru, canalele L48-L65 lipsesc din tabel).

În al treilea rând, cuvântul „obișnuit” apare în legenda tabelului - ceea ce înseamnă că trebuie să existe și grile „neobișnuite”. Și chiar sunt.

După cum am descoperit mai sus, este incomod să distingem canalele DWDM după lungimea de undă. Dar în ceea ce privește frecvențele - foarte mult, și dacă te uiți cu atenție la Tabelul 1.1, poți vedea că diferența dintre două canale adiacente este întotdeauna de 100 GHz. Și, dacă luăm în considerare banda C (în prezent stăpânită de majoritatea producătorilor de sisteme DWDM), atunci putem afișa numărul total de canale din ea - 61 de canale. Să facem imediat o rezervare care, ca și în sistemele CWDM, fiecare canal este un flux de informații unidirecțional, ceea ce înseamnă că pentru schimbul complet de date sunt necesare două dintre ele (30 de canale duplex cu drepturi depline în banda C și 26 în banda L, pentru un total de 56 de canale duplex cu drepturi depline).

Pe lângă grila obișnuită de 100 GHz, folosesc Grila de 200 GHz (canale ciudate în bandă C). Acest lucru se datorează faptului că un număr de producători de echipamente DWDM nu sunt capabili să producă multiplexoare pentru o rețea de 100 GHz, deoarece componentele pentru el sunt destul de scumpe și ar trebui să fie mai multe Calitate superioară raportat la sistemele de 200 GHz. În această schemă de compactare există 31 de canale de comunicație unidirecționale sau 15 canale full duplex.

Foarte rar (bine, foarte rar) sunt folosite sisteme de compactare DWDM cu o plasă de 50 gigaherți. Aceasta înseamnă că între două canale principale adiacente ale unei rețele convenționale de 100 GHz există un subcanal suplimentar. Astfel de canale se numesc Q și H: Q– subcanale din gamăL(de exemplu, Q80 – frecvență 188050 GHz, lungime de undă 1594,22 nm), H– subcanale din gamăC(de exemplu, H23 – frecvență 19230 GHz, lungime de undă 1558,58 nm). În astfel de sisteme de compactare din gama C există 61 de canale principale și 61 de canale suplimentare, pentru un total de 122 de canale. În banda L există 53 de canale principale și 53 de subcanale, pentru un total de 106 de canale. Putere totală == 122+106 == 228 de canale unidirecționale sau 114 canale de comunicație full duplex! E mult. Asa de mult. Dar este foarte, foarte scump, iar autorul nu a văzut nicio mențiune despre proiecte cu un sistem DWDM complet încărcat cu o rețea de 50 GHz.

Să rezumăm:

- „versiunea light” a sistemului DWDM are o grilă de 200 GHz și este capabilă să ofere 15 canale full duplex în banda C, lăsând în același timp loc pentru 15 canale CWDM (1270nm-1510nm, 1590nm, 1610nm);

Un sistem DWDM standard are o grilă de 100 GHz și este capabil să furnizeze 30 de canale full-duplex în banda C și 26 de canale full-duplex în banda L, lăsând totodată spațiu pentru 15 canale CWDM (1270nm-1510nm, 1590nm, 1610nm);

Sistemul complet DWDM are o grilă de 50 GHz și este capabil să ofere 60 de canale full-duplex în banda C și 52 de canale full-duplex în banda L, lăsând din nou spațiu pentru 15 canale CWDM (1270nm-1510nm, 1590nm). , 1610 nm);

Popular în categoria: