Hem › Navigatörer › Utrustning dwdm teknologiutvecklingstrender. Rysk DWDM- och CWDM-utrustning. Funktionsprincip för våglängdsdelningsmultiplexsystem

Utrustning dwdm teknologiutvecklingstrender. Rysk DWDM- och CWDM-utrustning. Funktionsprincip för våglängdsdelningsmultiplexsystem

Grundprincipen för WDM-teknik (Wavelength-division multiplexing, frekvensdelning av kanaler) är förmågan att sända flera signaler vid olika bärvåglängder i en optisk fiber. Inom rysk telekom kallas överföringssystem skapade med WDM-teknik "komprimeringssystem".

På det här ögonblicket Det finns tre typer av WDM-system:
1. CWDM (Coarse Wavelength-division multiplexing - grov frekvensdelning av kanaler) - system med optiskt bärvågsavstånd på 20 nm (2500 GHz). Driftområdet är 1261-1611 nm, där upp till 18 simplexkanaler kan implementeras. ITU-standard G.694.2.
2. DWDM (Dense Wavelength-division multiplexing - tät frekvensdelning av kanaler) - system med optiskt bärvågsavstånd på 0,8 nm (100 GHz). Det finns två driftsområden - 1525-1565 nm och 1570-1610 nm, där upp till 44 simplexkanaler kan implementeras. ITU-standard G.694.1.
3. HDWDM (High Dense Wavelength-division multiplexing) - system med optiskt bärvågsavstånd på 0,4 nm (50 GHz) eller mindre. Det är möjligt att implementera upp till 80 simplexkanaler.

Denna artikel (recension) fokuserar på problemet med övervakning i DWDM-komprimeringssystem, mer detaljerat om olika typer WDM-system hittar du på länken - länk.

DWDM-våglängdsdelningsmultiplexsystem kan använda ett av två intervall av bärvåglängder: C-band - 1525-1565 nm (konventionellt band eller C-band kan också hittas) och L-band - 1570-1610 nm (långt våglängdsband eller L -band).

Uppdelningen i två områden motiveras av användningen av olika optiska förstärkare med olika driftsförstärkningsområden. Förstärkningsbandbredden för en traditionell förstärkarkonfiguration är ungefär 30 nm, 1530-1560 nm, vilket är C-bandet. För förstärkning i det långa våglängdsområdet (L-band) ändras erbiumförstärkarens konfiguration genom att förlänga erbiumfibern, vilket leder till en förskjutning i förstärkningsområdet till våglängder på 1560-1600 nm.

För närvarande har C-band DWDM-utrustning fått stort erkännande inom rysk telekom. Detta beror på det överflöd av olika utrustning som stöder detta sortiment. Det bör noteras att utrustningstillverkare inkluderar både ärevördiga inhemska företag och ledande globala varumärken, såväl som många ansiktslösa asiatiska tillverkare.

Huvudfrågan i alla delar av komprimeringssystemet (oavsett typ) är effektnivån i den optiska kanalen. Först måste du förstå vad ett DWDM-tätningssystem vanligtvis består av.

DWDM-systemkomponenter:
1) Transponder
2) Multiplexer/demultiplexer
3) Optisk förstärkare
4) Kromatisk dispersionskompensator

Transpondern utför 3R-regenerering ("omformning, "omförstärkning", "återtiming" - återställande av form, effekt och signalsynkronisering) av den inkommande klientens optiska signal. Transpondern kan också konvertera klienttrafik från ett överföringsprotokoll (ofta Ethernet) till ett annat, mer brusbeständigt (till exempel OTN med FEC) och överföra signalen till den linjära porten.

I mer enkla system en OEO-omvandlare kan fungera som en transponder, som utför 2R-regenerering ("omformning", "omförstärkning") och sänder klientsignalen till den linjära porten utan att ändra överföringsprotokollet.

Klientporten är ofta gjord i form av en kortplats för optiska sändtagare, i vilken en modul sätts in för kommunikation med klientutrustning. Linjeporten i transpondern kan göras i form av en slits för en optisk transceiver eller i form av en enkel optisk adapter. Utformningen av den linjära porten beror på utformningen och syftet med systemet som helhet. I en OEO-omvandlare är linjeporten alltid utformad som en kortplats för en optisk transceiver.
I många system elimineras mellanlänken, transpondern, för att minska systemkostnaden eller på grund av funktionell redundans i en viss uppgift.

Optiska multiplexorer är designade för att kombinera (mixa) individuella WDM-kanaler till en gruppsignal för deras samtidiga överföring över en optisk fiber. Optiska demultiplexorer är utformade för att separera den mottagna basbandssignalen vid den mottagande änden. I moderna system komprimerings-, multiplexerings- och demultiplexeringsfunktioner utförs av en enhet - en multiplexer/demultiplexer (MUX/DEMUX).

En multiplexor/demultiplexer kan delas upp i en multiplexeringsenhet och en demultiplexeringsenhet.
En optisk förstärkare baserad på föroreningsoptisk fiber dopad med erbium (Erbium Doped Fiber Amplifier-EDFA) ökar effekten av den gruppoptiska signalen som ingår i den (utan föregående demultiplexering) utan optoelektronisk omvandling. EDFA-förstärkaren består av två aktiva element: en Er3+-dopad aktiv fiber och en lämplig pump.

Beroende på typ kan EDFA ge en uteffekt på +16 till +26 dBm.
Det finns flera typer av förstärkare, vars användning bestäms av den specifika uppgiften:
Optiska ingångseffektförstärkare (boosters) - installerade i början av rutten
Optiska förförstärkare - installerade i slutet av rutten framför de optiska mottagarna
Linjära optiska förstärkare - installerade vid mellanliggande förstärkningsnoder för att upprätthålla den erforderliga optiska effekten

Optiska förstärkare används i stor utsträckning på långa dataöverföringslinjer med DWDM-våglängdsmultiplexeringssystem.

Den kromatiska dispersionskompensatorn (Dispersion Compensation Module) är utformad för att korrigera formen på optiska signaler som överförs i optisk fiber, som i sin tur förvrängs under påverkan av kromatisk dispersion.

Kromatisk dispersion är ett fysiskt fenomen i optisk fiber där ljussignaler med olika våglängder färdas på samma avstånd under olika tidsperioder, vilket resulterar i att den överförda optiska pulsen breddas. Således är kromatisk dispersion en av huvudfaktorerna som begränsar längden på reläsektionen av banan. Standardfiber har ett kromatiskt spridningsvärde på cirka 17 ps/nm.

För att öka längden på reläsektionen installeras kromatiska dispersionskompensatorer på transmissionsledningen. Installation av kompensatorer kräver ofta en transmissionsledning med en hastighet på 10 Gbit/s eller mer.

Det finns två huvudtyper av DCM:

1. Kromatisk dispersionskompenserande fiber - DCF (Dispersion Compensation Fiber). Huvudkomponenten i dessa passiva enheter är en fiber med ett negativt kromatiskt spridningsvärde i våglängdsområdet 1525-1565 nm.

2. Kromatisk dispersionskompensator baserad på ett Bragg-gitter - DCM FBG (Dispersion Compensation Module Fiber Bragg-gitter). Passiv optisk anordning, bestående av en piprad fiber och en optisk cirkulator. På grund av sin struktur skapar chirped fiber villkorligt negativ kromatisk spridning av inkommande signaler i våglängdsområdet 1525-1600 nm. Den optiska cirkulatorn i enheten fungerar som en filtreringsenhet som leder signaler till lämpliga stift.

Således består standardkretsen av endast två typer av aktiva komponenter - en transponder och en förstärkare, med vilken du kan övervaka den aktuella effektnivån för överförda signaler. Transpondrarna implementerar funktionen att övervaka statusen för linjära portar, antingen baserat på den inbyggda DDMI-funktionen i optiska transceivrar, eller med organisationen av sin egen övervakning. Genom att använda denna funktion kan operatören få uppdaterad information om status för en specifik kommunikationskanal.

På grund av att optiska förstärkare är förstärkare med respons, de har alltid funktionen att övervaka ingångsgruppsignalen (den totala optiska effekten av alla inkommande signaler) och den utgående gruppsignalen. Men denna övervakning är obekväm vid övervakning av specifika kommunikationskanaler och kan användas som utvärderande (närvaro eller frånvaro av ljus). Det enda verktyget för att styra optisk effekt i en dataöverföringskanal är således en transponder.

Och eftersom komprimeringssystem inte bara består av aktiva, utan också passiva element, är det en mycket icke-trivial och efterfrågad uppgift att organisera full övervakning i komprimeringssystem.

Alternativ för att organisera övervakning i WDM-komprimeringssystem kommer att diskuteras i nästa artikel.

För närvarande finns det tre typer av WDM-system:
1. CWDM (Coarse Wavelength-division multiplexing - grov frekvensdelning av kanaler) - system med optiskt bärvågsavstånd på 20 nm (2500 GHz). Driftområdet är 1261-1611 nm, där upp till 18 simplexkanaler kan implementeras. ITU-standard G.694.2.
2. DWDM (Dense Wavelength-division multiplexing - tät frekvensdelning av kanaler) - system med optiskt bärvågsavstånd på 0,8 nm (100 GHz). Det finns två driftsområden - 1525-1565 nm och 1570-1610 nm, där upp till 44 simplexkanaler kan implementeras. ITU-standard G.694.1.
3. HDWDM (High Dense Wavelength-division multiplexing) - system med optiskt bärvågsavstånd på 0,4 nm (50 GHz) eller mindre. Det är möjligt att implementera upp till 80 simplexkanaler.

Denna artikel (recension) uppmärksammar problemet med övervakning i DWDM-komprimeringssystem; mer information om de olika typerna av WDM-system finns på länken - länk.

Huvudfrågan i alla delar av komprimeringssystemet (oavsett typ) är effektnivån i den optiska kanalen. Först måste du förstå vad ett DWDM-tätningssystem vanligtvis består av.

DWDM-systemkomponenter:
1) Transponder
2) Multiplexer/demultiplexer
3) Optisk förstärkare
4) Kromatisk dispersionskompensator

I enklare system kan en OEO-omvandlare fungera som en transponder, som utför 2R-regenerering ("omformning", "omförstärkning") och sänder klientsignalen till den linjära porten utan att ändra överföringsprotokollet.

Optiska multiplexorer är designade för att kombinera (mixa) individuella WDM-kanaler till en gruppsignal för deras samtidiga överföring över en optisk fiber. Optiska demultiplexorer är utformade för att separera den mottagna basbandssignalen vid den mottagande änden. I moderna komprimeringssystem utförs multiplexerings- och demultiplexeringsfunktioner av en enhet - en multiplexer/demultiplexer (MUX/DEMUX).

Optiska förstärkare används i stor utsträckning på långa dataöverföringslinjer med DWDM-våglängdsmultiplexeringssystem.

Det finns två huvudtyper av DCM:

2. Kromatisk dispersionskompensator baserad på ett Bragg-gitter - DCM FBG (Dispersion Compensation Module Fiber Bragg-gitter). En passiv optisk anordning som består av en piprad fiber och en optisk cirkulator. På grund av sin struktur skapar chirped fiber villkorligt negativ kromatisk spridning av inkommande signaler i våglängdsområdet 1525-1600 nm. Den optiska cirkulatorn i enheten fungerar som en filtreringsenhet som leder signaler till lämpliga stift.

På grund av att optiska förstärkare är återkopplingsförstärkare har de alltid en funktion att övervaka ingångsgruppsignalen (den totala optiska effekten av alla inkommande signaler) och den utgående gruppsignalen. Men denna övervakning är obekväm vid övervakning av specifika kommunikationskanaler och kan användas som utvärderande (närvaro eller frånvaro av ljus). Det enda verktyget för att styra optisk effekt i en dataöverföringskanal är således en transponder.

Alternativ för att organisera övervakning i WDM-komprimeringssystem kommer att diskuteras i nästa artikel.

Frågor uppstår ofta om vad som är skillnaden mellan CWDM (Coarse Wavelength Division Multiplexing) och DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) teknologier, förutom det olika antalet kanaler. Teknikerna liknar principerna för att organisera kommunikationskanaler och input-output-kanaler, men har helt olika grader av teknisk precision, vilket avsevärt påverkar linjens parametrar och kostnaden för lösningar.

Antal våglängder och kanaler CWDM och DWDM

CWDM-våglängdsmultiplexeringsteknik involverar användning av 18 våglängder 1), medan precisionsvåglängdsmultiplexering DWDM kan använda 40 våglängder eller mer.

CWDM och DWDM frekvensnät

Kanaler i CWDM-teknik delas efter våglängd, i DWDM - efter frekvens 2). Våglängden beräknas sekundärt från förhållandet mellan ljusets hastighet i vakuum och frekvensen. För CWDM används ett våglängdsnät med ett steg på 20 nm, för standard DWDM-system är frekvensnäten 100 GHz och 50 GHz, för högdensitets-DWDM används 25 och 12,5 GHz-nät.

CWDM och DWDM våglängder och frekvenser

CWDM-tekniken använder våglängder från intervallet 1270 - 1610 nm. Med hänsyn till filtrens toleranser och bandbredd utökas intervallet till 1262,5 - 1617,5, vilket är 355 nm. vi får 18 våglängder.

För DWDM med ett 100 GHz-nät är bärvågorna placerade i intervallet från 191,5 (1565,50 nm) THz till 196,1 THz (1528,77 nm), d.v.s. ett intervall på 4,6 THz eller 36,73 nm brett. Totalt 46 våglängder för 23 duplexkanaler.

För DWDM med ett 50 GHz-nät är signalfrekvenserna i intervallet 192 THz (1561,42 nm) - 196 THz (1529,55 nm), vilket är 4 THz (31,87 nm). Det finns 80 våglängder här.

CWDM- och DWDM-förstärkningsförmåga

Våglängdsmultiplexeringssystem baserade på CWDM-teknologi involverar inte förstärkning av en flerkomponentsignal. Detta beror på bristen på optiska förstärkare som fungerar i ett så brett spektrum.

DWDM-teknik involverar tvärtom signalförstärkning. Flerkomponentsignalen kan förstärkas med standarderbiumförstärkare (EDFA).

Driftområde CWDM och DWDM

CWDM-system är designade för att fungera på linjer med relativt kort längd, cirka 50-80 kilometer.

DWDM-system tillåter dataöverföring över avstånd mycket större än 100 kilometer. Dessutom, beroende på typen av signalmodulering, kan DWDM-kanaler fungera utan regenerering på ett avstånd av mer än 1000 kilometer.

Anteckningar

1) I början av 2015 introducerade tillverkare av optiska moduler, inklusive SKEO, CWDM SFP-moduler med en våglängd på 1625 nm. Denna våglängd specificeras inte av ITU G.694.2, men har funnit användning i praktiken.

2) Frekvensnät för CWDM beskrivs i ITU G.694.2-standarden, för DWDM - i G.694.1-standarden (revision 2).

Optisk fiber har enorm bandbredd. Redan för tjugo år sedan trodde man att de knappast skulle behöva ens en hundradel av det. Men tiden går och behovet av att överföra stora mängder information växer snabbare och snabbare. Tekniker som ATM, IP, SDH (STM-16/64) kommer kanske inte att klara av den "explosiva" tillväxten av överförd information inom en snar framtid. De ersattes av DWDM-teknik.

DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) är en tät våglängdsmultiplexeringsteknik. Kärnan i DWDM-tekniken är att flera informationskanaler sänds över en optisk fiber vid olika våglängder, vilket möjliggör den mest effektiva användningen av fiberns kapacitet. Detta gör att du kan maximera genomströmningen av fiberoptiska linjer utan att lägga nya kablar eller installera ny utrustning. Dessutom är det mycket bekvämare att arbeta med flera kanaler i en fiber än att arbeta med olika fibrer, eftersom en enda DWDM-multiplexer krävs för att hantera hur många kanaler som helst.

DWDM-system förlitar sig på den optiska fiberns förmåga att samtidigt sända ljus av olika våglängder utan ömsesidig störning. Varje våglängd representerar en separat optisk kanal. Låt oss först förklara begreppet störning.

Ljusinterferens är en omfördelning av ljusintensiteten som ett resultat av superpositionen (superpositionen) av flera koherenta ljusvågor. Detta fenomen åtföljs av alternerande maxima och minima av intensitet i rymden.

I definitionen av interferens finns ett viktigt begrepp om koherens. Ljusvågor är koherenta när deras fasskillnad är konstant. Om vågorna överlappar i motfas är amplituden för den resulterande vågen noll. Annars, om vågorna överlappar i samma fas, kommer amplituden för den resulterande vågen att vara större.

I detta skede är det viktigt att förstå att om två vågor har olika frekvenser, de kommer inte längre att vara koherenta. Följaktligen bör de inte påverka varandra. Utifrån detta blir det tydligt att vi samtidigt kan sända modulerade signaler med olika våglängder (frekvenser) över samma medium och de kommer inte att ha någon påverkan på varandra. Denna idé är grunden för DWDM-teknik. Idag gör DWDM-tekniken det möjligt att sända kanaler över en enda fiber med en våglängdsskillnad mellan intilliggande kanaler på bara en bråkdel av en nanometer. Modern utrustning DWDM stöder dussintals kanaler, var och en med en kapacitet på 2,5 Gbps.

Det verkar som om vågor med olika frekvenser inte överlappar varandra, kan ett nästan oändligt antal kanaler införas i en optisk fiber, eftersom ljusspektrumet är enormt. I teorin är detta sant, men i praktiken finns det vissa problem. För det första betraktade vi tidigare en strikt monokromatisk våg (en frekvens). Att uppnå sådan monokromaticitet är mycket svårt, eftersom ljusvågorna genereras av lasrar - elektroniska komponenter som utsätts för fenomen som termiskt brus. När en ljusvåg genereras kommer lasern omedvetet att förvränga utsignalen, vilket resulterar i små variationer i frekvensen. För det andra har en monokromatisk våg en spektral bredd lika med noll. På grafen kan den representeras som en enda överton. I verkligheten skiljer sig ljussignalens spektrum från noll. Dessa frågor är värda att ha i åtanke när vi pratar om DWDM-system.

Kärnan i spektral (optisk) multiplexeringsteknik är förmågan att organisera flera separata klientsignaler (SDH, Ethernet) över en optisk fiber. För varje enskild klientsignal måste våglängden ändras. Denna förvandling utförs på en DWDM-transponder. Utsignalen från transpondern kommer att motsvara en specifik optisk kanal med sin egen våglängd. Sedan, med hjälp av en multiplexor, blandas signalerna och överförs till den optiska linjen. Vid den sista punkten sker den omvända operationen - med hjälp av en demultiplexer separeras signalerna från gruppsignalen, våglängden ändras till en standard (på transpondern) och sänds till klienten. På grund av detta tenderar den optiska signalen att blekna. För att förstärka den används förstärkare på den optiska linjen.

Vi tittade på driften av DWDM-systemet i allmänna termer. Härnäst kommer en mer detaljerad beskrivning av komponenterna i DWDM-systemet.

DWDM-transpondern är en frekvensomvandlare som tillhandahåller ett gränssnitt mellan terminalåtkomstutrustningen och DWDM-linjen. Inledningsvis var transpondern avsedd att omvandla en klientsignal (optisk, elektrisk) till en optisk signal med en våglängd inom intervallet 1550 nm (typiskt för DWDM-system). Men med tiden dök signalregenereringsfunktionen upp i transpondrar. Signalregenerering passerade snabbt genom tre utvecklingsstadier - 1R, 2R, 3R.

1R – relä. Endast amplituden återställs. Detta begränsade längden på tidiga DWDM-system, eftersom i huvudsak de återstående parametrarna (fas, form) inte återställdes och resultatet blev "skräp in, skräp ut."
2R – återställning av signalamplitud och varaktighet. Dessa transpondrar använde en Schmidt-trigger för att rensa signalen. Blev inte särskilt populär.
3R – återställande av signalamplituden, dess varaktighet och fas. Fullt digital enhet. Kan känna igen servicebytes för kontrollnivån för SONET/SDH-nätverk.

En DWDM (multiplexer-transponder) muxponder är ett system som tidsmultiplexar en låghastighetssignal till en höghastighetsbärvåg.

En DWDM (de)multiplexer är en enhet som, med hjälp av olika vågseparationstekniker, kombinerar flera optiska signaler för att överföra signaler över en optisk fiber och separerar dessa signaler efter överföring.

Ofta vill man bara lägga till och extrahera en kanal från en sammansatt signal utan att ändra hela strukturen på signalen. För detta ändamål används in-/utgångsmultiplexorer för OADM-kanaler (Optical Add/Drop Multiplexer), som utför denna operation utan att omvandla signalerna från alla kanaler till elektrisk form.

Erbiumdopade fiberförstärkare (EDFA) har revolutionerat telekommunikationsindustrin under de senaste åren. EDFA-förstärkare ger direkt förstärkning av optiska signaler utan omvandling till elektriska signaler och vice versa, har en låg brusnivå och deras funktionsvåglängdsområde matchar nästan exakt transparensfönstret för optisk kvartsfiber. Det är tack vare tillkomsten av förstärkare med denna kombination av kvaliteter som kommunikationslinjer och nätverk baserade på DWDM-system har blivit ekonomiska och attraktiva.

Dämpare installeras ofta i kommunikationslinjen efter den optiska sändaren, vilket gör att de kan minska sin uteffekt till en nivå som motsvarar kapaciteten hos nedströms multiplexorer och EDFA-förstärkare.

Optisk fiber och vissa komponenter i DWDM-system uppvisar kromatisk dispersion. Fiberns brytningsindex beror på signalens våglängd, vilket leder till ett beroende av signalens utbredningshastighet på våglängden (materialspridning). Även om brytningsindexet var oberoende av våglängden, skulle signaler med olika våglängder fortfarande färdas med i olika hastigheter på grund av fiberns inneboende geometriska egenskaper (vågledardispersion). Den resulterande effekten av material- och vågledardispersion kallas kromatisk dispersion.

Kromatisk dispersion får optiska pulser att bredda sig när de färdas längs fibern. Om linjen är lång leder detta till att närliggande pulser börjar överlappa, vilket försämrar signalen. DCD-disger signalen lika men motsatt teckenspridning och återställer den ursprungliga pulsformen.

DWDM-system har många topologier: ring, mesh, linjär. Låt oss överväga den mest populära ringtopologin idag. Ringtopologin säkerställer DWDM-nätverkets överlevnadsförmåga på grund av redundanta vägar. För att någon anslutning ska vara säker upprättas två vägar mellan dess ändpunkter - huvud och backup. Endpoint multiplexorn jämför de två signalerna och väljer signalen bästa kvalitet(eller standardsignal).

Prenumerera på vår

Nyligen har moderna motorvägar (moderna med stort "C") upphört att ha tillräckligt med standardkapacitet för komprimeringssystem, både när det gäller räckvidd och antalet samtidigt använda kanaler, och totalt sett bandbredd system och expansionsmöjligheter för tätningssystem. I Ukraina har DWDM-tekniken börjat aktivt komma in på nätverksarenan, både som ett ryggradssystem och som ett lokalt förtätningssystem.

För inte så länge sedan behövde en av våra ukrainska leverantörer (de bad oss att inte peka finger, annars skulle vi bli allvarligt utskällda) att överföra flera dussin "ZhE" över 162 kilometer (över en fiber) med önskan att lägga till flera av samma tiotals "ZhE" till detta system i framtiden. . Det är klart att man kan "gradera" på bredden och inte vara rädd för att lambdan plötsligt ska ta slut, bara med DWDM (nåja, eller en väldigt tjock och väldigt svart, och även en väldigt lång och väldigt flerkärnig kabel). Och om vi tar hänsyn till det avstånd över vilket ett stort antal paket måste levereras i ett hopp (utan regenerering "i fältet"), så är valet av DWDM det enda korrekta och korrekta beslutet.

För att klara ett så pass allvarligt avstånd i ett span beslutade man att designa en linje som förutom vanliga multiplexorer/sändtagare/switchar även inkluderar effektförstärkare, dispersionskompensatorer och röd-blå delare.

Beräkningar som görs vid design av systemet:

Transceiverns känslighet för spridning (A-Gear SFP+ DWDM 80LC och A-Gear XFP DWDM 80LC) – 1600 ps/nm;

Bana på G.652D-fiber, fiberdispersion 17 ps/(nm*km);

Den totala spridningsindikatorn på en 162 km bana: 17 ps/(nm*km) * 162 km == 2754 ps/nm;

Överskrider spridningsnormen: 2754 ps/nm – 1600 ps/nm == 1154 ps/nm – det beslutades att installera en dispersionskompensator A-Gear DMC-FC120 (kompenserar fullständigt för spridningen av 120 km fiber, total spridningsindikator : -2001 ps/nm vid en våglängd av 1545 nm, längd fibrer i kompensatorn 12,3 km);

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

Optisk budget för transceivrar (A-Gear SFP+ DWDM 80LC och A-Gear XFP DWDM 80LC) – 26 dBm;

Överskridande av dämpningsnormen: 52,29 dBm - 26 dBm == 26,29 dBm - det beslutades att installera EDFA-förstärkaren A-Gear BA4123 (känslighet (-10) dBm, max. uteffekt 23dBm) och A-Gear PA4325 förförstärkare (känslighet (-30)dBm, maximal uteffekt (-5)dBm).

Resultatet blev ett riktigt fungerande system, stabilt som världen själv, med lång räckvidd - inte alla fåglar kommer att flyga, expanderbart och generellt sett bäst. Ett foto av detta system presenteras nedan, och ännu lägre bestämde vi oss för att skriva en kort recension av DWDM-komponenterna som finns idag, metoder för deras inkludering, terminologi - vi försökte täcka allt som är tillgängligt på DWDM.

Bilden visar (uppifrån och ned): en switch med transceivers, två effektförstärkare (booster och förförstärkare), en DWDM-multiplexer, återigen en switch med transceiver och längst ner (grå, nästan osynlig) – en dispersionskompensator. Denna uppsättning utrustning finns vid punkt A och punkt B (de bad också att inte namnge punkterna och hotade telefonen med ett tjockt läderarmébälte). Med en så relativt liten och billig uppsättning utrustning är det lätt och enkelt att skjuta 162 kilometer, vilket uppnåddes.

På denna optimistiska ton slutar den inledande delen och vi börjar en metodisk analys av tekniken som har blivit det "huvudsakliga flaggskeppet" modern värld nätverksteknik.

1. Vad är DWDM, skillnaderna mellan DWDM och CWDM.

För dem för vilka genomströmningen av CWDM-system inte räcker till (180 Gbit/s är det extrema maxvärdet) finns det två alternativ för att tillfredsställa "trafikaptiten": öka antalet fibrer (vilket vanligtvis förknippas med grävare, stolpklättrare och förra århundradet i allmänhet) eller använd en mer "avancerad" teknik tätningar - DWDM.

DWDM(engelska: Dense Wavelength Division Multiplexing - dense wavelength multiplexing) är en teknik för att komprimera informationsflöden, där varje primärt informationsflöde sänds av ljusstrålar med olika våglängder, och den optiska kommunikationslinjen innehåller en total gruppsignal som bildas av en multiplexor från flera informationsflöden.

Svårfattlig. Låt oss försöka lista ut det. I analogi med CWDM (för de som vet) är DWDM samma tätningssystem, fysiskt bestående av enheter som genererar informationsflöde(mediaomvandlare, routrar... ja, du vet) transceivrar (transceivrar som skapar ett informationsflöde vid olika våglängder av IR-strålning osynligt för ögat), multiplexorer(enheter som skapar/delar grupp ljussignal) och optisk vågledare(fiberoptisk kabel). Dessutom innehåller DWDM en grupp komponenter som är designade för att förstärka/återställa gruppljussignalen, men för att allt ska gå konsekvent kommer detta att diskuteras nedan.

Låt oss omedelbart bestämma oss för vilka ord vi ska arbeta med. I den här artikeln kommer vi att kalla kanalen informationsflöde på ett sätt(den ena sidan "talar" informationsflödet, den andra "lyssnar" på samma flöde). Kanalen är placerad på sin enda bärvåg, som har en specifikt definierad våglängd (eller frekvens). Men, som ni vet, är det omöjligt att bygga en fullfjädrad förbindelse mellan ett par prenumeranter, varav en är döv och den andra är stum. Därför, för att skapa en fullfjädrad kommunikationslinje, är det nödvändigt att använda två fysiska kanaler, och vi kommer att kalla denna anslutning " full duplex kanal».

Så, DWDM och CWDM gör samma sak - komprimering. Vad är skillnaden? Och skillnaden ligger i frekvensnätet (eller i våglängderna för bärarna, beroende på vilket som är lämpligast för dig) hos bärarna för de primära informationsflödena (kanalerna). Och i driftsområdena för själva gruppsignalen.

Räckvidd och frekvens (våg) rutnät. Ett annat dunkelt ord, vars betydelse vi kommer att försöka förstå. Vad har hänt våglängd? Låt oss föreställa oss en sinusform. Så, våglängd är avståndet mellan två intilliggande toppar av en sinusvåg. Våglängd betecknas vanligtvis med den grekiska bokstaven λ (lambda). Visas tydligt i bilden nedan:

I CWDM-standarden är det bekvämt att mäta strålning i våglängder: 1550 nm, 1310 nm, etc. (nanometer – 10 -9 meter!). Bekvämt, först och främst, eftersom talen är heltal. I standard CWDM-system är avståndet mellan två intilliggande bärvågor (kanaler) 1610 – 1590 == 20 nm (också ett heltal! Nåväl, bekvämt!).

Låt oss nu titta på samma situation från frekvenssidan, först genom att förstå vad frekvens är. Frekvens är antalet kompletta svängningar(topp till topp) elektromagnetisk våg per sekund (betecknas i Hertz eller Hz). För protozoer För beräkningar kan frekvensen ses som ljusets hastighet dividerat med våglängden. Låt oss betrakta informationsflödet på en 1550nm-bärare, dess frekvens är ungefär lika med 300000000/0,00000155 == 193548387096774 Hz, eller 193548 GHz (Gigahertz!). och avståndet mellan intilliggande bärare kommer att vara 300000000/0,00000020 == 15000000000000000 Hz eller 1500000 GHz. Det är helt obekvämt - det finns många siffror och det är oklart.

Idag fungerar CWDM-system i området 1270nm-1610nm, representerande 18 separata kanaler (1270nm, 1290nm, 1310nm ... 1590nm, 1610nm). Men i DWDM är saker och ting lite annorlunda.

DWDM-system fungerar i två band, skurna för CWDM-system, nämligen: C-band (C-band) och L-band (L-band). RäckviddCär inom från 1528,77 nm(kanal C61) upp till 1577.03nm(kanal C01), och räckviddLär inom från 1577,86 nm(kanal L100) upp till 1622,25nm(kanal L48). Siffrorna är redan skrämmande, och om man också tar hänsyn till att vågnätet är ojämnt (det vill säga att avståndet mellan två intilliggande kanaler inte alltid är detsamma - från 0,5 nm till 0,8 nm), så är det lättare att få förvirrad än att komma på det. Det är därför som DWDM-system använder bandnamnet och kanalnumreringen i detta intervall (till exempel C35 eller L91). Allt är klart vanlig DWDM-systemkanaler presenteras i figur 1.2, data om frekvenser och våglängder presenteras i tabell 1.1:

Figur 1.2 – C- och L-band för DWDM-system i det allmänna utbudet av CWDM-system.

Tabell 1.1 är ett typiskt 100 GHz DWDM-nät.

Här bör vi omedelbart göra flera reservationer.

För det första ( och detta är viktigt för ytterligare förståelse! ), är intervall C konventionellt uppdelat i två "färgintervall" - blå(1528nm-1543nm) och röd(1547 nm-1564 nm). Varför dela upp - mer om detta i efterföljande artiklar, nu är det bara viktigt att notera själv att det finns en uppdelning.

För det andra har L-bandet precis börjat användas, och inte alla tillverkare har råd att tillverka utrustning för L-bandet (tabell 1.1, markerad med blått, kanalerna L48-L65 saknas i tabellen).

För det tredje förekommer ordet "vanligt" i bildtexten till tabellen - vilket betyder att det också måste finnas "ovanliga" rutnät. Och det är de verkligen.

Som vi fick reda på ovan är det obekvämt att särskilja DWDM-kanaler efter våglängd. Men frekvensmässigt – väldigt mycket, och tittar man noga på tabell 1.1 kan man se att skillnaden mellan två intilliggande kanaler alltid är 100 GHz. Och om vi betraktar C-bandet (för närvarande behärskas av de flesta tillverkare av DWDM-system), kan vi visa det totala antalet kanaler i det - 61 kanaler. Låt oss omedelbart göra en reservation som, som i CWDM-system, varje kanal är ett enkelriktat informationsflöde, vilket innebär att för fullt datautbyte behövs två av dem (30 fullfjädrade duplexkanaler i C-bandet och 26 i L-bandet, för totalt 56 fullfjädrade duplexkanaler).

Utöver det vanliga 100 GHz-nätet använder de 200 GHz nät (udda C-bandskanaler). Detta beror på det faktum att ett antal tillverkare av DWDM-utrustning inte kan producera multiplexorer för ett 100 GHz-nätverk, eftersom komponenter för det är ganska dyra och borde vara fler Hög kvalitet i förhållande till 200 GHz-system. I detta komprimeringsschema finns det 31 enkelriktade kommunikationskanaler eller 15 full duplex-kanaler.

Mycket sällan (nåja, mycket sällan) används DWDM-komprimeringssystem med en 50-gigahertz mesh. Det betyder att mellan två intilliggande huvudkanaler i ett konventionellt 100 GHz-nät finns en ytterligare underkanal. Sådana kanaler kallas Q och H: F– underkanaler i sortimentetL(till exempel Q80 – frekvens 188050 GHz, våglängd 1594,22 nm), H– underkanaler i sortimentetC(till exempel H23 – frekvens 19230 GHz, våglängd 1558,58 nm). I sådana komprimeringssystem i C-serien finns det 61 huvudkanaler och 61 ytterligare kanaler, totalt 122 kanaler. I L-bandet finns 53 huvud- och 53 underkanaler, totalt 106 kanaler. Total effekt == 122+106 == 228 enkelriktade kanaler, eller 114 full duplex kommunikationskanaler! Det är mycket. Så många. Men det är väldigt, väldigt dyrt, och författaren har inte sett något omnämnande av projekt med ett fulladdat DWDM-system med ett 50 GHz-nät.

Låt oss sammanfatta:

- "Lättversionen" av DWDM-systemet har ett 200 GHz-nät och kan tillhandahålla 15 fullduplexkanaler i C-bandet, samtidigt som det lämnar plats för 15 CWDM-kanaler (1270nm-1510nm, 1590nm, 1610nm);

Ett standard DWDM-system har ett 100 GHz-nät och kan tillhandahålla 30 full-duplex-kanaler i C-bandet och 26 full-duplex-kanaler i L-bandet, samtidigt som det lämnar plats för 15 CWDM-kanaler (1270nm-1510nm, 1590 nm, 1610 nm);

Det fullständiga DWDM-systemet har ett 50 GHz-nät och kan tillhandahålla 60 full-duplex-kanaler i C-bandet och 52 full-duplex-kanaler i L-bandet, vilket återigen lämnar plats för 15 CWDM-kanaler (1270nm-1510nm, 1590nm) 1610 nm);

Populärt i kategorin: