4. Выбор основных параметров проектируемой восс. Выбор количества ов и каналов в каждом волокне

В КП основное внимание уделяется транспорту оптических групповых сигналов между сетью общего пользования и тремя узлами связи проектируемой ВОСС. На рис. 10 представлена упрощенная схема формирования первичных оптических групповых сигналов из абонентских низкоскоростных электрических сигналов от различных абонентов, которые объединяются в групповой сигнал с помощью мультиплексирования во временной области (Time Division Multiplexing, TDM). Далее они преобразуются в оптическое излучение с помощью медиаконвертеров (МК), трансиверов или транспондеров. Такие сигналы часто называют клиентскими. Они формируются пассивными оптическими сетями, операторами мобильной связи и локальными сетями различного назначения. Они могут передаваться к узлам связи по ОВ на одной длине волны, например λ = 1310 или 1550 нм с различными скоростями передачи от 2.5 до 100 Гбит/с и более.

Рис. 10. Упрощенная схема формирования групповых оптических сигналов для ВОСС

Рассмотрим обобщенную схему проектируемой в данном проекте ВОСС (рис. 11), состоящую из трех узлов. Первый узел связывает проектируемый участок сети с сетью общего пользования через мультиплексоры (multiplexer, MUX) и демультиплексоры (demultiplexer, DMUX) этого узла, расположенные слева от оптического кросс-коммутатора (Optical Cross-Connect, ОХС). Через этот узел идет внешний трафик всех узлов проектируемого участка. Ослабленные групповые оптические сигналы из сети общего пользования перед подачей на DMUX усиливаются в предварительных оптических усилителях. После DMUX отдельные ОВ могут коммутироваться (соединяться) в ОХС с любыми другими ОВ для передачи сигналов:

– к узлам 2 или 3 через соответствующие MUX, расположенные справа от ОХС,

– на входы транспондеров узла 1 для преобразования несущей частоты определенного сигнала в соответствии со схемой коммутации и частотным планом ОХС. Предполагается, что транспондеры располагаются в ОХС. На рисунке 11 - обобщенная схема проектируемого участка сети:

Рис. 11. Обобщенная схема проектируемого участка транспортной сети для КП

MUX и DMUX первого узла, расположенные справа от ОХС, связывают его с узлами 2 и 3, а также обеспечивают связь узлов 2 и 3 с сетью общего пользования.

В данном КП предполагается, что коммутация всех оптических ОВ проектируемой ВОСС происходит в ОХС. Туда входят ОВ от всех DMUX первого узла и выходят ОВ к MUX этого узла. Коммутация ОВ может производиться вручную оператором на патч-панелях в оптическом распределительном шкафу (ОРШ) по разработанной схеме. Возможна также автоматическая дистанционная коммутация ОВ в OXC с пульта (клавиатуры) устройства управления (компьютера) оператором с помощью специального программного обеспечения. В качестве примера современной системы управления оптической сетью можно привести NMS Фрактал, которая представляет собой многопользовательскую, многоуровневую среду управления и предназначена для управления работой и мониторинга цифровых транспортных систем OTH с использованием технологий DWDM (Dense WDM, плотное WDM) и CWDM (Coarse WDM, грубое WDM).

В обобщенной схеме используются терминальные MUX и DMUX, а также мультиплексоры ввода-вывода OADM. Терминальные MUX и DMUX могут использоваться с выделенными (прямыми) ОВ между первым узлом и вторым, а также между первым узлом и третьим. Это обеспечивает определенные удобства, упрощающие коммутацию и обработку информационных сигналов во втором и третьем узлах. Такое решение удобно, если второй узел нуждается в большой скорости передачи. В противном случае необходимые для второго узла скорости передачи могут быть обеспечены использованием OADM, которые реализуют транзитную передачу из первого узла в третий и обратно, выделяя часть каналов во втором узле.

К основным параметрам проектируемой ВОСС относятся: информационная технология и скорость передачи канальных сигналов, количество каналов в каждом ОВ, количество волокон в ОК соединительных линий между узлами и сетью общего пользования.

В данном КП рекомендуется использовать для передачи канальных сигналов различные уровни современной информационной технологии OTH, которая была специально разработана для ВОСС, использующих мультиплексирование в волновой области WDM. Скорости передачи информации b_k в каналах для различных уровней OTH приведены в табл. 1.

Также в КП рекомендуется использовать сетевое оборудование разработки компании Т8: DWDM систему Волга и СWDM систему Иртыш. Полагаем, что в проектируемой сети будет использоваться плотное (DWDM) или грубое (СWDM) мультиплексирование в волновой области. Отметим, что для ВОСС с DWDM можно использовать любые уровни иерархии OTH (табл. 1), а с СWDM только первые два уровня OTH (2.5 и 10 Гбит/с). Использование СWDM систем может рекомендоваться, как более экономичное решение, при малом количестве каналов в одном ОВ, для соединительных линий менее 60 км. В таблице 5 отражены урони иерархии ОТН:

Таблица 5

Уровни иерархии OTH

Уровень	Скорость передачи информации в одном канале bк, Гбит/с
OTU-1	2,5
OTU-2	10
OTU-3	40
OTU-4	100

Для узла 2 выбрана схема с использованием OADM, так как в нём требуется локальное добавление/изъятие части спектральных каналов, а остальные каналы проходят транзитом по линии в обход узла.

Запишем выражение для максимальной суммарной скорости передачи по ОК с количеством рабочих ОВ, равным n_об, которая должна быть больше B₁₂:

, (4)

где b_k, n_k - канальная скорость и количество каналов WDM в одном ОВ; n_об -количество рабочих ОВ в ОК. Коэффициент 0,5 в формуле учитывает, что для обеспечения дуплексной связи необходимы два ОВ. Определим минимальное произведение b_k  n_k для трех вариантов проектируемой сети:

(5)

• Для n_об = 6:

• Для n_об = 2:

• Для n_об = 4

Для выбора разумного количества каналов в системе WDM n_k,, используем пошаговый метод последовательных приближений. Для первого шага примем минимальную канальную скорость b_k = 2,5 Гбит/с и рассчитаем максимальное количество каналов в ОВ:

(6)

• Для n_об = 6 и b_k = 2,5 Гбит/с

• Для n_об = 2 и b_k = 2,5 Гбит/с

• Для n_об = 4 и b_k = 2,5 Гбит/с

Так как во всех трёх случаях n_kmax при 2,5 Гбит/с превышает 40 (порог для DWDM) и 8 (для CWDM), переходим ко 2-му шагу и подбираем b_k ∈ {10,40,100} с выбором n_k из рядов {2,4,8,16,24,40,48} в сторону увеличения.

После определения минимального числа каналов n_kmax​​ необходимо выбрать технологию спектрального уплотнения (CWDM или DWDM) и скорректировать число каналов n_k​ в соответствии с допустимыми рядами для выбранной технологии.

Итоговые варианты при подходящей канальной скорости представлены в таблице 6:

Таблица 6

Выбор канальной скорости

и количества каналов

Вариант	Кол-во рабочих ОВ, nob	Результаты расчетов		Выбранные величины
		Произведе-ние bk nk	кол-во каналов nk при bk = 2,5 Гбит/с	Каналь-ная скорость bk, Гбит/c	кол-во кана-лов nk	Информаци-онная технология WDM
1	6	759,58	304	100	8	DWDM
2	2	2278,74	912	100	23	DWDM
3	4	1139,37	456	100	12	DWDM

При выборе b_k = 100 Гбит/с получили допустимые n_k, соответственно сделаем выбор в пользу 1-го варианта, так как он больше всего нам подходит.

Определим количество ОВ на участке 2-3:

,

следовательно

Проверим суммарные скорости:

– для участка 1-2

– для участка 2-3

Таким образом получаем следующую таблицу (табл. 7) распределения трафика между ОВ в ОК:

Таблица 7

Распределение трафика между ОВ в ОК

№ ОВ	Использова-ние ОВ	Участок 1-2		Участок 2-3
		nk	BΣ, Гбит/c	nk	BΣ, Гбит/c
1, 2	раб.	8	800	1	100
3, 4	раб.	8	800	1	100
5, 6	раб.	8	800	1	100
7, 8	рез.	-	-	-	-
9, 10	рез.	-	-	-	-
11, 12	рез.	-	-	-	-
Итого:	–	-	2400	-	300