4. Технологии построения транспортной системы сети на основе оптических систем связи

При построении транспортной сети могут быть использованы так называемые маловолоконные кабельные системы (МКС). Маловолоконная кабельная система (МКС) – это система, базирующаяся на волоконно-оптическом кабеле с числом волокон, не превышающим восьми. Они противопоставляются кабелям с числом волокон большим 24, 36 и далее, использование которых при развёртывании сети в городе не имеет смысла.

Еще несколько лет назад МКС вряд ли были бы так привлекательны. Основными причинами роста их популярности стали современные технологические разработки в телекоммуникационной индустрии: мультисервисные сети и системы, пассивные оптические сети (passive optical networks, PON), новые масштабы скоростей передачи данных в IP-сетях, разработка технологии RPR, появление устройств волнового мультиплексирования WDM (wavelength division multiplexing) и плотного волнового мультиплексирования DWDM (dense WDM). Все, перечисленные ниже технологии способствуют более эффективному использованию ресурса волокна.

1. Пассивная оптическая сеть PON

Мощным альтернативным решением двунаправленного канала доступа на основе Ethernet является PON. Суть технологии PON заключается в том, что между центральным узлом и удаленными абонентскими узлами создается сеть с пассивным оптическим распределением, имеющую топологию дерева. Нисходящий поток от центрального офиса к абонентам идет на длине волны 1550 нм и имеет скорость 622 Мбит/с (в сумме для всех абонентов). Восходящие потоки от абонентов идут на длине волны 1310 нм с использованием протокола множественного доступа с временным разделением (TDMA).

2. RPR – динамическое пакетное кольцо

Группа IEEE 802.17 в настоящее время разрабатывает стандарт динамического пакетного кольца RPR (resilient packet ring) основу которого составляет двухволоконное кольцо пропускной способности 10 Гбит/с [6]. Главная задача рабочей группы – построение транспортной магистрали, способной очень быстро реконфигурироваться при повреждениях кабеля и отказе сетевого оборудования. Фирменная технология DPT компании Cisco Systems имеет много общего с этим стандартом.

3. Кольцевая топология метро-DWDM

Основу таких решений составляет двухволоконное кольцо с множеством оптических мультиплексоров ввода/вывода на узлах. Передача сигналов в волокнах идет навстречу друг другу. В нормальном режиме вся информация передается по одному волокну. Передача по резервному волокну активизируется при повреждении кабельной системы.

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.

Современные WDM системы на основе стандартного частотного плана (ITU-T Rec. G.692) можно подразделить на три группы:

• грубые WDM (Coarse WDM – CWDM) – системы с частотным разносом каналов не менее 200 ГГц, позволяющие мультиплексировать не более 18 каналов.

• плотные WDM (Dense WDM – DWDM) – системы с разносом каналов не менее 100 ГГц, позволяющие мультиплексировать не более 40 каналов.

• высокоплотные WDM (High Dense WDM – HDWDM) – системы с разносом каналов 50 ГГц и менее, позволяющие мультиплексировать не менее 64 каналов.

Частотный план для CWDM систем определяется стандартом ITU G.694.2. 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.

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).