 |
|
|||
 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Меню |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Технологія WDM дозволяє суттєво збільшити пропускну здатність лінії зв'язку, дає можливість організувати двосторонню передачу даних по одному волокну, причому нарощування пропускної здатності може відбуватись на вже існуючому волоконно-оптичному кабелі. У системі WDM сигнали різних довжин хвиль, що генеруються одним або декількома оптичними передавачами, поєднуються мультиплексором у багаточастотний груповий оптичний сигнал, що поширюється далі по одномодовому ОВ. За великої довжини волоконно-оптичної лінії зв'язку в ній встановлюється один або кілька оптичних підсилювачів (ОП). Демультиплексор виділяє з групового оптичного сигналу початкові частотні канали і направляє їх на відповідні фотоприймачі. На проміжних вузлах у лінії або мережі зв'язку деякі оптичні канали можуть бути додані або виділені з групового оптичного сигналу за допомогою оптичних мультиплексорів введення/виведення (ОАDM) 2.2 Технологія DWDM та СWDMТехнологія WDM широко розповсюджена в світі у вигляді двох основних типів систем: Системи з щільним спектральним розділенням каналів DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) Системи з нещільним (грубим) спектральним розділенням каналів СWDM (Coarse Wavelength Division Multiplexing) Зараз існують системи WDM як на великі відстані Long Haul (для магістральних ВОЛЗ) так і міські, внутрішньозонові Metro WDM системи. Технологія СWDM знаходить більш широке застосування на міських мережах, завдяки меншим витратам на її введення, зокрема, тому що не потребує застосування оптичних підсилювачів та завдяки меншій ємності. Рознесення каналів для сучасних DWDM становить 100 ГГЦ або ~0,8 нм., для СWDM розділення каналів здійснюється на значно більшій частотній відстані 2500 ГГц або ~20 нм. Приклад спектра групового потоку для 4-канальної СWDM системи приведено на рис.1. (на спектрі також вказано спектр каналу OSC, що знаходиться окремо від основного групового потоку): З появою оптичних підсилювачів та оптичних мультиплексорів введення/виведення ОАDМ (Optical Add/Drop Multiplexer), котрі дають можливість маршрутизації, з'являються повністю оптичні транспортні мережі (ОТМ) - OTN (Optical Transport Networking). В системах WDM застосовують цілком визначені діапазони довжин хвиль оптичного випромінювання, котрі стандартизовані ITU (рекомендації G.694.1 та G.694.2) Саму DWDM технологію поділяють на DWDM та НDWDM (High Dense Wawelength Division Multiplexing - надщільне спектральне мультиплексування). Границі оптичних діапазонів для одномодового волокна, що використовується для функціонування WDM наведені в таблиці.
Багато сучасних DWDM систем використовують С-діапазон, котрий відповідає максимальному підсиленню волоконних оптичних підсилювачів, легованих іонами ербію. В С-діапазоні можна використовувати до 80 оптичних каналів. Для того щоб уникнути втрат, внаслідок нелінійної взаємодії оптичних каналів, а також дотриматись санітарних норм, сумарна потужність у оптичному волокні не повинна перевищувати 100 мВ (20 дБм). Це обмежує потужність на один оптичний канал. Так, для 80 канальної системи рівень потужності на канал складає 1 дБм; для 40 канальної 4 дБм; для 32 канальної 5 дБм. Таким чином, на кожній підсилювальній ділянці 32 канальна система має запас 1 дБ порівняно з 40 канальною системою та 4 дБ порівняно з 80 канальною, а значить, і довжина підсилювальної ділянки для 32 канальної системи буде більшою. Загальний спрощений вигляд системи WDM показано на рис.2. 2.3 Структура WDM системиВ структуру WDM систем як правило входять наступні елементи: 2.3.1 ТранспондерТранспондер (прийомопередавач) - призначений для узгодження спектральних параметрів інтерфейсів мультиплексорів SDH із спектральними параметрами WDM мультиплексорів, окрім цього транспондер здійснює 3R регенерацію (регенерація сигналу поділяється на 1R (Підсилення та корекція частоти і дисперсії); 2R (1R + відновлення первинної цифрової форми сигналу та подавлення шуму); 3R (2R + відновлення форми та положення імпульсу)). Транспондер має кількість оптичних входів та виходів, рівну числу оптичних сигналів, які потрібно ущільнити. При цьому, якщо ущільнюється n оптичних сигналів, то на виході транспондера довжина хвилі кожного каналу повинна відповідати лише одній частоті у відповідності з сіткою частот, наприклад, допустимо для 1-го каналу оптичний сигнал повинен мати довжину хвилі л1 для другого л2 і т.д. до лn. З виходів транспондера ці оптичні сигнали поступають на строго визначені входи оптичного мультиплексора, що відповідають вказаним довжинам хвиль л1... лn. Транспондер є необов'язковим елементом WDM систем. Якщо з мультиплексорів SDH подаються на WDM мультиплекор сигнали зі спектральними параметрами, що відповідають рекомендаціям G.692, G.695, G.959.1, то транспондер не потрібен. Основними характеристиками транспондера є наступні параметри: Мінімальна чутливість приймачаМінімальний рівень перевантаження приймачаМаксимальне вхідне фазове тремтінняПотужність випромінюванняФорма імпульсу ("око-діаграма") Довжина хвилі випромінюванняШирина спектральної лініїМаксимальне власне фазове тремтіння (тремтіння на виході за відсутності тремтіння на вході) Характеристика передавання фазового тремтінняПричому, нормовані значення цих параметрів є різними та описуються у різних рекомендаціях для клієнтської частини транспондера, котра стикується, наприклад, з обладнанням SDH, та для лінійної частини транспондерів, котра стикується з обладнанням WDM. 2.3.2 WDM мультиплексор/демультиплексорWDM мультиплексор/демультиплексор використовується для об'єднання/ роз'єднання в одному оптичному волокні кількох каналів з різними довжинами хвиль. WDM мультиплексори/демультиплексори як і мультиплексор введення/виведення - пасивні оптичні компоненти використовуються для передавання в лінію (прийому з лінії) групового сигналу з каналами на довжинах хвиль, котрі відповідають рекомендаціям G.694.1, G.694.2 Оптичні мультиплексори введення/виведення каналів використовують для додавання та/або виділення з групового оптичного сигналу певних каналів (на певних довжинах хвиль). WDM мультиплексор більшою мірою характеризує направленість (здатність спрямовувати потік в потрібному напрямку), а WDM демультиплексор - ізоляцію каналів (здатність виділення каналів з групового потоку без спотворення в них). Основними харатеристикими мультиплексорів/демультиплексорів WDM є наступні параметри: Центральна довжина хвилі каналуІнтервал між каналамиСмуга пропускання на рівні 1 та 3 дБПерехідні завадиІзоляція каналівНаправленістьВаріація потужності в спектрі каналуОднорідність каналівВтрати, що залежать від поляризації PDL (Polarization Dependent Loss) Поляризаційна дисперсія модиВнесені втратиВтрати на відбиттяДля мультиплексування/демультиплексування використовуються тонкоплівкові фільтри, волоконні брегівські ґратки, дифракційні ґратки, пристрої інтегральної оптики (оптичний еквівалент інтегральних схем в електроніці), розгалужувачі. Оптичний мультиплексор/демультиплексор вносить значні втрати, котрі зменшують енергетичний потенціал системи (максимальний коефіцієнт загасання за якого забезпечується заданий коефіцієнт помилок). Тому для їхньої компенсації на виході WDM мультиплексора (а також на вході WDM демультиплексора) встановлюється оптичний підсилювач. Ефективність мультиплексора/демультиплексора визначається його здатністю ізолювати один від одного вхідні або вихідні канали. 2.3.3 Оптичний передавачПередавач є пристроєм для генерації енергії оптичного випромінювання, (лазер, світлодіод). Передавач повинен мати: Високу направленість (для чого використовують лазери з дифракційними ґратками) Високе подавлення побічних модСтабільність довжин хвиль, що передаютьсяПотужність, необхідну для прийому сигналу із заданим рівнем коефіцієнта помилокПараметри передавачів визначені у рекомендаціях G.957, G.691, G.693, G.959.1. Найпоширенішими джерелами випромінення для ВОСП на початку були СВД (Світловипромінюючі діоди); ЛД (Лазерні діоди). В сучасних ВОСП для підвищення швидкості роботи та дальності передавання використовуються напівпровідникові лазери. Сучасний напівпровідниковий лазер становить собою багатошарову напівпровідникову структуру з розмірами в кілька сотень мікрон, з резонатором Фарбі-Перо, або системою з розподіленим зворотнім зв'язком (РЗЗ), а також з системами виведення випромінення, подачі живлення та керування вихідною потужністю (модуляції). Останнім часом знаходять застосування напівпровідникові лазери з вертиканьним (резонатор розташовано перпендикулярно площині підложки) резонатором (Vertical Cavity Surfase Emitting Lasers - VCSELs), лазерів з розподіленими Брегівськими дзеркалами, котрі створені з двох світловідбиваючих дзеркал, такі дзеркала називають Брегівськими відбивачами, з великим коефіцієнтом відбиття (аж до 100%), що вносить труднощі їх виробництва, котрі розташовані над та під дуже маленькою областю підсилення (товщиною порядку 20 нм). На сьогоднішний день VCSEL лазери, що перебудовуються, знаходять застосування в системах WDM. 2.3.4 ФотоприймачФотоприймач є пристроєм котрий перетворює вхідні оптичні сигнали у електричні та здійснює у такий спосіб їхню демодуляцію. Фотоприймач повинен бути повністю сумісним з передавачем як за спектральною смугою чутливості у межах номінальних довжин хвиль, так і за часовими характеристиками модуляції випромінювання. Окрім того, фотоприймач повинен мати стійкість до помилок, котрі можуть виникнути в сигналі при проходженні ним інших оптичних компонентів. Параметри фотоприймачів є: ЧутливістьСмуга пропусканняКоефіцієнт помилок2.3.5 АтенюаториАтенюатори встановлюють після оптичного передавача, атенюатори дозволяють зменшувати їхню вихідну потужність до рівня, котрий відповідає можливостям розташованих після них мультиплексорів та підсилювачів, щоб більша потужність сигналу не призводила до нелінійних явищ у деяких компонентах систем WDM. Атенюатори можуть бути змінними і мати властивості вибору загасання потужності (за довжинами хвиль), що часто потрібно для того, щоб "вирівняти" (за рівнем потужності) спектр сигналу на вході в підсилювач. Основними параметрами є: Внесені втратиВтрати на відбиттяВтрати, що залежать від поляризаціїПоляризаційна дисперсія моди2.3.6. КомутаториОптичний комутатор це пасивний оптичний компонент з двома або більше портами, котрий вибірково передає, переадресовує, або блокує оптичний сигнал при передачі по оптичному волокну. Комутатори застосовують (окрім їх прямої функції оптичної комутації) для того, щоб за виникнення пошкоджень в мережі направити сигнал по іншому оптичному шляху або через іншу мережу. Для перенаправлення кількох каналів можуть застосовуватись прості оптичні перемикачі. Для складних мережних архітектур (кільцевої, коміркової) з великою кількістю вузлів та точок доступу, де необхідна гнучка швидка комутація великої кількості каналів, використовують технологію оптичної крос-комутації (на основі комутації волокон чи довжин хвиль). Наприклад, використанням ґраток, масивів хвилеводів, рідких кристалів. Основними параметрами комутаторів є: Внесені втратиВтрати на з'єднанняхВтрати на відбиттяВтрати, що залежать від поляризаціїПерехресні завадиТривалість переключенняТривалість переключення на резерв згідно рекомендації G.783 та G.841 не повинна перевищувати 50 мс. Оптичні комутатори стали тим елементом WDM систем, котрий дозволив відійти від побудови мережі за структурою точка-точка і перейти до більш складних структур та зробили WDM мережу більш керованою, гнучкою і ефективнішою щодо вирішення потреб користувачів. Оптичну комутацію можна поділити на два типи: комутація потоків (крос-комутація) - коли за допомогою оптичного комутатора є можливість перенаправити (переключити) оптичні тракти між оптичними волокнами. л-комутація - коли за допомогою оптичного комутатора створюються умови (за допомогою дисперсійних елементів) для комутації довжин хвиль між оптичними трактами та оптичними волокнами.Страницы: 1, 2
| |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| © 2010 Все права защищены. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
