6.4. Оборудование cwdm

CWDM системы являются частью сети оператора связи и устанавливаются между двумя или более узлами связи. Для того, что бы обеспечить работу CWDM системы на узле связи необходимо наличие активных сетевых устройств с достаточным суммарным количеством портов для установки CWDM SFP трансиверов. Такими сетевыми устройствами обычно являются коммутаторы и маршрутизаторы. В случае недостаточного количества активных сетевых устройств с необходимым суммарным количеством SFP портов возможно использование медиаконверторов со слотами под CWDM SFP трансиверы. Такое решение в ряде случаев так же является экономически выгодным.

Например, основными элементами CWDM систем, предлагаемых "Контур-М" являются:

- CWDM мультиплексоры/демультиплексоры (MUX/DEMUX); позволяют суммировать и разделять оптические сигналы.

- OADM модули - CWDM мультиплексоры ввода/вывода; позволяют выделить и добавить в волокно сигнал по определенным несущим.

- SFP CWDM модули (SFP трансиверы), формируют и принимают оптические сигналы (длины волн) в CWDM системе; переводят сигнал из электрического (активное оборудование) в оптический и обратно.

На рис. 6.6 показан пример системы передачи с использованием комплекса оборудования CWDM. Стоит обратить внимание на то, что мультиплексоры/демультиплексоры и CWDM SFP трансиверы работают в парах. Соответственно это оборудование Type I и Type II. Такая необходимость обусловлена тем, что каждый канал на разных концах имеет зеркальные значения по приему (RX) и передаче (Tx) т.к. сформирован из двух несущих (длин волн).

Рис. 6.6. Система передачи с использованием комплекса оборудования CWDM.

Представим сравнение основных характеристик CWDM и DWDM в таблице 6.5.

Таблица 6.5 Сравнение CWDM и DWDM

	DWDM	CWDM
Шаг каналов	От 3,2 до 0,1 нм Требуется использование лазеров с компенсацией влияния температуры, точные оптические фильтры. Все каналы должны попадать в C диапазон для обеспечения усиления.	20 нм Широкий шаг накладывает существенно меньшие на требования к источникам сигналов.
Поддерживаемое число кагалов	До 320	До 20
Поддержка 10G, 40G	Да	Нет
Возможность оптического усиления	Да	Нет Стандартными EDFA усилителями возможно усиление только 2 каналов
Расстояние	До 4000 км Возможность усиления и специализированных технологий коррекции ошибок существенно расширяют расстояние.	~80 км Расстояние ограничено оптическим бюджетом интерфейса.
Область применения	Магистральная сеть	Городская сеть

Таблица 6.6. Варианты применения оптических волокон в зависимости от диапазона длинны волны

Обозначение	Диапазон длин волн, нм	Возможный выбор типа волокна в соответствии с Рекомендациями ITU-T
O - original	1260-1360	G.652, G.652C
E - extended	1360-1460	G.652, G.652C
S - short	1460-1530	G.652, G.652C, G.654, G.655
C - conventional	1530-1565	G.652, G.652C, G654, G.655
L - long	1565-1625	G.652, G.652C, G.654, G.655
U - ultralong	1625-1675	В стадии рассмотрения

CWDM SFP модуль (Small Form-factor Pluggable — компактный сменный форм-фактор) являются компактными оптическими трансиверами. Модули используются при передаче данных по оптической среде для двунаправленной (дуплексной) передачи данных по двум волокнам (одномодовым или мультимодовым). Модуль выступает в качестве оптического интерфейса для активного оборудования (коммутатора, маршрутизатора, либо другого оборудования). CWDM SFP модули поддерживают SONET/SDH, Gigabit Ethernet, Fibre Channel и другие протоколы передачи данных.

SFP модули пришли на замену использовавшимся ранее модулям GBIC. Они обладают более компактным дизайном и возможностью организации более плотного расположения портов на один стандартный 19'' юнит (до 48 портов).

CWDM SFP модули являются двухволоконными и на них устанавливаются оптические сборки типа TOSA (передатчик) и ROSA (приемник). Устанавливаемые приемники (фотоприемники) и передатчики отличаются в зависимости от дальности работы модуля (мощности сигнала) и используемых длин волн (таблица 6.7).

Таблица 6.7. Характеристики CWDM SFP различных моделей.

Модель	Скорость передачи	Длины волн	Тип лазера	Оптическая мощность	Чувствительность	Дальность	Тип волокна
CWDM SFP-G 20дБ без DDM	1,25 Гбит/с	1270-1610 нм с шагом 20 нм	DFB	-2~+2 дБм	-22 дБм	до 60 км	SM
CWDM SFP-G 24дБ DDM	1,25 Гбит/с	1270-1610 нм с шагом 20 нм	DFB	-1~+1 дБм	-24 дБм	до 80 км	SM
CWDM SFP-G 32дБ DDM	1,25 Гбит/с	1270-1610 нм с шагом 20 нм	DFB	0~+2 дБм	-32 дБм	до 100 км	SM
CWDM SFP-G 36дБ DDM	1,25 Гбит/с	1270-1610 нм с шагом 20 нм	DFB	+3~+5 дБм	-33 дБм	до 120 км	SM
CWDM SFP-G 41дБ DDM	1,25 Гбит/с	1270-1610 нм с шагом 20 нм	DFB	+3~+5 дБм	-38 дБм	до 120 км	SM
CWDM SFP-2,5G 18дБ DDM	2,5 Гбит/с	1270-1610 нм с шагом 20 нм	DFB	-1~+1 дБм	-18 дБм	до 40 км	SM
CWDM SFP-2,5G 28дБ DDM	2,5 Гбит/с	1270-1610 нм с шагом 20 нм	DFB	0~+2 дБм	-28 дБм	до 80 км	SM
CWDM SFP-4,5G 18дБ DDM	4,5 Гбит/с	1270-1610 нм с шагом 20 нм	DFB	-1~+1 дБм	-18 дБм	до 40 км	SM
CWDM SFP-4,5G 26дБ DDM	4,5 Гбит/с	1270-1610 нм с шагом 20 нм	DFB	0~+2 дБм	-26 дБм	до 80 км	SM
CWDM SFP-1M 36dB DDM	155 Мбит/с	1270-1610 нм с шагом 20 нм	LD	0~+5 дБм	-36 дБм	до 120 км	SM
CWDM SFP-1M 29dB DDM	622 Мбит/с	1270-1610 нм с шагом 20 нм	LD	-3~+1 дБм	-32 дБм	до 100 км	SM

На CWDM SFP модули устанавливаются лазеры (в составе передатчика — TOSA) с распределенной обратной связью (DFB, Distributed Feedback), которые не требуют термической стабилизации, громоздких и сложных схем управления, являются малогабаритными, экономичными и имеют малую стоимость. Типичный DFB-лазер имеет высокую температурную стабильность, что дает изменение генерируемой длины волны в пределах 6–8 нм в диапазоне температур 0–70С.

CWDM SFP модули предназначены для формирования оптических CWDM сигналов «основной несущей» в диапазоне с 1310 по 1610 нм (шаг 20нм): 1270, 1290, 1310, 1330, 1350, 1370, 1390, 1410, 1430, 1450, 1470, 1490, 1510, 1530, 1550, 1570, 1590, 1610. Для образования дуплексного канала передачи данных в системе CWDM модули SFP используются «попарно» по аналогии со стандартными WDM SFP модулями. Для мониторинга в режиме реального времени (on-line мониторинга) используются CWDM SFP модули с функцией DDM (Digital Diagnostic Monitoring). Функция DDM позволяет в режиме реального времени контролировать параметры CWDM SFP модуля: мощность входящего сигнала (RX), мощность исходящего сигнала (TX), температурные параметры работы модуля. Изменения данных параметров позволяют судить об износе CWDM системы и состоянии трассы в целом. На CWDM SFP модулях стандартно используется типоразмер конненкторов LC. В табл. 6.1 в качестве примера, приведены характеристики CWDM SFP различных моделей.

При распространении сигнала в оптическом волокне происходит естественное затухание сигнала. Величина затухания в волокне зависит от большого количества факторов, однако при расчетах учитывают только два из них – длину линии и длину волны сигнала. Средние потери для сигнала в одномодовом волокне составляют 0,2 дБ/км для длины волны 1550 нм, и 0,35 дБ/км для 1310 нм. Как известно, в системах CWDM используются длины волн от 1270 до 1610 нм, но для расчета затухания в линии для этих длин волн можно ориентироваться на значения для волн 1310 нм и 1550 нм. Приближенные к этим значениям длины волн будут иметь затухание того же порядка. При определении затухания в волокне при расчете оптического бюджета CWDM систем не достаточно рассматривать значение для наиболее короткой длине волны, т.к. доступны CWDM трансиверы разной мощности, и на короткие длины волн можно устанавливать более мощные трансиверы, балансируя, таким образом, систему.