- •Технологии транспортных телекомуникационно-информационных сетей
- •Лекция №1 Плезиохронная цифровая иерархия - pdh
- •1. Общая харакктристика pdh
- •Лекция №2. Введение в технологию синхронной иерархии sonet/sdh
- •1. Общая характеристика sdh
- •2. Общие особенности построения синхронной иерархии
- •Лекция №3. Схемы мультиплексирования потоков в sdh
- •1. Обобщенная схема мультиплексирования потоков в sdh (первая редакция)
- •2.Обобщенная схема мультиплексирования потоков в sdh (третья редакция)
- •3. Пример формирования модуля stm-1 из триба е1 (редакция etsi)
- •Лекция №4. Формирование фреймов stm-n в sdh
- •1. Структура модулей stm-n (etsi)
- •2. Структура заголовка soh фрейма stm-1
- •3. Структура маршрутных заголовков рoh
- •4. Структура указателей административных и трибных блоков
- •Лекция №5. Состав сети sdh.
- •1. Функциональные задачи модулей сетей sdh
- •2. Функциональные модули сетей sdh
- •Линейные тракты сци
- •Лекция №6 Топологии и архитектура сетей sdh
- •1. Топологии сети sdh
- •2. Архитектура сети sdh.
- •3. Методы защиты синхронных потоков
- •Лекция №7 Синхронизация сетей sdh
- •1. Назначение системы синхронизации
- •2. Иерархия источников синхросигналов
- •3. Архитектура системы синхронизации
- •4. Реконфигурация системы синхронизации на основе ssm и
- •5. Примеры синхронизации сети sdh
- •Лекция №8 Система контроля и управления сетью sdh
- •1. Назначение системы контроля и управления сетью
- •2. Четырехуровневая модель управления сетью
- •3. Функциональные блоки и архитектура tmn
- •5. Адрес точки доступа сетевого сервиса nsap
- •6. Управляющие системы em-os и nm-os
- •Конфигурирование кросс-соединений - может быть осуществлено элемент-менеджером по специальной таблице кросс-соединений, формируемой в процессе конфигурирования узла.
- •Лекция №9 Аппаратная реализация сетевых элементов сетей sdh
- •1. Пример мультиплексора уровня stm-1
- •2. Пример мультиплексора уровня stm-4
- •3. Технические характеристики оборудования сетей sdh
- •Лекция №10 Проектирование сети sdh
- •1. Техническое задание на проектирование сети sdh
- •2. Выбор топологии сети
- •4. Конфигурация мультиплексорных узлов и составление спецификации оборудования
- •5. Формирование сети управления
- •6. Формирование сети синхронизации
- •7 Соединение и конфигурирование узлов и маршрутизация потоков
- •Лекция №11 Системы sdh следующего поколения (Next Generation sdh, ng sdh)
- •1. Передача пакетного трафика в «классической» сети sdh
- •2. Ng sdh – общие положения
- •Компоненты ng sdh
- •3. Конкатенация в sdh
- •4. Управление шириной коридора. Lcas
- •5. Общая процедура разбиения на кадры (General Framing Procedure, gfp
- •6. Ethernet поверх sdh
- •Лекция №12 Спектральное уплотнение каналов - wdm
- •1. Общие положения
- •Принцип работы систем со спектральным уплотнением
- •2. Виды wdm систем
2. Виды wdm систем
В настоящее время получили распространение следующие технологии спектрального мультиплексирования:
2-канальный WDM;
грубое спектральное мультиплексирование (CWDM);
плотное спектральное уплотнение (DWDM).
сверхплотное спектральное уплотнение (HDWDM).
Рисунок 12.5 - Зависимость потерь в типовом одномодовом оптоволокне от длины волны передаваемого оптического сигнала
На рисунке 12.5 схематически изображена зависимость потерь в типовом одномодовом оптоволокне в диапазоне, соответствующем его «окну прозрачности», от длины волны передаваемого оптического сигнала. Там же для наглядности обозначены названия диапазонов согласно рекомендации международного телекоммуникационного союза (ITU) ITU-T G.692. Ниже приведены расшифровки названий оптических диапазонов:
O – первичный диапазон (Original, 1260-1360 нм);
E – расширенный диапазон (Extended, 1360-1460 нм);
S – коротковолновый диапазон (short wavelength, 1460-1530 нм);
C – стандартный диапазон (Conventional, 1530-1570);
L – длинноволновый диапазон (Long wavelength, 1570-1625 нм).
Исторически первыми возникли двухволновые WDM системы, работающие на центральных длинах волн из второго и третьего окон прозрачности кварцевого волокна (1310 и 1550 нм). Главным достоинством таких систем является то, что из-за большого спектрального разноса полностью отсутствует влияние каналов друг на друга. Этот способ позволяет либо удвоить скорость передачи по одному оптическому волокну, либо организовать дуплексную связь. Двухканальный WDM (иногда двунаправленный, bi-di WDM) является в настоящее время наиболее распространенным решением из мира технологий WDM. Принцип работы двухканального WDM можно понять из рисунка 12.6.
Рисунок 12.6 - Принцип работы двухканального WDM
Грубое спектральное мультиплексирование — CWDM (Coarse Wavelength Division Multiplexing) — является технологией спектрального уплотнения с частотным разносом каналов не менее 200 ГГц, базирующейся на использовании оптических каналов, лежащих в диапазоне от 1270 до 1610 нм и отстоящих друг от друга на расстоянии 20 нм, как специфицировано рекомендацией ITU с идентификатором ITU-T G-694.2. Поначалу использовался только диапазон волн 1470 – 1610 нм (8 длин волн), а область 1260 – 1360 не использовалась из-за увеличения затухания на длинах менее 1310 нм (увеличивается коэффициент рассеяния Рэлея).
Для компенсации эффекта поглощения на длине волны 1383 нм стали применять специальные волокна с нулевым «водяным пиком» (ZWPF, LWPF). Если система использует весь диапазон волн 1270 – 1610 нм, то ее называют FS-CWDM-системой (Full-spectrum CWDM).
Область применения технологии CWDM — городские сети с расстоянием до 50 км. Достоинством этого вида WDM систем является низкая (по сравнению с остальными типами) стоимость оборудования вследствие меньших требований к компонентам. Решения CWDM рассматриваются как дешевая замена более дорогих систем DWDM в тех случаях, когда пользователям требуется не более 8-16 каналов WDM.
Отличаясь невысокой стоимостью, простотой монтажа и невысокими требованиями к качеству существующей оптической инфраструктуры, данная технология позволяет передавать по одному волокну до 16 (18) потоков данных. При этом решение абсолютно невосприимчиво к типам и скоростям передаваемого трафика, так как мультиплексирование происходит на физическом уровне. Так, в одном волокне легко могут "сосуществовать" несколько потоков Gigabit Ethernet и 10 Gigabit Ethernet, потоки SDH STM и даже Fibre Channel. Таким образом, CWDM позволяет радикальным образом увеличить пропускную способность оптической сети без прокладки нового оптического кабеля.
Бурному развитию CWDM, помимо удешевления мультиплексирующего оборудования, также способствовало и развитие технологий производства оптического волокна. Дело в том, что CWDM использует для работы широкий диапазон длин волн: от 1310 до 1610 нм, что требует наличия оптического кабеля на основе волокна без так называемого водного пика (Low Water Peak Fiber). Такое волокно (например, популярное сегодня Corning SMF-28e+) обладает расширенным до порядка 300 нм спектром пропускания.
В полную ширину спектра 340 нм с занимаемой областью 1270-1610 нм входят 18 стандартных каналов с шагом 20 нм.
Будучи наложенной на характеристику затухания стандартного ОВ, эта область содержит сглаженный максимум затухания на 1383 нм.
Хотя вероятность увеличения максимального затухания в районе 1383 нм мала, нужно иметь в виду, что три стандартных канала CWDM: 1370, 1390 и 1410 нм - расположены около этого пика. Они могут быть причиной определенных трудностей (вызванных необходимостью индивидуальной подстройки коэффициентов усиления каналов в тракте ВОСП) при реализации полного (18 каналов) варианта использования полосы CWDM. Если исключить эти три канала, то возможности расширения ограничиваются семью каналами и максимальное общее число рабочих каналов составит 15, что вполне может удовлетворить многих пользователей.
Плотное спектральное мультиплексирование — DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) — технология для объединения еще гораздо большего числа длин волн, нежели это предусмотрено предыдущей технологией. Большинство ведущих производителей предлагают DWDM-оборудование, позволяющее мультиплексировать в С-диапазоне (1530-1565 нм) до 40 оптических каналов при ширине одного канала 100 ГГц или до 80 оптических каналов при его ширине 50 ГГц. В этом случае максимальная емкость одного оптического канала составляет 10 Гбит/с (уровень STM-64). В диапазоне L (1570-1605 нм) максимальное число оптических каналов может достигать 160 при ширине канала 50 ГГц. В этой же полосе работают легированные эрбием усилители оптического сигнала (EDFA).
Частотный план для DWDM систем определяется стандартом ITU G.694.1. Область применения — магистральные сети. Этот вид WDM систем предъявляет более высокие требования к компонентам, чем CWDM (ширина спектра источника излучения, температурная стабилизация источника и т. д.). Толчок к бурному развитию DWDM сетей дало появление недорогих и эффективных волоконных эрбиевых усилителей (EDFA), работающих в промежутке от 1525 до 1565 нм (третье окно прозрачности кварцевого волокна).
Сверхплотное спектральное уплотнение — HDWDM (High Dense Wavelength Division Multiplexing) — перспективная технология спектрального уплотнения, позволяющая поднять количество уплотняемых каналов еще в 2-4 раза, по отношению к DWDM. В настоящий момент еще не получила распространения.
В таблице 12.1 показаны сводные данные по технологиям спектрального уплотнения.
Таблица 12.1 Сравнительные характеристики технологий WDM.
|
CWDM (грубое СУ) |
DWDM (плотное СУ) |
HDWDM (сверхплотное СУ) |
Шаг каналов |
20 нм |
1,6 нм 200, 100, 50 ГГц |
0,4 нм 25, 12,5 ГГц |
Используемые диапазоны |
O, E, S, C, L |
S, C, L |
C, L |
Число каналов |
до 18 |
десятки/сотни |
десятки |
Относительная стоимость |
низкая |
высокая |
высокая |