Проектирование магистральной волоконно-оптической системы передачи с повышенной пропускной способностью (стр. 23 из 31)

Рис. 3.23.. усиливаются либо гибридным предусилителем с каскадом рамановского усиления и EDFA, либо только EDFA.4,2

Судя по этому рисунку 3.24. несомненное преимущество при использовании в системах DWDMу Рамановские усилителей по сравнение с EDFA.

Рис. 3.24. Полосы пропускания EDFA и Raman усилителей

3.2.3 Разработка аппаратуры выделения и транзитацифровых потоков

Для сетей доступа разработаны оптические волновые коммутаторы и маршрутизаторы. Основой этих устройств являются волновые конверторы: λ-конверторы, основанные на использовании п/п SOA с МШУ модулирующим излучением, и λ-конвертора основан на использовании смещения зоны поглощения п/п электроабсорбционного модулятора (ЕАМ) света (эффект Келдыша–Франца). В сетях связи с применением DWDM основным элементом является оптический MUX и оптический DMUX.

Оптический MUX/DMUX составляет основу оптического MUX ввода-вывода (ОАДМ). На рис. 3.25 представлена типовая структурная схема участка ВОСП с DWDM с включением в оптический тракт узла ОАДМ. В оконечных пунктах А и Б размещена аппаратура SDH вместе с аппаратурой DWDM, в состав которой входит оптический MUX ОМ1 и DMUX ОД1 (п.А) и ОМ2 – ОД2 (п.Б).

Рис. 3.25. Структурная схема ВОСП_СР с пунктом В, содержащим оптический мультиплексор ввода_вывода (ОАДМ)

В некотором промежуточном пункте В в оптический тракт включен узел с ОАДМ. Он состоит из двух оптических MUX ОМ3 и ОМ4 и DMUX ОД3 и ОД4. Из схемы видно, что часть оптических каналов на длинах волн λ1…i с выходов ОД3 вводятся в соответствующие входы ОМ3, другая часть на длинах волн λk…m, где k=i+1, выводится из ОД3 и направляется к потребителю в пункт В, из этого же пункта уже другая информация на тех же длинах волн λk…m вводится в MUX ОМ3. В обратном направлении схема включения аналогична, для чего в узле содержатся MUX ОМ4 и DMUX ОД4. Необходимость подведения к узлу с ОАДМ электропитания приводит к требованию размещения таких узлов в пунктах, где имеется электрическая сеть, либо к организации дистанционного электропитания.

В ЦНИИС был предложен альтернативный способ осуществления ввода/вывода информации с помощью использования устройства, схема которого представлена на рис. 3.26. Это устройство – волоконно-оптический блок (ВОБ), состоит из шести Y-ответвителей, соединенных между собой так, как показано на схеме.

Рис. 3.26. Структурная схема ВОСП-СР с пунктом В, в котором включен волоконно-оптический блок (ВОБ)

Устройство ВОБ не является спектрально-селективным, вследствие чего не требуется температурной стабилизации, а значит, и электрического питания. В этом случае для связи между пунктами в направлении А→Б используются длины волн λ1…i, в обратном направлении Б→ А – λk…m и λp…j, между пунктами Б→В длины волн λ1…i , λk…m и λp…j, в обратном направлении В→Б используются λk…m. MUX ОМ1, ОМ2 и ОМ3 и DMUX ОД1, ОД2 и ОД3 рассчитаны на количество спектральных каналов, равное j. Предложенный волоконно-оптический блок (ВОБ) может быть эффективно использован в таких DWDM, в которых задействованы не все каналы, на которые рассчитаны MUX, а только часть из них. Неполная загрузка DWDM практически соответствует для настоящего времени и ближайшего будущего реальному положению не только для сети связи России, но и остальных стран.

3.3 Выбор оборудования магистральной ВОСП

3.3.1Выбор оборудования WDM

Обзор аппаратуры фирм, выпускающих оборудование DWDM. Tехнология DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) обеспечивает наибольшую пропускную способность при использовании одной оптической пары. Высокая пропускная способность достигается за счет применения технологии мультиплексирования по длине волны, когда по одной оптической паре передается несколько независимых потоков, каждый на своей длине волны. Существующее сейчас оборудование позволяет использовать до 160 оптических каналов с возможностью расширения до 300 каналов в будущем. В каждом из таких каналов прозрачно передается информационный поток на скоростях от 100 Мбит/с до 40 Гбит/с. Внедрение технологии плотного спектрального мультиплексирования по длине волны (Dense Wavelength Division Multiplexing – DWDM) создает возможность повышения эффективности передачи трафика в оптических каналах городских сетей. Наиболее привлекательной особенностью технологии DWDM, как с технической, так и с экономической точки зрения, является ее способность поддерживать практически неограниченные возможности по передаче трафика. Она не только защищает инвестиции, вложенные в существующие оптоволоконные каналы, но и повышает их возможности, по меньшей мере, в 32 раза. По мере роста спроса вы сможете расширять емкость своей сети с помощью простых модернизаций оборудования или за счет увеличения количества задействованных длин волн, не прибегая к дорогостоящим реконструкциям. Расширяя емкость, вы будете платить только за новое оборудование. Что же касается кабельной сети, то она останется прежней.

Основными сетевыми элементами сети DWDM являются:

• DWDM-мультиплексоры/демультиплексоры;

• DWDM-мультиплексоры ввода/вывода;

• DWDM-транспондеры, преобразующие оптические сигналы (одномодовые или многомодовые) от оборудования пользователя к одной из DWDM длин волн;

• оптические усилители;

• компенсаторы дисперсии.

Помимо полосы пропускания, технология DWDM имеет целый ряд других преимуществ:

• Прозрачность. Поскольку DWDM – это архитектура физического уровня, она может прозрачно поддерживать мультиплексирование с разделением по времени (TDM) и форматы данных ATM, Gigabit Ethernet, ESCON и Fibre Channel с открытыми интерфейсами на общем физическом уровне.

• Масштабируемость. DWDM может использоваться для быстрого наращивания емкости в соединениях "точка–точка" и сегментах существующих колец SONET/SDH.

• Динамическое обеспечение сети (Dynamic Provisioning). быстрое и простое динамическое обеспечение сетевых соединений позволяет провайдерам осуществить стратегическое распределение полосы пропускания (Strategic Bandwidth Allocation), т. е. довести оптические каналы до отдельных зданий.

Рис 3.27. Структурная схема магистральной системы DWDM

От надежной работы магистральных сетей зависит функционирование международной и междугородной телефонной связи, Internet, корпоративных сетей многих крупных компаний.

Разумеется, в рамках данной выпускной работы невозможно охватить всех производителей, выпускающих оборудование SDH и DWDM. Поэтому мы сможем рассмотреть лишь часть оборудования, представленного на российском рынке.

В таблицах приведены основные технические характеристики по нескольким группам оборудования DWDM.

Alcatel. Компания Alcatel представляет на рынке семейство продуктов OPTINEX для операторов связи. В соответствии с принятой концепцией, На магистральных сетях предпочтение отдается DWDM с поддержкой динамической реконфигурации оптических трактов, а также технологиям SDH. Ряд продуктов DWDM оптимизирован для сетей городского масштаба.

Устройства Alcatel 1680 SM предназначен для создания высокоскоростных магистральных сетей, работает исключительно на уровне STM-64 и служит своеобразным шлюзом доступа к оптическому уровню сети. В семейство OPTINEX входят три модели оборудования DWDM. Alcatel 1686 WM — система с поддержкой 16 или 32 оптических каналов. Каждый из них способен работать на скоростях от 100 Мбит/с до 10 Гбит/с. Для высокопроизводительных магистральных сетей подойдет модель Alcatel 1640 WM, обеспечивающая мультиплексирование до 80 оптических каналов.

ZTE. Эта китайская компания предлагает на российском рынке целый ряд оборудования DWDM. Устройство ZXWM-32 представляет собой систему уплотнения DWDM и позволяет достигать суммарной скорости передачи до 400 Гбит/с.

Lucent Technologies. Компания Lucent Technologies выпускает целую гамму оборудования синхронной передачи и оптического уплотнения, объединенных общим названием WaveStar. Младший модельный ряд SDH состоит из трех моделей мультиплексоров STM-1.

Таблица 3.12 Системы DWDM.

Они могут использоваться для создания магистральных сетей и организации доступа. Для решения последней задачи предназначен WaveStar AM-1 Plus. Причем, в зависимости от комплектации, он способен работать и с потоком STM-4. Это небольшое устройство имеет настольную конструкцию, по габаритам и форме весьма схожую с модемами пятилетней давности. В этот мультиплексор можно вставить одну дополнительную плату, расширяющую его возможности по подключению оборудования с различными интерфейсами. Для сетей иерархий STM-1, STM-4, STM-16 предлагается три модели с индексом ADM. Наиболее мощное устройство в этой группе — интеллектуальный мультиплексор WaveStar ADM 16/1. Он позволяет осуществлять кросс-коммутацию потоков Е1 и получать к ним доступ непосредственно на уровне STM-16. Если пропускной способности в 2,5 Гбит/с окажется недостаточно, то можно установить высокопроизводительный мультиплексор WaveStar TDM 10G, работающий на уровне STM-64. Но при этом имеющиеся мультиплексоры более низких уровней придется сохранить, так как самым низкоскоростным трибутарным интерфейсом является STM-1. Оборудование DWDM компании Lucent Technologies включает в себя семейство WaveStar OLS и мультисервисную платформу Metropolis MSX. Наиболее простая система DWDM — WaveStar OLS 80G с поддержкой до 16 оптических каналов в диапазоне 1550 нм. Данная система в модификации WaveStar OLS 400G расширяется до 80 оптических каналов, а в модификации WaveStar OLS 1.6T — до 160 каналов. Каждый из формируемых каналов может передавать информацию со скоростью 10 Гбит/с (STM-64), что соответствует пропускной способности по одному оптическому волокну 1,6 Тбит/с.