Kanavien spektrijakoinen multipleksointi

Spektrijakoinen multipleksointi , aallonpituusjakoinen multipleksointi , lyhenne WDM  -  aallonpituusjakoinen multipleksointi - periaate optisen kuidun spektriresurssin jakamisesta valon aallonpituuksille myöhemmällä multipleksoinnilla, jonka avulla voit lähettää samanaikaisesti useita informaatiokanavia yksi kerrallaan optinen kuitua eri kantoaaltotaajuuksilla.

WDM-periaate mahdollistaa kanavakapasiteetin merkittävän lisäämisen (vuoteen 2003 mennessä kaupalliset järjestelmät saavuttivat nopeuden 10,72 Tbps [1] ja vuoteen 2015 mennessä - 27 Tbps [2] ) ja mahdollistaa jo asennettujen valokuitulinjojen käytön. . WDM:n ansiosta on mahdollista järjestää kaksisuuntainen monikanavainen liikenteen siirto yhden kuidun kautta. DWDM-järjestelmien etuna on kyky lähettää nopea signaali pitkiä matkoja käyttämättä välipisteitä (ilman signaalin regenerointia ja välivahvistimia) [3] . Näitä etuja vaaditaan erittäin paljon tiedonsiirrossa harvaan asuttujen alueiden läpi.

Spektrijakomultipleksoinnilla varustettujen järjestelmien toimintaperiaate

Yksinkertaisimmassa tapauksessa jokainen laserlähetin tuottaa signaalin tietyllä taajuudella taajuussuunnitelmasta. Kaikki nämä signaalit yhdistetään optisella multiplekserillä ( englanniksi  mux ) ennen kuin ne viedään optiseen kuituun . Vastaanottopäässä signaalit erotetaan samalla tavalla optisella demultiplekserillä ( eng.  demux ). Tässä, kuten SDH -verkoissa , multiplekseri on avainelementti. Signaalit voivat saapua asiakkaan laitteiden aallonpituuksille ja lähetys tapahtuu ITU DWDM -taajuussuunnitelman mukaisilla pituuksilla.

Yksi tärkeimmistä parametreista linjan DWDM-signaalin laadun määrittämiseksi on signaali-kohinasuhde . Tämä parametri ITU-T O.201:n mukaisesti on yksi optisten kanavien ensisijaisista ominaisuuksista ja ensisijainen siirtolinjan laadun arviointi [4] .

WDM-järjestelmien tyypit

Historiallisesti kahden aallonpituuden WDM-järjestelmät syntyivät ensin, jotka toimivat keskiaallonpituuksilla kvartsikuidun toisesta ja kolmannesta läpinäkyvyysikkunasta (1310 ja 1550 nm ). Tällaisten järjestelmien tärkein etu on, että suuren spektrivälin vuoksi kanavien vaikutus toisiinsa puuttuu kokonaan. Tämän menetelmän avulla voit joko kaksinkertaistaa yhden optisen kuidun lähetysnopeuden tai järjestää kaksisuuntaisen tiedonsiirron.

Nykyaikaiset WDM-järjestelmät ovat olemassa kahdella tekniikalla ( ITU-T G.694.1 ja G.694.2 suositukset ):

CWDM-järjestelmien taajuussuunnitelma on määritelty ITU G.694.2 -standardissa. Tekniikka kattaa kaupunkiverkot, joiden etäisyys on jopa 50 km . Tämän tyyppisten WDM-järjestelmien etuna [6] on alhainen (muihin tyyppeihin verrattuna) laitekustannukset, jotka johtuvat komponenttien alhaisemmista vaatimuksista.

DWDM-järjestelmien taajuussuunnitelma on määritelty ITU G.694.1 -standardissa. Laajuus - runkoverkot. Tällainen WDM-järjestelmä asettaa komponenteille korkeammat vaatimukset kuin CWDM (lähdespektrin leveys, lähteen lämpötilan stabilointi jne.). DWDM-verkkojen nopean kehityksen sysäyksen antoi halpojen ja tehokkaiden kuiturbiumvahvistimien ( EDFA ) ilmaantuminen, jotka toimivat alueella 1525-1565 nm ( kvartsikuidun kolmas läpinäkyvyysikkuna ).

DWDM-suositus kuvaa myös Flexible Grid DWDM -menetelmää, joka on toinen DWDM-taajuussuunnitelma. Tämän tekniikan avulla voit jakaa optisen kuidun spektriresurssin, kuten DWDM:ssä, laskettuna 193,1 THz:n keskitaajuudesta, mutta samalla käyttää eri leveyksiä spektrikaistoja kullekin kanavalle (slotille). Kunkin tällaisen paikan leveyden on oltava 12,5 GHz:n kerrannainen, ja kunkin paikan keskitaajuus määräytyy 6,25 GHz:n DWDM-verkon avulla. Kaikki yhdistelmät ovat sallittuja, joissa paikat eivät mene päällekkäin.

Aallonpituutta muuntavat transponderit

Tässä osiossa käsitellään yksityiskohtia taajuusmuuntimista ( transpondereista ) ja niiden käytöstä lisäkuljetuskerroksena nykyaikaisissa DWDM-järjestelmissä. Lisäksi kuvataan näiden laitteiden kehitystä viimeisen kymmenen vuoden aikana.

Aluksi mediamuuntimia käytettiin muuntamaan signaali (optinen, sähköinen) asiakastasolta optiseksi signaaliksi, jonka aallonpituus oli alueella 1550 nm (tyypillistä DWDM-järjestelmille). On huomattava, että ehdottomasti kaikki signaalit ovat muunnoksen alaisia, mukaan lukien signaalit, joiden aallonpituus on 1550 nm. Tämä tehdään taajuuden stabiloimiseksi ja vaaditun tehon saavuttamiseksi (lisävahvistusta varten käyttämällä kuituoptista vahvistinta erbium-ioneilla seostetussa optisessa kuidussa ).

Kuitenkin 1990-luvun puolivälissä mediamuuntimiin ilmestyi signaalin regenerointitoiminto. Signaalin regeneraatio läpäisi nopeasti 3 kehitysvaihetta - 1R, 2R, 3R. Nämä vaiheet kuvataan alla:

Uudelleenlähetys. Ensimmäiset muuntimet kuuluivat periaatteen "roskat sisääntulossa - roskat lähdössä" alle, koska lähtösignaali oli "kopio" tulosignaalista, vain amplitudi palautettiin. Tämä rajoitti varhaisten DWDM-järjestelmien ulottuvuutta. Signaalin ohjausta rajoittivat optisen alueen parametrit, kuten lähtöteho.

Signaalin amplitudin ja sen keston palauttaminen . Tämän tyyppiset transponderit eivät ole saaneet suurta suosiota. He käyttivät Schmidtin liipaisumenetelmää signaalin tyhjentämiseen.

Signaalin amplitudin, sen keston ja vaiheen palautus . 3R-transponderi on täysin digitaalinen laite. Se pystyy tunnistamaan SONET / SDH -verkkojen ohjauskerroksen palvelutavut, mikä on tarpeen signaalin laadun määrittämiseksi. Useimmissa tapauksissa ehdotetaan käytettäväksi transpondereita, joiden kaistanleveys on 2,5 Gb / s, mikä mahdollistaa OC-3/12/48-signaalien 3R-regeneroinnin, Gigabit Ethernetin ja ohjauskanavan. Monet 3R-transponderit pystyvät regeneroimaan moninopeuksisia signaaleja molempiin suuntiin. Jotkut valmistajat tarjoavat 10 Gbps:n transpondereita, jotka pystyvät nostamaan suurempia nopeuksia OC-192:een asti.

Muut tämän alan viimeaikaiset projektit ovat omaksuneet yhä enemmän TDM -toimintoja (Time Division Multiplexing - aika multipleksointi), joissakin tapauksissa tämä mahdollistaa perinteisen SONET / SDH - kuljetuslaitteiston luopumisen.

Uudelleenkonfiguroitavat optiset Add-Drop -multiplekserit ( ROADM ) ovat uuden sukupolven fotonisia ristiliittimiä, joiden avulla voit etänä dynaamisesti muuttaa multiplekserin lähettämien eri aaltojen reititystä. Ennen ROADM:n tuloa uuden aallon lisääminen (Add operation) ja sen poistaminen yleisestä signaalista (Drop-toiminto) vaati tavallisesti uuden moduulin fyysistä asentamista multiplekserin runkoon ja sen paikallista konfigurointia, mikä tietysti vaati insinööri vierailemaan käyttäjän POP:ssa, johon multiplekseri asennettiin . Varhaiset DWDM-verkot olivat melko staattisia tulo- ja lähtötietovirtojen uudelleenkonfiguroinnin suhteen, joten operaattorit sietävät tarvetta suorittaa tämä toiminto fyysisen uudelleenkytkennän kautta. DWDM-verkkojen kehittyminen on johtanut niiden topologian monimutkaisemiseen ja lisääntyneeseen dynaamisuuteen, kun uusien verkkoasiakkaiden ilmaantuminen on tullut melko yleiseksi, mikä tarkoittaa, että aaltojen lisääminen tai poistaminen rungosta tehdään säännöllisesti ja vaatii enemmän. tehokas tuki.

Katso myös

Muistiinpanot

  1. ↑ Listvin A.V., Listvin V.N., Shvyrkov D.V. Optiset kuidut viestintälinjoille . - M . : LESARart, 2003. - S.  8 . — 288 s. - 10 000 kappaletta.  - ISBN 5-902367-01-8 .
  2. ↑ T8 NTC Research Center kehittää DWDM-järjestelmää, jonka kaistanleveys on 27 Tbps . Käyttöpäivä: 16. kesäkuuta 2014. Arkistoitu alkuperäisestä 9. huhtikuuta 2014.
  3. ↑ Venäjällä saavutettiin maailmanennätys tiedonsiirrossa FOCL:n kautta  (inaccessible link) , 2012
  4. ↑ V. N. Listvin, V. N. Treštšikov. DWDM-järjestelmät. - tieteellinen julkaisu. - M . : Kustantaja "Nauka", 2013. - 300 s. - ISBN 978-5-9902333-6-2 .
  5. ↑ R. Freeman. Kuituoptiset viestintäjärjestelmät. [Englannista kääntänyt N. N. Slepov]. - M . : Technosfera, 2003.
  6. ↑ ITU-T. G.694.2: Spektriverkot WDM-sovelluksiin: CWDM-aallonpituusverkko (23. syyskuuta 2004). Haettu 18. kesäkuuta 2014. Arkistoitu alkuperäisestä 11. marraskuuta 2012.

Linkit

  Siirry Wikidata-kohteeseen  Sanakirjat ja tietosanakirjat
Bibliografisissa luetteloissa