С термином «DWDM» сегодня связан обширный круг технологий, решений и стандартов в области связи и передачи данных. Постоянно появляющиеся типы сервисов и новые пользовательские приложения создают все большую нагрузку на магистральную транспортную сеть. Это значит, что для транспортировки высокоскоростного трафика требуется технология передачи данных, которая, с одной стороны, обладает достаточной производительностью, с другой предоставляет оператору возможности масштабирования сети без изменения инфраструктуры. Этим требованиям удовлетворяет технология спектрального мультиплексирования (WDM –Wavelength Division Multiplexing), которая уже почти 30 лет является основной технологией построения магистральных волоконно-оптических сетей связи.
Первые WDM-системы были двухканальными с передачей на длинах волн 1310 и 1550 нм. Несколько позже появились многоканальные решения: CWDM (Сoarse Wavelength Division Multiplexing – грубое спектральное уплотнение) и DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing – плотное спектральное уплотнение), где названия говорят о плотности расположения информационных каналов в оптическом спектре.
СКИБИДИ ДОП ДОП — ОТКУДА МЕМ?
DWDM — оборудование «Волга»
DWDM – технология плотного спектрального мультиплексирования. Оптические каналы располагаются в диапазоне от 1530 до 1565 нм с шагом 0,4 нм (50 ГГц) или 0,8 нм (100 ГГц). Современные решения также допускают перестраиваемый шаг с улучшенной гранулярностью. Использование большого числа несущих с минимальным шагом между ними позволяет передавать по паре оптических волокон (приемпередача) до 96 каналов. Сближение оптических каналов позволяет существенно увеличить емкость WDM-системы.
CWDM – технология грубого спектрального уплотнения, обеспечивающая передачу в широком диапазоне от 1260 до 1625 нм до 18 оптических каналов с шагом 20 нм между ними. CWDM-система не предполагает наличия в линии оптических усилителей, так как большинство каналов не входит в рабочий диапазон длин волн эрбиевого усилителя, а значит, максимальная длина регенерационного участка ограничена параметрами трансиверов и физическими свойствами волокна. Однако благодаря большему межканальному расстоянию снижаются требования к конструкции приемопередающих модулей (трансиверов) и пассивной оптики, в частности мультиплексоров. Как следствие, и стоимость CWDM-решений меньше по сравнению с DWDM.
Таким образом, применение технологии грубого спектрального уплотнения целесообразно там, где требуется недорогое решение с небольшим расстоянием между абонентами, необходимая пропускная способность не превышает 10 Гбит/с на канал, а масштабирование системы в сторону существенного увеличения числа несущих не предусмотрено.
Мощный толчок развитию DWDM-систем дало появление эрбиевых усилителей (EDFA) в начале 1990-х гг. Эрбиевый усилитель позволяет равномерно усилить информационные каналы на разных длинах волн как раз в том спектральном диапазоне оптического волокна, где затухание сигнала минимально (C-диапазон, 1530 — 1565 нм). Таким образом, появление эрбиевых усилителей открыло возможность построения многоканальных систем, обеспечивающих передачу данных на протяженные расстояния без электрической регенерации сигнала.
СКИБИДИ ДОП ДОП — (Все версии)
Технология передачи DWDM создает базис для организации гибких высокоскоростных интеллектуальных сетей, обеспечивая прозрачную передачу постоянно растущего трафика, в том числе чувствительного к задержкам. Технология поддерживает скорости от 150 Мбит/с до 400 Гбит/с на одну длину волны. У ряда вендоров в активной разработке находятся 600-гигабитные решения.
DWDM может применяться не только для организации магистральных систем связи между крупными населенными пунктами, но и в городских оптических сетях.
Еще один тренд развития DWDM-систем задают крупнейшие центры обработки данных, которые подталкивают разработчиков и производителей оборудования вырабатывать новые технические решения для увеличения емкости существующих систем передачи по оптическим волокнам, что для операторов обозначает удешевление в пересчете на бит/с. Новое направление, где в скором времени технология окажется востребованной, – агрегация и прозрачная передача трафика, критичного к задержкам. Так, транспортное ядро развивающихся сетей 5G будет, несомненно, построено по принципу DWDM.
Основные компоненты DWDM-системы
Транспондеры/мукспондеры
Адаптация клиентских сигналов к сетям DWDM может быть проведена с помощью блоков транспондеров и мукспондеров (агрегирующих транспондеров). Эти блоки применяются для преобразования несущей длины волны сигнала, поступающего от клиентского оборудования, к установленному частотному плану WDM, оптического сигнала, приходящего из линии, – к несущей длине волны клиентского оборудования, то есть совмещают в себе как передающую, так и приемную часть.
Рассмотрим более подробно функционал транспондеров и мукспондеров в общем виде, а далее поясним разницу между ними. Оба устройства осуществляют передачу линейного сигнала на нужной длине волны в рамках выбранного формата спектрального уплотнения. Компоненты в составе передающей части (лазеры и модуляторы), а также алгоритмы упреждающей коррекции ошибок (FEC – Forward Error Correction) обеспечивают достаточную его устойчивость к шумам и искажениям. Использование в блоках транспондеров/ мукспондеров современных форматов модуляции позволяет обеспечивать высокую пропускную способность сети. С другой стороны, приемо-передающие модули обеспечивают прозрачное преобразование различных клиентских интерфейсов в линейный с возможностями мониторинга и контроля ошибок.
Расширяют функционал транспондеров и мукспондеров за счет поддержки решений операторского класса: принимаются меры по увеличению надежности, времени непрерывной работы, снижению времени перезапуска; обеспечивается удаленный мониторинг. Современные модули могут поддерживать программно-управляемую архитектуру сети SDN (Software Defined Network). Транспондер имеет число выходных портов, равное числу клиентских. В зависимости от реализации, он может обладать функцией внутренней коммутации или жестко связывать входные и выходные порты друг с другом попарно.
В случае применения технологии OTN (Optical Transport Network), работающей в связке с DWDM и обеспечивающей перенос разнородного трафика на оптический уровень, задача устройства сводится к инкапсуляции клиентского сигнала в кадры низкого порядка ODU (Optical Data Unit), добавлению заголовка для процедуры коррекции ошибок FEC и формированию выходного цифрового кадра. Такая процедура называется отображением, а выходной цифровой кадр, модулирующий оптическую несущую, – OTU (Optical Transport Unit).
SD-FEC является алгоритмом кодирования третьего поколения, обеспечивающим передачу данных для оптических сетей 100G на большие расстояния и с большими ретрансляционными участками.
В отличие от транспондера, мукспондер не просто преобразует клиентский сигнал в формат кадра OTN, но и выполняет функции цифрового мультиплексирования. Так же, как и в транспондере, на первом этапе данные клиента размещаются в кадры низкого порядка (в OTN их часто называют Tributary ODU). Мультиплексор OTN синхронно мультиплексирует ODU низкого порядка в ODU высокого порядка (Line ODU).
По групповому кадру рассчитывается контрольная сумма, и на выходе мультиплексора формируется только один линейный кадр OTU. Соответственно, мукспондер формирует один оптический канал. Длина волны излучения, как правило, перестраивается в рабочем диапазоне.
На стороне приема сигналы, поступающие на вход транспондера, детектируются и восстанавливаются цифровым фотоприемником. В случае реализованной процедуры коррекции ошибок FEC соответствующие блоки обнаруживают и устраняют ошибки, возникающие в процессе распространения сигнала по линии связи.
Основные компоненты DWDM-системы:
- транспондеры/мукспондеры, формирующие сигналы на разных длинах волн;
- мультиплексоры, объединяющие сигналы из разных волокон на разных длинах волн в одном волокне, и демультиплексоры, разделяющие несколько сигналов на разных длинах волн из одного волокна по разным волокнам;
- усилители, усиливающие многоканальный сигнал при его передаче по оптическому волокну.
Рисунок 1. Общий вид WDM-системы с передачей по одному волокну оптических сигналов на разных длинах волн
Очевидно, что применение мукспондеров позволяет эффективнее использовать пропускную способность линии связи, так как экономит порты на оптических DWDM-мультиплексорах. Вторым преимуществом устройств является экономия вычислительного ресурса системы, так как контрольная сумма FEC (Forward Error Correction) рассчитывается не для каждого клиента, а для всего кадра OTU.
Существует множество FEC-алгоритмов кодирования, которые различаются по сложности и производительности. Одним из наиболее распространенных кодов первого поколения FEC является код «Рида – Соломона» (255, 239).
Оптические мультиплексоры
Мультиплексоры делятся по возможности изменения канального плана и по количеству каналов. В первой классификации можно выделить 2 группы: фиксированные, когда каждый оптический канал направляется в заранее жестко заданное волокно, и перестраиваемые ROADM (Reconfigurable Optical Add-Drop Multiplexer) – в них можно программно изменять распределение каналов по волокнам. По количеству каналов выделяют терминальные (многоканальные), где число каналов N = 40 — 96 и мультиплексоры ввода-вывода OADM (Optical Add-Drop Multiplexer) с количеством вводимых/выводимых каналов от 1 до 16.
Все транспондеры (мукспондеры) подключаются к оптическому терминальному мультиплексору – пассивному устройству, позволяющему объединять сформированные ранее оптические каналы в одно оптическое волокно. На приемной стороне происходит демультиплексирование оптического сигнала – операция, обратная процедуре мультиплексирования. Именно мультиплексоры/демультиплексоры являются WDM-устройствами в чистом виде, так как их параметры и определяют частотный план системы связи: плотность расположения каналов, их количество, полосу пропускания по каждому каналу.
Фиксированные многоканальные мультиплексоры изготавливаются на основе AWG-решеток (Array Waveguide Grating), а малоканальные могут быть реализованы в виде набора тонкопленочных TFFфильтров (Thin Film Filter). Потери на канал в мультиплексорах на основе AWG-решеток не зависят от числа каналов и составляют примерно 5 дБ.
Для малоканальных мультиплексоров потери определяются числом последовательно включенных фильтров (обычно число каналов N = 2^m, где m = 1 – 4 –количество последовательно включенных фильтров) и составляют от 1,5 до 6 дБ. Ограничение на количество каналов (8 – 16) малоканальных мультиплексоров вызвано тем, что потери в каскаде фильтров сравниваются с потерями в AWG-решетке многоканального мультиплексора.
Для формирования равномерного группового сигнала устройства могут содержать в своем составе управляемые оптические аттенюаторы для каждого мультиплексируемого канала. Кроме того, они могут быть оборудованы измерителями канальной мощности для удаленного мониторинга спектра каналов, а также мониторным разъемом для подключения измерительного оборудования без разрыва оптической линии.
Реконфигурируемые оптические мультиплексоры ввода-вывода ROADM
Отдельного рассмотрения требует группа программно-реконфигурируемых мультиплексоров ввода-вывода. Если фиксированные мультиплексоры (OADM) жестко определяют маршруты каналов, то гибкость и масштабируемость системы может быть обеспечена с помощью реконфигурируемого мультиплексора – ROADM (Reconfigurable Optical Add/Drop Multiplexer), который программно изменяет распределение каналов по волокнам (рисунок 2).
Рисунок 2. Принцип работы реконфигурируемого мультиплексора ввода-вывода (ROADM)
Источник: t8.ru
Добро пожаловать, Гость. Пожалуйста, войдите или зарегистрируйтесь.
Наш календарь
| Май 2023 | ||||||
| Вс. | Пн. | Вт. | Ср. | Чт. | Пт. | Сб. |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |
| 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | [13] |
| 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 |
| 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 |
| 28 | 29 | 30 | 31 | |||
- — Праздники —
Праздник Весны и Труда
- — Дни рождения —
gripon (63)- ekatarios (40)
- — Дни рождения —
- fencer (50)
- — Праздники —
- День радио
- — Дни рождения —
- serykh (51)
- zzzepr (28)
- — Дни рождения —
- Виталий (50)
- — Праздники —
- День Победы
- — Дни рождения —
- giwi (49)
- — Дни рождения —
- discover (58)
- — Праздники —
- Всемирный день электросвязи и информационного общества
- — Дни рождения —
- ats (43)
- — Дни рождения —
- Maybe (51)
- — Праздники —
- День российского предпринимательства
- — Дни рождения —
- dimtivimti (37)
- — Дни рождения —
- Vitaliy (49)
События в календаре не найдены.
Who’s Online
Гостей: 37
Скрытых: 0
Пользователей: 3
Сейчас на форуме:
Rus- Мишаня Сучков
- Волна
Board Stats
Источник: www.macatel.ru
Что обеспечивают WSS в составе ROADM?
Мультиплексор ROADM – WSS одновременно выполняет четыре функции, которые ранее требовали применения четырех отдельных элементов: демультиплексирование, выравнивание уровней мощности, коммутацию, мультиплексирование.
Так же осуществляются функции:
– гибкий процесс ввода-вывода при использовании любых «бесцветных» портов – colorless;
– динамический контроль входной мощности;
– динамическое выравнивание мощности;
– непрерывный оптический мониторинг всех каналов;
– группирование оптических каналов.
Какие компоненты входят в общую структуру узла оптической кроссовой коммутации?
Какие устройства входят в состав фотонного коммутатора PXC?
Оптические (фотонные) коммутаторы PXC (ОХС) представляют собой сложные комплексные технические и программные устройства, в которых применяются собственно оптические коммутаторы, средства группирования нагрузки в электрических и оптических форматах, транспондеры (TPD), электрические и оптические интерфейсы, средства программного управления и, при необходимости, средства сигнального управления процессами установления соединений в коммутаторах. Оптические кроссовые коммутаторы должны поддерживать как кроссовые транзитные соединения, так и функции выделения и ввода оптических каналов с нагрузкой пользователей соответствующего узла связи.
Указать виды оптических коммутационных матриц в составе PXC.
Другое решение с использованием технологии PLC предусматривает использование коммутационной матрицы на волноводных решетках AWG типа 2х2. Коммутация для вывода и ввода оптических сигналов производится электрооптическим коммутатором в параллельных волноводах, собранных в коммутационные блоки. При этом сохраняется общая структура ROADM. Мультиплексор рассчитан на 32 волновых канала с доступом к 5 каналам (всего 37 каналов). Доступ формируется средствами волноводной решетки с коммутаторами.
Контрольные вопросы к разделу 3
Назвать основные модели протокольных решений по сопряжению оптических систем.
Для решения задач по согласованию в системах передачи и оптических сетях используется представление о протокольных моделях передачи данных и уровнях мультиплексирования:
— модель взаимодействия открытых систем международной организации по стандартизации ISO/OSI, представленную семью уровнями;
— модель протоколов TCP/IP, представленную четырьмя уровнями.
2. Назначение линейного кодирования в оптических средствах сопряжения.
Линейное кодирование предполагает возможности по ограничению полосы частот линейного сигнала, что особенно актуально для борьбы с линейными искажениями и взаимными влияниями оптических каналов в системах DWDM.
Назначение скремблера линейного сигнала.
Скремблирование, как правило, предшествует линейному кодированию, т.к. придает статическую однородность в последовательности «0» и «1», т.е. равновероятное их чередование на определенном временном интервале.
4. Изобразить схему линейного скремблера, соответствующего полиному 1+Х+Х 3 + Х 12 + Х 16 .
Что достигается в средствах сопряжения через FEC?
Упреждающая коррекция ошибок FECнашла широкое применение в интерфейсах физического уровня оптической связи последнего поколения. Ее использование предусмотрено стандартами передачи SDH, OTH, Ethernet. FEC позволяет увеличивать длины участков оптической передачи и гибко размещать промежуточные станции обслуживания оптических каналов в сети связи.
Дата добавления: 2018-08-06 ; просмотров: 714 ; Мы поможем в написании вашей работы!
Поделиться с друзьями:
Источник: studopedia.net