2. Системи багатохвильового ущільнення
2.1. Вступ до wdm
Оптичні системи мультиплексування з розділенням за довжинами хвиль МРДХ або англійською WDM (wave division multiplexing) – відносно нова технологія оптичного (або спектрального) ущільнення, яка булла розроблена в 70-80 роках минулого сторіччя. Сьогодні WDM грає для оптичних синхронних систем ту же роль, що і мультиплексування з частотним розділенням МЧР (FDM) для аналогових систем передавання даних. Саме тому системи з WDM часто називають системами оптичного мультиплексування з частотним розділенням ОМЧР (OFDM). Проте за суттю ці технології (FDM і OFDM) суттєво відрізняються одна від одної. Їх відмінність полягає в не лише в використанні оптичного (OFDM) або електричного (FDM) сигналу. При FDM використовують АМ модуляції з однією боковою смугою (ОБС) та вибраною системою піднесучих, модулюючий сигнал яких однаковий за структурою, так як є набором стандартних каналів ТЧ. При OFDM механізм модуляції, необхідний в FDM для зсуву несучих, взагалі не використовується, несучі генеруються окремими випромінювачами (лазерами), сигнали яких просто об’єднуються мультиплексором у єдиний багаточастотний сигнал. Кажна його складова (несуча) принципово може передавати потік цифрових сигналів, сформований за законами різних синхронних технологій. Наприклад, одна несуча формально може передавати АТМ трафік, друга SDH, третя PDH і т.д. Для цього несучі модулюються цифровим сигналом у відповідності до передаваного трафіка.
2.2. Модель взаємодії wdm з транспортними технологіями [6-10]
Формально для систем WDM не важливо, які методи кодування і формування конкретного цифрового сигналу використовувалися. Проте, як правило, в таких системах передається однотипний трафік. Це диктується використанням відповідних методів синхронізації та одноманітністю процесу обробки. На відміну від систем SDH сигнал, що передається не упаковується в контейнери і не піддається обробці у відповідності до структури мультиплексування SDH для формування транспортного модуля STM-N, який тільки і може бути переданий через фізичний рівень в канал зв’язку (середовище передавання).
Якщо спрощено уявити багаторівневу модель взаємодії основних технологій SDH/SONET, ATM, IP (без врахування можливості переносу IP через ATM), які здійснюють транспортування сигналу в глобальних цифрових мережах, і WDM, то до появи останньої вона мала вигляд, який наданий на рис. 2.1.а. Модель складалася з трьох рівнів і оптичного середовища передавання. Вона показувала, що для транспортування трафіка верхнього рівня (ATM і IP) по оптичному середовищу передавання він повинен бути розміщений (інкапсульований) в транспортні модулі STM-N/OC-n технологій SDH/SONET, які спроможні, використовуючи фізичний інтерфейс цих технологій, пройти через фізичний рівень в оптичне середовище передавання. Звідси випливала необхідність створення технологій інкапсуляції комірок АТМ, наприклад, у віртуальні контейнери SDH (ATM over SDH), або пакетів IP у віртуальні триби SONET (IP over SONET). Цим і займалися відповідні підкомітети по стандартизації у таких інститутах, як ANSI, ISO, ITU-T і ETSI, розробляючи стандарти на вказані технології.
а б
Рис. 2.1. Модель взаємодії основних транспортних технологій.
а – до впровадження технології WDM,
б – після впровадження технології WDM.
Після появи систем WDM модель приймає вигляд, наданий на рис. 2.1.б. Тепер модель має чотири рівня, не враховуючи оптичного середовища передавання. З’явився проміжний рівень WDM, який, як і SDH/SONET, забезпечує фізичний інтерфейс, що дозволяє через фізичний рівень вийти в оптичне середовище передавання не тільки технології SDH/SONET, і й технологіям ATM та IP. В останньому випадку не потребується інкапсуляції комірок ATM або пакетів IP в проміжний транспортний модуль технологій SDH/SONET. Це не тільки спрощує процедуру обробки і транспортування трафіка, який генерується системами ATM та IP, а й суттєво зменшує загальну довжину заголовків (які пристиковуються по мері проходження з верхнього рівня на нижній). Тим самим підвищується відсоток, який займає інформаційна складова трафіка, в загальній довжині передаваного повідомлення, і як наслідок, підвищується ефективність передавання в цілому. Природно, що ATM і IP трафік може бути переданий і по традиційній схемі з використанням SDH/SONET, трафік яких може бути також переданий за допомогою систем WDM. Це зберігає спадкоємність старих схем транспортування та збільшує гнучкість композитних систем WDM-SDH/SONET в цілому.