Предыдущая страница // Содержание//Следующая страница

6.Промышленные WDM-системы

Сейчас все еще применяются WDM-системы первого поколения, мультиплексирующие два канала с несущими 1310 нм и 1550 нм. Кроме того, как уже упоминалось, они предлагаются в качестве опций при поставке ряда коммерческих систем SDH/SONET. Эксплуатируется и достаточное количество четырех- и восьмиканальных систем, например T31-BDX фирмы Pirelli и WL8 компании Siemens, которые условно можно отнести к системам второго поколения (кроме четырехканальной системы компании Siemens). Бурное развитие WDM/DWDM-систем пришлось на 1997-1998 гг., когда были разработаны системы третьего поколения, основанные на стандартизированном канальном плане и имеющие минимум 16 каналов. Сегодня начинается их повсеместное внедрение.

Изготовителей соответствующего оборудования можно разделить на две группы: фирмы, традиционно выпускающие системы PDH/SDH и сопутствующие устройства (Alcatel, ECI, Lucent, NEC, Nokia, Nortel, Pirelli, Siemens) и "новые" производители (ADVA, Cambrian, в настоящее время принадлежащая компании Nortel, Ciena, Eonyx, IBM, Osicom). Первые разрабатывали WDM-системы как транспортные средства для глобальных сетей SDH/SONET, вторые - как транспортные средства для локальных или, в крайнем случае, городских сетей (так называемый класс Metro), что видно по набору логических интерфейсов, используемых для преобразования форматов сигналов на входе и выходе WDM-систем.

У наиболее продвинутых компаний первой группы общая емкость систем в расчете на одно волокно составляет в настоящее время 160-400 Гбит/с, что превышает аналогичный показатель для систем производителей второй группы. Лидерами здесь являются фирмы Alcatel и Lucent (400 Гбит/с).

Представители второй группы предлагают, как правило, более простые и дешевые решения, рассчитанные на использование одной секции (или одного перекрытия в секции) и не имеющие возможности оптического ввода/вывода отдельных каналов на промежуточных узлах (в силу отсутствия последних). Однако они могут иметь больше логических интерфейсов, позволяют работать с пакетами различных форматов (ATM, Ethernet, включая Fast Ethernet и Gigabit Ethernet, FDDI) и широко применяют интерфейсы Fibre Channel и ESCON. Среди таких систем нельзя не упомянуть удачные разработки компаний Cambrian, IBM, Osicom и Ciena. Система Sentry последней фирмы выделяется не только по расстоянию, перекрываемому ее секцией (500-800 км), но и по числу задействуемых каналов (40).

Тип системы. Дуплексные, или двунаправленные, системы (D) используют две оптические несущие на канал, а полудуплексные (S) - одну несущую. Многие производители сообщают число каналов без указания типа системы, тогда считается, что она может работать как полудуплексная с n каналами или как дуплексная с n/2 каналами.

В ряде случаев существует несколько вариантов заказных спецификаций, на что следует обращать особое внимание. Так, схема размещения каналов в поддиапазонах B и R может зависеть как от числа каналов, реализуемых данной WDM-системой, так и от конструктивных особенностей оборудования и поддержки дуплексных или полудуплексных каналов. Например, оборудование компании ECI позволяет комплектовать 16-канальную систему как дуплексную (2х16), размещая по 16 каналов в поддиапазонах B и R (ширина зазора между ними - восемь каналов), или как полудуплексную (1х16), размещая 16 каналов в двух поддиапазонах (без зазора и возможности модернизации в вариант 2х16) либо в одном из поддиапазонов (с возможностью модернизации в вариант 2х16).

Код. Как правило, широко используются два типа линейного кодирования - Non-Return-to-Zero (NRZ) и Return-to-Zero (RZ). Первый обеспечивает большую плотность эквивалентных бит на секундный интервал и предпочтительнее в SDH-системах верхних уровней иерархии. Второй широко применяется в DWDM-системах в силу специфики работы модуляторов.

Интересно отметить, что продукт WL4 компании Siemens использует SDH-мультиплексор типа SMA256, работающий на скорости 40 Гбит/с и реализованный на электронных компонентах (применена электронная система мультиплексирования ETDM, а не оптическая OTDM), что позволяет добиться высокой общей емкости системы (160 Гбит/с) уже при четырех каналах. Наличие данного мультиплексора позволяет надеяться, что в недалеком будущем увидит свет система WL32 общей емкостью потока 1,28 Тбит/с в одном волокне - если будут преодолены трудности с перекрытием оптических импульсов при таком сочетании высокой плотности каналов (разнос 100 ГГц) и значительной скорости потока в канале (40 Гбит/с).

Число каналов ввода/вывода. Реализовать ввод/вывод трибов (электрических или оптических), участвующих в схеме первичного электрического или оптического SDH-мультиплексирования, в оптический канал, представленный отдельной оптической несущей, или из него в схему вторичного оптического WDM-мультиплексирования достаточно сложно (особенно для оптических трибов). Поэтому в ряде WDM-систем эта опция вообще не реализована (обеспечивается лишь работа в режиме "точка-точка") либо ограничено число каналов, для которых она разрешена (например, 4 из 16, 8 из 40, 12 из 64). Мало того, число каналов вообще может быть ограничено снизу на уровне виртуального контейнера VC-4.

Топология. В порядке возрастания сложности в WDM-системах могут быть реализованы следующие топологии: "точка-точка" без возможности ввода/вывода трибов SDH; линейная цепь с возможностью ввода/вывода трибов SDH; "звезда" или "точка-много точек", реализуемые с помощью концентратора; "кольцо" (одинарное без защиты, двойное с защитой или счетверенное с полной дуплексной защитой); ячеистая сеть с возможностью динамической маршрутизации.

Секция. Это участок пути, перекрываемый в результате компенсации потерь от затухания сигнала за счет запаса по усилению (бюджета секции) или работы оптических усилителей. Секции могут быть короткими (50-90 км; как правило, они не содержат оптических усилителей), средними (80-150 км; обычно содержат бустеры и предусилители) и длинными (500-700 км; состоят из нескольких участков перекрытия и, как правило, содержат мощный усилитель-бустер, несколько линейных усилителей и предусилитель). Секции ограничены терминальными мультиплексорами.

Дистанция. Максимальное расстояние, на которое могут быть переданы данные. Она определяется числом секций и длиной одной секции, а также возможным наличием регенераторов. С учетом того, что секции зачастую содержат оптические усилители разных типов, дистанция, перекрываемая одной секцией, может иметь длину 500-700 км. Секции могут стыковаться без использования регенераторов - путем соединения терминальных мультиплексоров (back-to-back). Регенераторы применяются для восстановления оригинальной формы сигнала после прохождения им секционного блока (например, в системе WL8 компании Siemens использование одного регенератора позволяет удвоить общую дистанцию передачи сигнала).

Скорость входных данных и тип поддерживаемых логических интерфейсов. Указаны границы диапазона скоростей, которые определяются, в частности, наличием поддержки того или иного логического интерфейса (или формата данных) для взаимодействия с сетями разных типов.

Канал управления. Имеется в виду оптический канал супервизорного управления (Optical Supervision Channel, OSC). Этот канал организуется на дополнительной оптической несущей, которая лежит за пределами фактически используемой полосы. В то же время он может принадлежать полосе, занимаемой стандартизированным канальным планом, либо соответствовать некоторым стандартным (но не применяемым для основной полосы) несущим или частотам накачки лазеров в оптических усилителях.

Управление. Характеризует возможность управления системой в целом, включая управление SDH/SONET-мультиплексорами и оборудованием сети, с которой стыкуется аппаратура WDM. В этом смысле управление разбивается на традиционное для систем SDH/SONET полноценное управление на основе TMN с помощью интерфейсов Q и F и на супервизорное управление с использованием агента SNMP. Возможно также применение специально разработанной системы управления сетью WDM, включающей в себя систему мониторинга волоконно-оптических каналов.

Другим важным параметром является допуск. Он указывает, какую максимальную дисперсию, накопленную на длине одной секции, способна преодолеть WDM-система без потери качества сигнала, определяемого уровнем ошибок (BER). Эта величина используется для проверки способности системы (секции) перекрывать определенную дистанцию. Зная конкретный тип волокна и соответствующее ему значение дисперсионного параметра D, определяемого для граничной длины волны в занимаемой полосе, можно подсчитать фактически накопленную дисперсию путем умножения D на длину секции. Если фактический допуск меньше предельного, система работоспособна при использовании данного волокна, если нет - требуется использовать другое волокно, уменьшить длину секции либо (когда последнее нежелательно или невозможно) применить компенсаторы дисперсии.

Тем не менее уже эти данные позволяют получить представление о современном состоянии соответствующего сектора телекоммуникационной индустрии и спрогнозировать его стремительное развитие в ближайшие годы. 

Что же такое WDM?

Традиционные волоконно-оптические технологии передают данные в виде световых импульсов. Импульсы света представляют биты: нули и единицы. Электрические сигналы преобразуются в оптические, передаются по световоду и преобразуются обратно в электрические сигналы получателем.

При подходе под названием мультиплексирование по длине волны (Wavelength Division Multiplexing, WDM) свет с разными длинами волн от нескольких лазеров передается по одному световоду. WDM работает следующим образом. Источники данных посылают эти волны света мультиплексору, а он уплотняет их для передачи по одной линии. WDM разбивает оптический спектр на каналы, каждый с различной длиной волны.

Оптические усилители, обычно находящиеся на расстоянии десятков километров друг от друга, усиливают все волны одновременно. Наконец, сигналы приходят на демультиплексор, разделяются и отправляются получателям (см. Рисунок 6.)

Рис.6. Организация потока данных в WDM.

Организация потока данных в WDM довольно проста. Свет с разными длинами волн объединяется и передается по одной оптической линии. Усилители обеспечивают непрерывность сигнала, который в конце концов разделяется и отправляется конечным адресатам.

Другие виды оборудования для WDM - это волоконно-оптические фильтры для выборочной передачи конкретного диапазона волн, а также ретрансляторы, функционирующие как приемно-передающие системы.

Практична ли технология WDM или это очередная причуда? Согласно докладу компании Trans-Formation, специализирующейся на анализе рынка оборудования передачи данных, рынок WDM в США вырастет примерно с 80 млн. в 1996 году до 330 млн. в 2000 году (см. Рисунок 7). Это оценка касается всего оборудования, в том числе ретрансляторов, волоконно-оптических мультиплексоров/демультиплексоров, плат WDM для оконечного оборудования линии передачи данных и усилителей для конечных точек.

Рис. 7. Рынок WDM в США с 1996 по 2000гг.

В силу различных причин, например из-за потребности во все большей и большей пропускной способности, технология WDM получит, скорее всего, распространение и будет развиваться быстрыми темпами.

ElectronicCast, другая исследовательская компания в области волоконно-оптических технологий, утверждает, что расходы в США на компоненты для WDM составили 52,5 млн. долларов в 1995 году. Компания считает оптические усилители основными компонентами WDM и полагает, что ожидаемое снижение цен на такие устройства несколько замедлится из-за появления более прогрессивных и, следовательно, более дорогостоящих технологий. Однако общая тенденция к увеличению числа каналов на один передатчик, приемник или фильтр выразится в понижении стоимости каналов.

 

Предыдущая страница // Содержание//Следующая страница

 


Hosted by uCoz