Мультиплексирование с разделением по длине волны

В волоконно-оптической связи мультиплексирование с разделением по длине волны ( WDM ) — это технология, которая мультиплексирует несколько сигналов оптической несущей в одно оптическое волокно с использованием различных длин волн (т. е. цветов) лазерного света . ^[1] Этот метод обеспечивает двунаправленную связь по одной нити оптоволокна (также называемую дуплексной связью с разделением по длине волны ), а также увеличивает пропускную способность. ^[1]

Термин WDM обычно применяется к оптической несущей, которая обычно описывается ее длиной волны, тогда как мультиплексирование с частотным разделением обычно применяется к радионесущей, чаще описываемой частотой . ^[2]Это чисто условно, поскольку длина волны и частота передают одну и ту же информацию. В частности, частота (в Герцах, то есть циклов в секунду), умноженная на длину волны (физическая длина одного цикла), равна скорости несущей волны. В вакууме это скорость света (обычно обозначается строчной буквой с). В стекловолокне скорость существенно меньше — обычно примерно в 0,7 раза с. Скорость передачи данных в практических системах составляет долю несущей частоты.

Системы [ править ]

Система WDM использует мультиплексор в передатчике для объединения нескольких сигналов и демультиплексор в приемнике для их разделения. ^[1]При правильном типе волокна можно получить устройство, которое одновременно выполняет обе функции и может функционировать как оптический мультиплексор ввода-вывода . В качестве устройств оптической фильтрации традиционно используются эталоны (стабильные твердотельные одночастотные интерферометры Фабри–Перо в виде тонкопленочного оптического стекла). Поскольку существует три различных типа WDM, один из которых называется WDM обозначение xWDM . , при обсуждении технологии как таковой обычно используется ^[3]

Концепция была впервые опубликована в 1970 году издательством Delange. ^[4]а к 1980 году системы WDM начали реализовываться в лаборатории. Первые системы WDM объединяли только два сигнала. Современные системы могут обрабатывать 160 сигналов и, таким образом, могут расширить базовую систему со скоростью 100 Гбит/с по одной оптоволоконной паре до скорости более 16 Тбит/с . Также присутствует система из 320 каналов (разнос каналов 12,5 ГГц, см. ниже).

Системы WDM популярны среди телекоммуникационных компаний, поскольку позволяют им расширить пропускную способность сети без прокладки большего количества оптоволокна. Используя WDM и оптические усилители , они могут разместить в своей оптической инфраструктуре несколько поколений технологий без необходимости капитального ремонта магистральной сети. Пропускную способность данного канала можно расширить, просто модернизировав мультиплексоры и демультиплексоры на каждом конце.

Это часто делается с помощью преобразования опто-электро-оптически (O/E/O) на самом краю транспортной сети, что позволяет взаимодействовать с существующим оборудованием с оптическими интерфейсами. ^[3]

Большинство систем WDM работают на одномодовых оптоволоконных кабелях с диаметром жилы 9 мкм. Определенные формы WDM также могут использоваться в многомодовых оптоволоконных кабелях (также известных как кабели для помещений), диаметр жил которых составляет 50 или 62,5 мкм.

Ранние системы WDM были дорогими и сложными в эксплуатации. Однако недавняя стандартизация и лучшее понимание динамики систем WDM сделали развертывание WDM менее затратным.

Оптические приемники, в отличие от лазерных источников, представляют собой широкополосные устройства. Следовательно, демультиплексор должен обеспечивать избирательность по длине волны приемника в системе WDM.

Системы WDM делятся на три различных шаблона длины волны: нормальный (WDM), грубый (CWDM) и плотный (DWDM). Обычный WDM (иногда называемый BWDM) использует две нормальные длины волн 1310 и 1550 нм в одном волокне. Грубая WDM обеспечивает до 16 каналов в нескольких окнах передачи кварцевых волокон. Плотный WDM (DWDM) использует окно передачи C-диапазона (1530–1565 нм), но с более плотным разносом каналов. Планы каналов различаются, но типичная система DWDM будет использовать 40 каналов с интервалом 100 ГГц или 80 каналов с интервалом 50 ГГц. Некоторые технологии поддерживают разнос 12,5 ГГц (иногда называемый сверхплотным WDM). Новые возможности усиления ( рамановское усиление ) позволяют расширить используемые длины волн до L-диапазона (1565–1625 нм), более или менее удваивая эти числа.

Грубое мультиплексирование с разделением по длине волны (CWDM), в отличие от DWDM, использует увеличенное расстояние между каналами, что позволяет использовать менее сложные и, следовательно, более дешевые конструкции приемопередатчиков. Чтобы обеспечить 16 каналов в одном волокне, CWDM использует всю полосу частот, охватывающую второе и третье окна передачи (1310/1550 нм соответственно), включая критические частоты, на которых может произойти рассеяние OH. Если необходимо использовать длины волн между вторым и третьим окнами пропускания, рекомендуется использовать кварцевые волокна, не содержащие ОН. ^{[ нужна цитата ]}. Избегая этой области, остаются каналы 47, 49, 51, 53, 55, 57, 59, 61, которые используются наиболее часто. С помощью волокон OS2 проблема пика воды решена, и можно использовать все возможные 18 каналов.

WDM, CWDM и DWDM основаны на одной и той же концепции использования нескольких длин волн света в одном волокне, но различаются расстоянием между длинами волн, количеством каналов и способностью усиливать мультиплексированные сигналы в оптическом пространстве. EDFA обеспечивает эффективное широкополосное усиление в C-диапазоне , рамановское усиление добавляет механизм усиления в L-диапазоне. Для CWDM широкополосное оптическое усиление недоступно, что ограничивает оптические диапазоны несколькими десятками километров.

Грубая WDM [ править ]

Первоначально термин « грубое мультиплексирование с разделением по длине волны» (CWDM) был довольно общим и описывал ряд различных конфигураций каналов. В целом выбор разноса каналов и частоты в этих конфигурациях исключал использование волоконных усилителей, легированных эрбием (EDFA). До относительно недавней стандартизации этого термина ITU одним из распространенных определений CWDM было два или более сигналов, мультиплексированных в одном волокне, причем один сигнал находился в диапазоне 1550 нм, а другой - в диапазоне 1310 нм.

В 2002 году ITU стандартизировал сетку разноса каналов для CWDM (ITU-T G.694.2), используя длины волн от 1270 до 1610 нм с шагом каналов 20 нм. ITU G.694.2 был пересмотрен в 2003 году с целью смещения центров каналов на 1 нм, так что, строго говоря, центральные длины волн составляют от 1271 до 1611 нм. ^[5]Многие длины волн CWDM ниже 1470 нм считаются непригодными для использования на старых волокнах спецификации G.652 из-за повышенного затухания в диапазонах 1270–1470 нм. Новые волокна, соответствующие G.652.C и G.652.D. ^[6] стандарты, такие как Corning SMF-28e и Samsung Widepass, практически устраняют пик затухания, связанный с водой, на длине волны 1383 нм и обеспечивают полноценную работу всех 18 каналов ITU CWDM в городских сетях.

Основная характеристика недавнего стандарта ITU CWDM заключается в том, что сигналы не разнесены соответствующим образом для усиления с помощью EDFA. Это ограничивает общий оптический диапазон CWDM примерно до 60 км для сигнала 2,5 Гбит/с, что подходит для использования в городских условиях. Смягченные требования к стабилизации оптической частоты позволяют соответствующим затратам на CWDM приблизиться к затратам на оптические компоненты без WDM.

Приложения CWDM [ править ]

CWDM используется в сетях кабельного телевидения используются разные длины волн , где для нисходящих и восходящих сигналов . В этих системах используемые длины волн часто сильно разнесены. Например, нисходящий сигнал может иметь длину волны 1310 нм, а восходящий сигнал — 1550 нм. ^{[ нужна цитата ]}

Стандарт 10GBASE-LX4 10 Гбит/с физического уровня является примером системы CWDM, в которой четыре длины волны около 1310 нм, каждая из которых передает поток данных со скоростью 3,125 гигабит в секунду (Гбит/с), используются для передачи 10 Гбит/с. агрегированных данных. ^[7]

Пассивный CWDM — это реализация CWDM, которая не использует электроэнергию. Он разделяет длины волн с помощью пассивных оптических компонентов, таких как полосовые фильтры и призмы. Многие производители продвигают пассивный CWDM для развертывания оптоволокна в доме. ^{[ нужна цитата ]}

Плотный WDM [ править ]

Плотное мультиплексирование с разделением по длине волны (DWDM) первоначально относилось к оптическим сигналам, мультиплексированным в диапазоне 1550 нм, чтобы использовать возможности (и стоимость) волоконных усилителей, легированных эрбием (EDFA), которые эффективны для длин волн примерно между 1525–1565 нм ( C-диапазон ) или 1570–1610 нм ( L-диапазон ). Первоначально EDFA были разработаны для замены SONET/SDH оптико-электро-оптических (OEO) регенераторов , которые они сделали практически устаревшими. EDFA могут усиливать любой оптический сигнал в своем рабочем диапазоне, независимо от модулированной скорости передачи данных. Что касается многоволновых сигналов, пока EDFA имеет достаточно энергии накачки, он может усиливать столько оптических сигналов, сколько можно мультиплексировать в его полосу усиления (хотя плотность сигнала ограничена выбором формата модуляции). Таким образом, EDFA позволяют повысить скорость передачи одноканального оптического канала путем замены только оборудования на концах канала, сохраняя при этом существующий EDFA или серию EDFA на дальнем маршруте. Кроме того, одноволновые каналы, использующие EDFA, аналогичным образом могут быть модернизированы до каналов WDM по разумной цене. Таким образом, стоимость EDFA распределяется по максимальному количеству каналов, которые можно мультиплексировать в полосу 1550 нм.

DWDM-системы [ править ]

На этом этапе базовая система DWDM содержит несколько основных компонентов:

DWDM Терминальный мультиплексор . Терминальный мультиплексор содержит транспондер, преобразующий длину волны для каждого сигнала данных, оптический мультиплексор и, при необходимости, оптический усилитель (EDFA). Каждый транспондер с преобразованием длины волны получает оптический сигнал данных от клиентского уровня, например, сигнала синхронной оптической сети [SONET/SDH] или другого типа сигнала данных, преобразует этот сигнал в электрический домен и повторно передает сигнал на определенной длине волны, используя лазер диапазона 1550 нм. Эти сигналы данных затем объединяются в многоволновый оптический сигнал с использованием оптического мультиплексора для передачи по одному волокну (например, волокну SMF-28). Терминальный мультиплексор может также включать в себя или не включать в себя локальный передающий EDFA для усиления мощности многоволнового оптического сигнала. В середине 1990-х годов системы DWDM содержали 4 или 8 транспондеров, преобразующих длину волны; примерно к 2000 году стали доступны коммерческие системы, способные передавать 128 сигналов.
Повторитель промежуточной линии ставится примерно каждые 80–100 км, чтобы компенсировать потерю оптической мощности при распространении сигнала по волокну. «Многоволновый оптический сигнал» усиливается EDFA, который обычно состоит из нескольких каскадов усилителя.
Промежуточный оптический терминал или оптический мультиплексор ввода-вывода . Это удаленный пункт усиления, который усиливает многоволновой сигнал, который мог пройти до 140 км и более, прежде чем достичь удаленного объекта. Оптическая диагностика и телеметрия часто извлекаются или вставляются в такое место, чтобы обеспечить локализацию любых разрывов волокон или ухудшений сигнала. В более сложных системах (которые больше не являются двухточечными) несколько сигналов из многоволнового оптического сигнала могут быть удалены и удалены локально.
DWDM Демультиплексор терминала . На удаленном объекте демультиплексор терминала, состоящий из оптического демультиплексора и одного или нескольких транспондеров, преобразующих длину волны, разделяет многоволновый оптический сигнал обратно на отдельные сигналы данных и выводит их по отдельным волокнам для систем клиентского уровня (например, как SONET/SDH ). Первоначально это демультиплексирование выполнялось полностью пассивно, за исключением некоторой телеметрии, поскольку большинство систем SONET могут принимать сигналы на длине волны 1550 нм. Однако, чтобы обеспечить возможность передачи в удаленные системы клиентского уровня (и обеспечить определение целостности сигнала цифровой области), такие демультиплексированные сигналы обычно отправляются на выходные транспондеры O/E/O перед ретрансляцией на их клиентский уровень. системы. Часто функциональность выходного транспондера интегрируется с функциональностью входного транспондера, поэтому большинство коммерческих систем имеют транспондеры, которые поддерживают двунаправленные интерфейсы как на 1550-нм (т. е. внутренней) стороне, так и на внешней (т. е. обращенной к клиенту) стороне. сторона. Транспондеры в некоторых системах, поддерживающих номинальную работу на частоте 40 ГГц, также могут работать упреждающее исправление ошибок (FEC) с помощью технологии цифровой оболочки , как описано в стандарте ITU-T G.709 .
Оптический контрольный канал (OSC) . Это канал передачи данных, который использует дополнительную длину волны, обычно выходящую за пределы диапазона усиления EDFA (при 1510 нм, 1620 нм, 1310 нм или другой собственной длине волны). OSC передает информацию о многоволновом оптическом сигнале, а также об удаленных условиях на оптическом терминале или сайте EDFA. Он также обычно используется для удаленных обновлений программного обеспечения и информации пользователя (например, оператора сети) управления сетью. Это многоволновый аналог DCC (или контрольного канала) SONET. Стандарты ITU предполагают, что OSC должен использовать структуру сигнала OC-3, хотя некоторые поставщики предпочитают использовать Fast Ethernet или другой формат сигнала. В отличие от многоволнового сигнала длиной 1550 нм, содержащего данные клиента, OSC всегда завершается на участках промежуточного усилителя, где он получает локальную информацию перед повторной передачей.

Введение ITU-T G.694.1 ^[8] частотная сетка в 2002 году упростила интеграцию WDM со старыми, но более стандартными системами SONET/SDH . Длины волн WDM расположены в сетке с интервалом оптических частот ровно 100 ГГц (около 0,8 нм) с фиксированной опорной частотой 193,10 ТГц (1552,52 нм). ^[9]Основная сетка размещается внутри полосы пропускания оптоволоконного усилителя, но ее можно расширить до более широкой полосы пропускания. Первое коммерческое внедрение DWDM было осуществлено корпорацией Ciena в сети Sprint в июне 1996 года. ^[10]^[11]^[12] Современные системы DWDM используют разнос каналов 50 ГГц или даже 25 ГГц для работы до 160 каналов. ^{[ нужно обновить ]}^[13]

Системы DWDM должны поддерживать более стабильную длину волны или частоту, чем те, которые необходимы для CWDM, из-за более близкого расстояния между длинами волн. В системах DWDM требуется прецизионный контроль температуры лазерного передатчика, чтобы предотвратить уход за очень узким диапазоном частот порядка нескольких ГГц. Кроме того, поскольку DWDM обеспечивает большую максимальную пропускную способность, он, как правило, используется на более высоком уровне в иерархии связи, чем CWDM, например, в магистральной сети Интернет , и, следовательно, связан с более высокими скоростями модуляции, создавая тем самым меньший рынок для устройств DWDM с очень высокая производительность. Эти факторы меньшего объема и более высокой производительности приводят к тому, что системы DWDM обычно стоят дороже, чем CWDM.

Последние инновации в транспортных системах DWDM включают подключаемые и программно настраиваемые приемопередатчики, способные работать на 40 или 80 каналах. Это значительно снижает потребность в отдельных запасных подключаемых модулях, поскольку несколько подключаемых устройств могут обрабатывать весь диапазон длин волн.

преобразующие Транспондеры , длину волны

Транспондеры с преобразованием длины волны первоначально преобразовывали длину волны передачи сигнала клиентского уровня в одну из внутренних длин волн системы DWDM в диапазоне 1550 нм. Обратите внимание, что даже внешние длины волн в 1550 нм, скорее всего, придется преобразовать, поскольку они почти наверняка не будут иметь требуемых допусков по стабильности частоты и оптической мощности, необходимой для EDFA системы.

Однако в середине 1990-х транспондеры, преобразующие длину волны, быстро взяли на себя дополнительную функцию регенерации сигнала . Регенерация сигнала в транспондерах быстро превратилась из 1R в 2R, в 3R и в многобитовые регенераторы 3R с контролем служебных данных. Эти различия описаны ниже:

1Р: Ретрансляция. По сути, ранние транспондеры представляли собой мусор на входе и выходе, поскольку их выходной сигнал был почти аналоговой копией полученного оптического сигнала с незначительной очисткой сигнала. Это ограничивало возможности ранних систем DWDM, поскольку сигнал приходилось передавать на приемник клиентского уровня (вероятно, от другого поставщика), прежде чем сигнал ухудшился слишком сильно. Мониторинг сигнала в основном ограничивался параметрами оптической области, такими как принимаемая мощность.

2Р: Повторное время и повторная передача. Транспондеры этого типа не были очень распространены и использовали квазицифровой метод запуска Шмитта для очистки сигнала. Такие передатчики осуществляли некоторый элементарный мониторинг качества сигнала, который в основном смотрел на аналоговые параметры.

3Р: Повторно время, повторная передача, изменение формы. Транспондеры 3R были полностью цифровыми и обычно могли просматривать SONET/SDH, служебные байты уровня секции такие как A1 и A2, для определения состояния качества сигнала. Многие системы будут предлагать транспондеры 2,5 Гбит/с, что обычно означает, что транспондер способен выполнять регенерацию 3R на сигналах OC-3/12/48 и, возможно, Gigabit Ethernet, а также сообщать о состоянии сигнала путем мониторинга служебных данных уровня секции SONET/SDH. байты. Многие транспондеры смогут выполнять полноценную многоскоростную передачу 3R в обоих направлениях. Некоторые поставщики предлагают транспондеры со скоростью 10 Гбит/с, которые будут выполнять мониторинг служебных данных уровня секции на всех скоростях до OC-192 включительно.

Мукспондер: Мукспондер (от мультиплексного транспондера) имеет разные названия в зависимости от производителя. По сути, он выполняет относительно простое мультиплексирование с временным разделением сигналов с более низкой скоростью в несущую с более высокой скоростью внутри системы (обычным примером является способность принимать 4 OC-48, а затем выводить один OC-192 в диапазоне 1550 нм). ). Более поздние конструкции мукспондеров включают в себя все больше и больше функций TDM, в некоторых случаях устраняя необходимость в традиционном SONET/SDH . транспортном оборудовании

Список каналов DWDM ^[14]^[15][ редактировать ]

Для DWDM наиболее распространенным диапазоном является диапазон C21–C60, для Mux/Demux — размеры 8, 16, 40 или 96.

Каналы ITU 100 ГГц
Channel #	Center Frequency (THz)	Wavelength (nm)
1	190.1	1577.03
2	190.2	1576.2
3	190.3	1575.37
4	190.4	1574.54
5	190.5	1573.71
6	190.6	1572.89
7	190.7	1572.06
8	190.8	1571.24
9	190.9	1570.42
10	191.0	1569.59
11	191.1	1568.77
12	191.2	1567.95
13	191.3	1567.13
14	191.4	1566.31
15	191.5	1565.5
16	191.6	1564.68
17	191.7	1563.86
18	191.8	1563.05
19	191.9	1562.23
20	192.0	1561.41
21	192.1	1560.61
22	192.2	1559.79
23	192.3	1558.98
24	192.4	1558.17
25	192.5	1557.36
26	192.6	1556.55
27	192.7	1555.75
28	192.8	1554.94
29	192.9	1554.13
30	193.0	1553.33
31	193.1	1552.52
32	193.2	1551.72
33	193.3	1550.92
34	193.4	1550.12
35	193.5	1549.32
36	193.6	1548.51
37	193.7	1547.72
38	193.8	1546.92
39	193.9	1546.12
40	194.0	1545.32
41	194.1	1544.53
42	194.2	1543.73
43	194.3	1542.94
44	194.4	1542.14
45	194.5	1541.35
46	194.6	1540.56
47	194.7	1539.77
48	194.8	1538.98
49	194.9	1538.19
50	195.0	1537.4
51	195.1	1536.61
52	195.2	1535.82
53	195.3	1535.04
54	195.4	1534.25
55	195.5	1533.47
56	195.6	1532.68
57	195.7	1531.9
58	195.8	1531.12
59	195.9	1530.33
60	196.0	1529.55
61	196.1	1528.77
62	196.2	1527.99
63	196.3	1527.22
64	196.4	1526.44
65	196.5	1525.66
66	196.6	1524.89
67	196.7	1524.11
68	196.8	1523.34
69	196.9	1522.56
70	197.0	1521.79
71	197.1	1521.02
72	197.2	1520.25

Каналы ITU 50 ГГц
Channel #	Center Frequency (THz)	Wavelength (nm)
1	190.1	1577.03
1.5	190.15	1576.61
2	190.2	1576.2
2.5	190.25	1575.78
3	190.3	1575.37
3.5	190.35	1574.95
4	190.4	1574.54
4.5	190.45	1574.13
5	190.5	1573.71
5.5	190.55	1573.3
6	190.6	1572.89
6.5	190.65	1572.48
7	190.7	1572.06
7.5	190.75	1571.65
8	190.8	1571.24
8.5	190.85	1570.83
9	190.9	1570.42
9.5	190.95	1570.01
10	191	1569.59
10.5	191.05	1569.18
11	191.1	1568.77
11.5	191.15	1568.36
12	191.2	1567.95
12.5	191.25	1567.54
13	191.3	1567.13
13.5	191.35	1566.72
14	191.4	1566.31
14.5	191.45	1565.9
15	191.5	1565.5
15.5	191.55	1565.09
16	191.6	1564.68
16.5	191.65	1564.27
17	191.7	1563.86
17.5	191.75	1563.45
18	191.8	1563.05
18.5	191.85	1562.64
19	191.9	1562.23
19.5	191.95	1561.83
20	192	1561.42
20.5	192.05	1561.01
21	192.1	1560.61
21.5	192.15	1560.2
22	192.2	1559.79
22.5	192.25	1559.39
23	192.3	1558.98
23.5	192.35	1558.58
24	192.4	1558.17
24.5	192.45	1557.77
25	192.5	1557.36
25.5	192.55	1556.96
26	192.6	1556.56
26.5	192.65	1556.15
27	192.7	1555.75
27.5	192.75	1555.34
28	192.8	1554.94
28.5	192.85	1554.54
29	192.9	1554.13
29.5	192.95	1553.73
30	193	1553.33
30.5	193.05	1552.93
31	193.1	1552.52
31.5	193.15	1552.12
32	193.2	1551.72
32.5	193.25	1551.32
33	193.3	1550.92
33.5	193.35	1550.52
34	193.4	1550.12
34.5	193.45	1549.72
35	193.5	1549.32
35.5	193.55	1548.91
36	193.6	1548.52
36.5	193.65	1548.11
37	193.7	1547.72
37.5	193.75	1547.32
38	193.8	1546.92
38.5	193.85	1546,52
39	193.9	1546,12
39.5	193.95	1545.72
40	194	1545.32
40.5	194.05	1544.92
41	194.1	1544.53
41.5	194.15	1544.13
42	194.2	1543.73
42.5	194.25	1543.33
43	194.3	1542.94
43.5	194.35	1542.54
44	194.4	1542.14
44.5	194.45	1541.75
45	194.5	1541.35
45.5	194.55	1540.95
46	194.6	1540.56
46.5	194.65	1540.16
47	194.7	1539.77
47.5	194.75	1539.37
48	194.8	1538.98
48.5	194.85	1538.58
49	194.9	1538.19
49.5	194.95	1537.79
50	195	1537.4
50.5	195.05	1537
51	195.1	1536.61
51.5	195.15	1536.22
52	195.2	1535.82
52.5	195.25	1535.43
53	195.3	1535.04
53.5	195.35	1534.64
54	195.4	1534.25
54.5	195.45	1533.86
55	195.5	1533.47
55.5	195.55	1533.07
56	195.6	1532.68
56.5	195.65	1532.29
57	195.7	1531.9
57.5	195.75	1531.51
58	195.8	1531.12
58.5	195.85	1530.72
59	195.9	1530.33
59.5	195.95	1529.94
60	196	1529.55
60.5	196.05	1529.16
61	196.1	1528.77
61.5	196.15	1528.38
62	196.2	1527.99
62.5	196.25	1527.6
63	196.3	1527.22
63.5	196.35	1526.83
64	196.4	1526.44
64.5	196.45	1526.05
65	196.5	1525.66
65.5	196.55	1525.27
66	196.6	1524.89
66.5	196.65	1524.5
67	196.7	1524.11
67.5	196.75	1523.72
68	196.8	1523.34
68.5	196.85	1522.95
69	196.9	1522.56
69.5	196.95	1522.18
70	197	1521.79
70.5	197.05	1521.4
71	197.1	1521.02
71.5	197.15	1520.63
72	197.2	1520.25
72.5	197.25	1519.86

Реконфигурируемый оптический мультиплексор ввода-вывода ( ROADM )

Как упоминалось выше, промежуточные места оптического усиления в системах DWDM могут позволять удалять и добавлять каналы определенных длин волн. В большинстве систем, развернутых по состоянию на август 2006 г., это делается нечасто, поскольку добавление или удаление длин волн требует ручной вставки или замены карт избирательной длины волны. Это дорого, а в некоторых системах требуется, чтобы весь активный трафик был удален из системы DWDM, поскольку вставка или удаление карт, зависящих от длины волны, прерывает многоволновой оптический сигнал.

С помощью ROADM сетевые операторы могут удаленно переконфигурировать мультиплексор, отправляя программные команды. Архитектура ROADM такова, что удаление или добавление длин волн не прерывает сквозные каналы. Для различных коммерческих ROADM используются многочисленные технологические подходы, при этом компромисс между стоимостью, оптической мощностью и гибкостью.

Оптические кроссы (OXC) [ править ]

Когда топология сети представляет собой сетку, в которой узлы соединены между собой волокнами для формирования произвольного графа, необходимо дополнительное устройство соединения волокон для маршрутизации сигналов от входного порта к желаемому выходному порту. Эти устройства называются оптическими кроссконнекторами (OXC). Различные категории OXC включают электронные («непрозрачные»), оптические («прозрачные») и селективные по длине волны устройства.

Улучшенный WDM [ править ]

Расширенная система WDM от Cisco представляет собой сетевую архитектуру, сочетающую в себе два различных типа технологий мультиплексирования для передачи данных по оптическим волокнам.

EWDM сочетает в себе соединения с грубым волновым мультиплексированием (CWDM) со скоростью 1 Гбит/с с использованием SFP и GBIC с соединениями с плотным волновым мультиплексированием (DWDM) со скоростью 10 Гбит/с с использованием модулей XENPAK , X2 или XFP DWDM. Расширенная система WDM может использовать как пассивные, так и усиленные соединения DWDM, чтобы обеспечить больший радиус действия соединения. В дополнение к этому подключаемые модули форм-фактора C обеспечивают скорость Ethernet 100 Гбит/с, подходящую для высокоскоростных магистральных подключений к Интернету.

Коротковолновый WDM [ править ]

Коротковолновый WDM использует приемопередатчики лазера поверхностного излучения с вертикальным резонатором (VCSEL) с четырьмя длинами волн в диапазоне от 846 до 953 нм по одному волокну OM5 или двухволоконному соединению для волокна OM3/OM4. ^[7]

Трансиверы против транспондеров

Трансиверы

Поскольку связь на одной длине волны является односторонней ( симплексная связь ), а большинство практических систем связи требуют двусторонней ( дуплексной связи ), потребуются две длины волны, если они используются по одному и тому же волокну; если в так называемой паре волокон используются отдельные волокна, то обычно используется одна и та же длина волны, и это не WDM. В результате на каждом конце потребуются как передатчик, так и приемник. Комбинация передатчика и приемника называется трансивером; он преобразует электрический сигнал в оптический сигнал и обратно. Трансиверы WDM, предназначенные для однопоточной работы, требуют, чтобы противоположные передатчики использовали разные длины волн. Приемопередатчикам WDM дополнительно требуется оптический разветвитель/объединитель для объединения трактов передатчика и приемника в одну оптоволоконную нить.

Длины волн приемопередатчика грубой WDM (CWDM): 1271 нм, 1291 нм, 1311 нм, 1331 нм, 1351 нм, 1371 нм, 1391 нм, 1411 нм, 1431 нм, 1451 нм, 1471 нм, 1491 нм, 1511 нм, 1531 нм, 1551 нм, 1571 нм, 1591 нм, 1611 нм.
Приемопередатчики Dense WDM (DWDM): от каналов 17 до 61 в соответствии с ITU-T.

Транспондер

На практике входные и выходные сигналы будут не электрическими, а оптическими (обычно на длине волны 1550 нм). Это означает, что вместо этого, по сути, необходимы преобразователи длин волн, которыми и является транспондер. Транспондер может состоять из двух трансиверов, расположенных друг за другом: первый трансивер преобразует оптический сигнал 1550 нм в/из электрического сигнала, а второй трансивер преобразует электрический сигнал в/из оптического сигнала необходимой длины волны. Транспондеры, которые не используют промежуточный электрический сигнал (полностью оптические транспондеры), находятся в разработке.

См. также «Транспондеры (оптическая связь)», чтобы узнать о различных функциональных взглядах на значение оптических транспондеров.

См. также [ править ]

Мультиплексор ввода-вывода — манипулирует содержимым канала DWDM.
Матричная волноводная решетка - компонент оптического мультиплексора
Множественный доступ с кодовым разделением каналов - метод доступа к каналу, используемый различными технологиями радиосвязи.
Темное волокно – неиспользованное оптическое волокно
Мультиплексирование с частотным разделением - Техника обработки сигналов в телекоммуникациях
IPoDWDM - оптическая сеть только IP
Многоволновые оптические сети - предлагаемый преемник оптических сетей SONET.
Оптический межсетевой форум – Некоммерческая организация
Оптическая ячеистая сеть - Оптическая сеть, использующая ячеистую топологию.
Оптическая транспортная сеть — стандарт для пакетов оптических данных.
Мультиплексирование орбитального углового момента - метод оптического мультиплексирования
Дифференциальная квадратурная фазовая манипуляция – тип кодирования данных
Фотодиод — преобразует свет в ток.
Дисперсия мод поляризации - форма модовой дисперсии
Микролинза SELFOC – Оптическая технология
Сменный приемопередатчик малого форм-фактора — модульный интерфейс связи.
Спектрометр - используется для измерения спектральных составляющих света.
Суперканал – расширенный DWDM
Мультиплексирование с временным разделением - метод мультиплексирования цифровых сигналов.

Ссылки [ править ]

^ Перейти обратно: ^а ^б ^с Цай, Хонг; Паркс, Джозеф. В (2015). «Оптофлюидное мультиплексирование с разделением по длине волны для обнаружения одного вируса» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 112 (42): 12933–12937. Бибкод : 2015PNAS..11212933O . дои : 10.1073/pnas.1511921112 . JSTOR 26465542 . ПМЦ 4620877 . ПМИД 26438840 .
^ Юань, Е; Ван, Чао (2019). «Многолучевая передача морских электромагнитных данных на основе распределенных датчиков». Журнал прибрежных исследований . 97 : 99–102. дои : 10.2112/SI97-013.1 . JSTOR 26853785 . S2CID 208620293 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Ли, Хунцинь; Чжун, Чжичэн (2019). «Анализ и моделирование морфологического алгоритма волоконно-оптической решетки гидрофонов при морской сейсморазведке». Журнал прибрежных исследований . 94 : 145–148. дои : 10.2112/SI94-029.1 . JSTOR 26853921 . S2CID 202549795 .
^ О.Э. Деланж, «Широкополосные оптические системы связи, Часть 11-Мультиплексирование с частотным разделением каналов». хок. IEEE, том. 58, с. 1683, октябрь 1970 г.
^ «ITU-T G.694.2, Приложения WDM: сетка длин волн CWDM» . Архивировано из оригинала 10 ноября 2012 г.
^ «ITU-T G.652, Характеристики среды передачи и оптических систем. Волоконно-оптические кабели» . Архивировано из оригинала 10 ноября 2012 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б Хорнс, Руди. Л (2008). «Подавление четырехволнового смешения путем случайной дисперсии». SIAM Journal по прикладной математике . 69 (3): 690–703. дои : 10.1137/070680539 . JSTOR 40233639 .
^ «ITU-T G.694.1, Спектральные сетки для приложений WDM: Частотная сетка DWDM» . Архивировано из оригинала 10 ноября 2012 г.
^ Таблица DWDM ITU, интервал 100 ГГц" telecomengineering.com. Архивировано 4 июля 2008 г. на Wayback Machine.
^ Маркофф, Джон (3 марта 1997 г.). «Волоконно-оптические технологии приносят рекордную стоимость акций» . Нью-Йорк Таймс .
^ Хехт, Джефф (октябрь 2016 г.). «Бум, пузырь, крах: оптоволоконная мания» (PDF) . Новости оптики и фотоники . Оптическое общество: 47.
^ «Новая технология позволяет увеличить пропускную способность оптоволоконной сети Sprint на 1600%; установлена система Ciena Corp.; значительно увеличивается пропускная способность» . Спринт . 12 июня 1996 г.
^ «Корпорация Infinera | Продукты | Система линий Infinera 1» . Архивировано из оригинала 27 марта 2012 г. Проверено 19 марта 2012 г.
^ «Flexoptix GmbH CWDM/DWDM КАНАЛЫ» . Проверено 22 июля 2022 г.
^ «Руководство ITU по длинам волн FS DWDM/CWDM» . 12 июля 2018 года . Проверено 22 июля 2022 г.

Шива Рам Мурти К.; Гурусвами М., «Оптические сети, концепции, проектирование и алгоритмы WDM», Прентис Холл, Индия, ISBN 81-203-2129-4 .
Томлинсон, WJ; Лин, К., «Оптический мультиплексор с разделением по длине волны для спектральной области 1–1,4 микрона», Electronics Letters, vol. 14, 25 мая 1978 г., с. 345–347. adabs.harvard.edu
Ишио, Х. Минова, Дж. Носу, К., «Обзор и состояние технологии мультиплексирования с разделением по длине волны и ее применения», Журнал Lightwave Technology, Том: 2, Выпуск: 4, август 1984 г., стр. 448–463
Чунг, Ним К.; Носу Киёси; Винцер, Герхард «Приглашенная редакционная статья / Методы мультиплексирования с плотным разделением по длине волны для систем связи с высокой пропускной способностью и множественным доступом», Журнал IEEE по избранным областям связи, Vol. 8 № 6, август 1990 года.
Арора, А.; Субраманиам, С. «Размещение преобразования длины волны в ячеистых оптических сетях WDM». Фотонные сетевые коммуникации, том 4, номер 2, май 2002 г.

[:0-1] Перейти обратно: ^а ^б ^с Цай, Хонг; Паркс, Джозеф. В (2015). «Оптофлюидное мультиплексирование с разделением по длине волны для обнаружения одного вируса» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 112 (42): 12933–12937. Бибкод : 2015PNAS..11212933O . дои : 10.1073/pnas.1511921112 . JSTOR 26465542 . ПМЦ 4620877 . ПМИД 26438840 .

[2] Юань, Е; Ван, Чао (2019). «Многолучевая передача морских электромагнитных данных на основе распределенных датчиков». Журнал прибрежных исследований . 97 : 99–102. дои : 10.2112/SI97-013.1 . JSTOR 26853785 . S2CID 208620293 .

[:1-3] Перейти обратно: ^а ^б Ли, Хунцинь; Чжун, Чжичэн (2019). «Анализ и моделирование морфологического алгоритма волоконно-оптической решетки гидрофонов при морской сейсморазведке». Журнал прибрежных исследований . 94 : 145–148. дои : 10.2112/SI94-029.1 . JSTOR 26853921 . S2CID 202549795 .

[4] О.Э. Деланж, «Широкополосные оптические системы связи, Часть 11-Мультиплексирование с частотным разделением каналов». хок. IEEE, том. 58, с. 1683, октябрь 1970 г.

[5] «ITU-T G.694.2, Приложения WDM: сетка длин волн CWDM» . Архивировано из оригинала 10 ноября 2012 г.

[6] «ITU-T G.652, Характеристики среды передачи и оптических систем. Волоконно-оптические кабели» . Архивировано из оригинала 10 ноября 2012 г.

[:2-7] Перейти обратно: ^а ^б Хорнс, Руди. Л (2008). «Подавление четырехволнового смешения путем случайной дисперсии». SIAM Journal по прикладной математике . 69 (3): 690–703. дои : 10.1137/070680539 . JSTOR 40233639 .

[8] «ITU-T G.694.1, Спектральные сетки для приложений WDM: Частотная сетка DWDM» . Архивировано из оригинала 10 ноября 2012 г.

[9] Таблица DWDM ITU, интервал 100 ГГц" telecomengineering.com. Архивировано 4 июля 2008 г. на Wayback Machine.

[10] Маркофф, Джон (3 марта 1997 г.). «Волоконно-оптические технологии приносят рекордную стоимость акций» . Нью-Йорк Таймс .

[11] Хехт, Джефф (октябрь 2016 г.). «Бум, пузырь, крах: оптоволоконная мания» (PDF) . Новости оптики и фотоники . Оптическое общество: 47.

[12] «Новая технология позволяет увеличить пропускную способность оптоволоконной сети Sprint на 1600%; установлена система Ciena Corp.; значительно увеличивается пропускная способность» . Спринт . 12 июня 1996 г.

[13] «Корпорация Infinera | Продукты | Система линий Infinera 1» . Архивировано из оригинала 27 марта 2012 г. Проверено 19 марта 2012 г.

[14] «Flexoptix GmbH CWDM/DWDM КАНАЛЫ» . Проверено 22 июля 2022 г.

[15] «Руководство ITU по длинам волн FS DWDM/CWDM» . 12 июля 2018 года . Проверено 22 июля 2022 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]