2.2.2. Технология dwdm

Повышение пропускной способности транспортной сети, средой передачи которой выбраны кабели с ОВ, может осуществляться различными способами. Возможные варианты постепенного умощнения такой транспортной сети показаны на рисунке 2.20 для гипотетического кабеля, содержащего несколько ОВ. Номера 1, 2, …, (N –1), N относятся к паре ОВ.

На начальном этапе построения транспортной сети задействуются только две пары ОВ с номерами "1" и "2". Первая пара ОВ уплотняется ЦСП, которая формирует тракт STM-1, а вторая – STM-4. Остальные пары ОВ (в частности, под номерами “N-1” и “N”) не задействованы.

Допустим, что на втором этапе построения транспортной сети весьма существенно возросли требования к ее пропускной способности. На первых двух парах ОВ использованы новые, более мощные, ЦСП. В качестве примера показано применение ЦСП, образующих тракты STM-16. Такой же ЦСП уплотняется пара ОВ под номером "N-1". Последняя пара ОВ все еще остается в резерве.

Варианты роста пропускной способности транспортной сети

Рисунок 2.20

Для третьего этапа построения транспортной сети характерен резкий рост требований к пропускной способности линий передачи. Для первой пары ОВ эта задача решается за счет новой ЦСП, формирующей тракт STM-64. Для всех остальных пар ОВ выбрано другое решение – использование оборудования спектрального уплотнения типа DWDM.

Спектральное уплотнение (WDM) позволяет увеличить пропускную способность транспортной сети за счет передачи по одной паре ОВ нескольких длин волн [5, 24, 41, 42]. Первыми устройства WDM были двухканальные системы, которые использовали второе и третье окна прозрачности.

Важным элементом систем спектрального уплотнения стали оптические усилители. До их появления использовались исключительно регенераторы, которые восстанавливали форму сигналов, предварительно преобразовав их в последовательность электрических импульсов. В настоящее время оптические усилители способны эффективно работать в сравнительно узком частотном диапазоне. Поэтому желательно разместить в этом диапазоне как можно большее число каналов. Такое решение заложено в технологии DWDM, представляющей собой ту разновидность спектрального уплотнения, которая основана на компактном размещении несущих соседних каналов. В оборудовании DWDM используется только одно окно прозрачности – 1550 нм.

В системах DWDM расстояние между соседними каналами составляет 100, 50 и даже 25 ГГц. Последний номинал реализуется в системах, именуемых иногда HDWDM (высококомпактное спектральное мультиплексирование). Естественно, что уменьшение расстояния между соседними каналами связано с повышением точности при изготовлении оборудования.

Другими важными элементами построения систем DWDM, в дополнение к экономичным оптическим широкополосным усилителям, являются [24, 41]:

• источники оптической передачи с высокой степенью когерентности и точности частоты излучения;

• преобразователи длин волн (транспондеры);

• оптические приемные регенераторы и фильтры;

• оптические мульдексы (мультиплексоры и демультиплексоры);

• компенсаторы дисперсии принимаемого сигнала.

В системах DWDM уже достигнуты "терабитовые" скорости. Пока число длин волн в серийно выпускаемом оборудовании DWDM измеряется десятками. Максимальная величина в 2000 году составила 160 спектральных каналов. В обозримой перспективе эта величина может дойти до уровня в 512. На рисунке 2.21 приведена структурная схема тракта передачи, который использует технологию DWDM. Предполагается, что между мульдексами в линейном тракте используются оптические усилители (ОУ). Между ЦСП и транспондерами показаны функциональные блоки двух типов – “EO” и “OE”. Они преобразуют электрические сигналы в оптические (electrical/optical – EO) и наоборот (optical/electrical – OE).

Структурная схема тракта передачи DWDM

Рисунок 2.21

Очень интересным элементом системы DWDM, с точки зрения построения транспортной сети, можно считать оптические МВК (ОМВК) и ЦКУ (ОЦКУ). В технической литературе на английском языке эти два элемента известны по аббревиатурам OADM и OXC. Основные функции, выполняемые ОМВК и ОЦКУ, подобны тем, что возложены на МВК и ЦКУ. Различие состоит в том, что ОМВК и ОЦКУ выполняют возложенные на них задачи без преобразования оптических сигналов в электрические.

Технология DWDM стала очень популярной у Операторов. Ее справедливо рассматривают как одно из реальных средств существенного повышения пропускной способности эксплуатируемых транспортных сетей. Например, в [43] приводятся такие сведения: увеличение вчетверо пропускной способности сети AT&T за счет применения систем DWDM было достигнуто за счет повышения ее стоимости в 2,5 раза. Следует учесть, что эти данные получены в 1999 году. Кроме того, речь идет об использовании оборудования DWDM только на отдельных участках транспортной сети. Специалисты ожидают более существенное снижение затрат на развитие транспортных сетей благодаря практической реализации технологии спектрального уплотнения.

На этом заканчивается краткий анализ характеристик основных элементов современных транспортных сетей. Следует, вероятно, напомнить, что основной акцент был сделан на тех характеристиках, которые прямо или косвенно влияют на принципы построения транспортной сети. Если у Вас возникли вопросы по иным аспектам систем передачи, кроссовому оборудованию или среде передачи сигналов, то я бы рекомендовал ряд монографий и статей российских и зарубежных авторов [5, 13, 20, 24, 30, 34, 41, 42, 44, 45].

Величайшие истины – самые простые.

(Лев Толстой)