10.2. Оптические кросс-коммутаторы

Несмотря на существенные успехи в развитии технологии оптических сетей, связанные с развити­ем WDM, коммутация каналов, оборудования и данных (пакетов, фреймов, кадров, ячеек) до по­следнего времени осуществлялась электронными коммутирующими устройствами - маршрути­заторами и кросс-коммутаторами. Это объяснялось рядом особенностей, присущих электрон­ным коммутаторам, и прежде всего их функциональной гибкостью и универсальностью.

Все коммутаторы отличаются двумя важнейшими показателями: скоростью переключе­ния и емкостью - числом коммутируемых каналов или коммутируемых стандартных модулей (например, STM-1).

В иерархии скоростей переключения в оптических сетях различают обычно четыре уровня скоростей переключения [303]:

низкие - время переключения порядка 10"³ с, т.е. миллисекунды; средние - время переключения порядка 10"⁶ с, т.е. микросекунды; высокие - время переключения порядка 10~⁹ с, т.е. наносекунды; очень высокие - время переключения порядка 10'¹² с, т.е. пикосекунды.

Низкие скорости переключения достаточны для осуществления операций автоматической конфигурации-реконфигурации оборудования (например, оптическое байпасное переключение -ОБП (OBS) для обхода выключенного или вышедшего из строя блока) или обновления таблиц маршрутизации. Емкости коммутаторов при этом для большой сети требуются значительные.

Средние скорости достаточны для осуществления защитного переключения колец или альтернативных маршрутов в сетях, коммутирующего сетевой трафик из одного волокна в другое. Емкость коммутатора 2x2 оказывается здесь достаточной.

Высокие скорости требуются для коммутации потоков данных. Время переключения должно быть существенно меньше времени прохождения обрабатываемого пакета (которое, например, для 53 байтной ячейки ATM составляет 42 не при скорости потока 10 Гбит/с), т.е. наносекунды.

Очень высокие скорости требуются для внешней модуляции светового потока потоком бит данных. Время переключения должны быть по крайней мере на порядок меньше длительности одного битового интервала, составляющей для потока 10 Гбит/с 100 пс.

Что касается емкости, то оптический коммутатор 16x16 считается большим, хотя не идет ни в какое сравнение с электронными коммутаторами емкостью 2048x2048 каналов.

К другим показателям, характеризующим работу коммутаторов, относятся следующие.

• Коэффициент ослабления коммутируемого сигнала на выходе в режиме "выключено" по сравнению с режимом "включено" (может изменяться от 40-50 дБ до 10-15 дБ в зависимости от типа коммутатора). Этот показатель должен быть как можно больше.

• Вносимые коммутатором потери - вызываемое коммутатором ослабление сигнала, которое должно быть как можно меньше.

• Переходное затухание коммутатора - отношение мощности сигнала на нужном (скоммути- рованном) выходе к мощности сигналов на всех остальных выходах. Этот показатель должен быть как можно больше.

• Поляризационные потери коммутатора (PDL) - ослабление коммутируемого сигнала, вы­ званное его поляризацией. Уровень этих потерь зависит от места коммутатора в системе связи и должен быть как можно меньше. Для их снижения на входе коммутатора может быть исполь­ зовано специальное волокно, препятствующее возникновению поляризации сигнала.