что такое dwdm технология
Технология DWDM простыми словами: Зачем она нужна, если есть CWDM?
DWDM является логическим продолжением грубого уплотнения – принцип работы тот же самый: в канале присутствует одновременно до нескольких десятков лазерных сигналов, каждый из которых имеет свою, отличную от других длину волны. Большая плотность каналов диктует увеличение точности модулей плотного оптического уплотнения – «шаг» несущих длин волн в этой технологии составляет уже всего 0,79-0,80 нанометров (1528.77, 1529.55, 1530.33 … 1563.05, 1563.86). Допуски же составляют всего 0,1 нанометра – это приводит к еще большему усложнению технологии изготовления и более строгого подхода к проверке, а, следовательно, и увеличению стоимости приёмопередатчиков плотного спектрального уплотнения.
Но, несмотря на более высокую стоимость, системы спектрального уплотнения DWDM имеют два неоспоримых преимущества:
1. DWDM позволяет организовывать до 24 дуплексных каналов (а некоторые изготавливаемые на заказ системы уплотнения и до 80 каналов) в одном оптическом волокне. По сравнению с 9 каналами CWDM – это существенное преимущество.
MlaxLink выпускает несколько видов мультиплексоров DWDM:
ML-V2-MUX-D-4/1 (Мультиплексор MlaxLink одноволоконный DWDM, 4-канальный, каналы 46-53, корпусной)
ML-V2-MUX-D-8/1 (Мультиплексор MlaxLink одноволоконный DWDM, 8-канальный, каналы 46-61, корпусной)
ML-V2-MUX-D-8/2 (Мультиплексор MlaxLink двухволоконный DWDM, 8-канальный, каналы 46-53 x2, корпусной)
ML-V2-MUX-D-16/1 (Мультиплексор MlaxLink одноволоконный DWDM, 16-канальный, каналы 30-61, корпус 19”, 1U)
ML-V2-MUX-D-16/2 (Мультиплексор MlaxLink двухволоконный DWDM, 16-канальный, каналы 46-61 x2, корпус 19”, 1U)
ML-V2-MUX-D-24/1 (Мультиплексор MlaxLink одноволоконный DWDM, 24-канальный, корпус 19”, 1U)
А также бескорпусные их разновидности:
ML-MUX-Lite-D-4/1 (Мультиплексор MlaxLink одноволоконный DWDM, 4-канальный, каналы 46-53, бескорпусной)
ML-MUX-Lite-D-8/1 (Мультиплексор MlaxLink одноволоконный DWDM, 8-канальный, каналы 46-61, бескорпусной)
ML-MUX-Lite-D-8/2 (Мультиплексор MlaxLink двухволоконный DWDM, 8-канальный, каналы 46-53 x2, бескорпусной)
Ассортимент трансиверов состоит из:
ML-DWDM-CHxx-28 (Модуль MlaxLink двухволоконный SFP DWDM, 1,25Гбит/с, 15xx.xxнм, канал xx, 28dB, 2xLC, DDM)
ML-DWDM-CHxx-32 (Модуль MlaxLink двухволоконный SFP DWDM, 1,25Гбит/с, 15xx.xxнм, канал xx, 32dB, 2xLC, DDM)
ML-DWDM-CHxx-40 (Модуль MlaxLink двухволоконный SFP DWDM, 1,25Гбит/с, 15xx.xxнм, канал xx, 40dB, 2xLC, DDM)
ML-PDWDM-CHxx-15 (Модуль MlaxLink двухволоконный SFP+ DWDM, 10Гбит/с, 15xx.xxнм, канал xx, 15dB, 2xLC, DDM)
ML-PDWDM-CHxx-23 (Модуль MlaxLink двухволоконный SFP+ DWDM, 10Гбит/с, 15xx.xxнм, канал xx, 23dB, 2xLC, DDM)
ML-PDWDM-CHxx-25 (Модуль MlaxLink двухволоконный SFP+ DWDM, 10Гбит/с, 15xx.xxнм, канал xx, 25dB, 2xLC, DDM)
ML-XDWDM-CHxx-15 (Модуль MlaxLink двухволоконный XFP DWDM, 10Гбит/с, 15xx.xxнм, канал xx, 15dB, 2xLC, DDM)
 |  |
Оборудование Mlaxlink может применяться и при создании систем активного уплотнения DWDM, с использованием EDFA-усилителей, пунктов регенерации, компенсаторов дисперсии и т.п. решений, для решения задач по прокладке линий оптического уплотнения на сверхдальние расстояния, или для линий с низким качеством оптоволокна.
Опыт построения сети DWDM
Как известно, работа большинства инженеров-связистов/ сетевиков/ IT-шников остается в тени до момента, когда что-то пойдет не так. Неосведомленные люди и не понимают, чего все эти инженеры сидят и с умным видом смотрят в компьютер, читают и пишут какую-то абракадабру на непонятных языках. А вот когда, что-то пошло не так, все (и особенно руководство) сразу начинают вспоминать названия всех краснокнижных животных.
Итак, вот чем занимаются все эти инженеры и какие задачи им приходится решать, на примере реализации одного из довольно непростых проектов – развертывание DWDM сети.
Постановка задачи
Одна крупная финансовая организация, устав от частых сетевых сбоев на арендованных каналах связи, и исходя из собственных планов на дальнейшее перспективное развитие, инициировала проект и обратилась в компанию BCC за содействием в построении собственной высоконадежной, отказоустойчивой сети DWDM.
Связисты знают, что такое – волновое уплотнение каналов, т.е. когда несколько каналов передаются внутри одного волокна путем разнесения частот/длин волн (кому как нравится). Кто не знаком, можно подчитать тут.
Dense Wavelength Division Multiplexing (DWDM)
К слову сказать, DWDM не часто встретишь у корпоративных клиентов, разве что у очень крупных. В основном DWDM встречается на операторских сетях.
Сбор исходных данных
Все этапы проекта важны, а о важности этого этапа даже и не стоит говорить, это очевидно!
При выборе остановились на решении Huawei OptiX OSN 8800.
Проектирование
Стоит сказать, что рассчитать серьезную систему DWDM без специальных знаний нельзя, очень много нюансов, это не какая-то коробка, которую можно просто принести и включить (см. рис., как примерно выглядит типовой узел DWDM)! Лазеры, транспондеры, окна прозрачности, мультиплексоры/демультиплексоры, дисперия, поляризация… Does that all make sense?
Пример типового узла DWDM
Здесь стоит отметить, что в вопросе проектирования Huawei оказывал неоценимую помощь в подборе оптимального решения, используя свои специализированные программные средства, в результате чего проводится расчет всех оптических участков, и получается оптимальная спецификация, вплоть до последнего аттенюатора (см. рис.).
Пример расчета узлов DWDM
Один участок оптической трассы вызывал особое беспокойство – его длина составляла более 150 км. Оставалось понять, удастся ли «прострелить» этот участок или потребуется устанавливать «в полях» дополнительный узел. Решено было обойтись без установки доп. узла, и чтобы «вытянуть» этот участок пришлось задействовать одно интересное решение – ##, но об этом позже.
Реализация
Поставка оборудования DWDM – дело штучное, под заказ, по сути, оборудование со всей начинкой производится под конкретный проект. Здесь тоже оказалось все в порядке – Huawei произвел и поставил оборудование в срок!
Подготовка ЦОДов к установке оборудования опускаем. Уверяю, на этапе реализации возникнет не один вопрос (установка системы управления, регулировка уровней сигналов, пр., пр., пр.). Тут тоже стоит отдать должное вендору, Huawei оперативно консультировал по всем вопросам. Видно было, что здесь не подход «продал и забыл», а что Huawei отвечает за общее решение и готов оказывать максимально возможные консультации.
И вот, случился сложный момент – та самая оптическая трасса с рамановскими усилителями. Если кратко, на дилетантском уровне, рамановский усилитель «светит» навстречу принимаемому сигналу, чтобы его «вытянуть»! Участок с рамановскими усилителями требует наличия оптики практически сверхидеального качества, не только без стыков через оптические кроссы, но и с минимальными потерями и отражениями при сварке оптического кабеля (см. требования ниже).
Требования к оптической трассе для работы рамановских усилителей
Если рядом с рамановским усилителем случится отражение сигнала,- приемник может просто сгореть!
А где вы видели 150+ км. оптического кабеля без стыков и сварок? И вот тут начались игры с доведением оптического кабеля до нужных характеристик. Практически по всей длине 150+ километровой трассы были заменены оптические разъемы UPC на APС (про разъем E2000 кто-нибудь слышал? – а они есть…), потребовалось даже заменить небольшой оптический участок на последней миле.
После каждой из активностей на оптическом кабеле – совместный с вендором анализ рефлектограмм на предмет затуханий и отражений, планирование дальнейших действий.
Приемосдаточные испытания
И вот DWDM сеть построена, оборудование моргает и жужжит, задача – определить слабые места и «завалить» сеть, проверить работу в любых условиях, при любых неисправностях: обрыве оптических каналов, односторонней передаче, при возникновении неисправностей между элементами DWDM. И, как говорится, было бы желание, а докопаться можно до всего!
Так, самую большую опасность представлял сценарий с обрывом только Rx или Тх, и несмотря на наличие специализированных протоколов (LPT, ALS) для автоматического восстановления сервиса, время схождения превышало 150мс, что означало, что на это время наблюдалась частичная потеря трафика и потребовалось срочно найти дополнительные механизмы, чтобы оперативно «дать понять» сетевому оборудованию, стоящему за DWDM, о необходимости использования альтернативного пути.
Миграция
Ну, и напоследок – миграция всех существующих сервисов работающей крупной финансовой организации на новую DWDM сеть.
Понятно, что это большая подготовительная работа, бессонные ночи, командная работа и колоссальная ответственность! И все удалось, страна спала спокойно!
Сухой остаток
Я намеренно не стал здесь приводить какие-то сложные аббревиатуры, конфигурации и прочие вещи. Для профессионала, который в теме, все равно всего не опишешь, а для человека, который не в теме, это будет утомительно.
Справедливости ради хотел бы отметить, что в течение всего этого проекта была поддержка со стороны вендора! За время проекта мы открыли порядка десяти, а может и поболее кейсов и всегда получали ответы на интересующие вопросы!
Многие ругают TAC’и вендоров. Опыт работы с TAC Huawei на этом конкретном проекте сугубо положительный! В подавляющем большинстве кейсов мы получали оперативные, грамотные ответы, может не всегда после первой итерации, но получали. Бывало, требовалось подключение R&D из Китая, но результат был всегда! ( Ну, или может дело в том, что вместе с оборудованием и поддержка была закуплена?).
Поэтому благодарности не только команде BCC, но и команде Huawei!
Что такое dwdm технология
(автор Игорь Никишин инженер копании IC-Line)
В последнее время современным магистралам (современным с большой буквы С) перестало хватать стандартных возможностей систем уплотнения как по дальности работы и количеству одновременно используемых каналов, так и по общей пропускной способности системы и возможностям расширения систем уплотнения. В Украине на сетевую арену активно стала выходить технология DWDM, при том как в качестве магистральной системы, так и в качестве локальной системы уплотнения.
Не так давно одному нашему украинскому провайдеру (пальцем просили не показывать, иначе нас сильно ругать будут) потребовалось прокинуть несколько десятков «ЖЭ» на 162 километра (по одному волокну) с желанием в будущем добавить в эту систему еще несколько тех же десятков «ЖЭ». Понятное дело, что «грэйдить» вширь и не бояться того, что лямбды внезапно закончатся, можно только имея DWDM (ну, или очень толстый и очень чёрный, а еще очень длинный и очень многожильный кабель). А если учесть расстояние, на которое нужно доставить гигантское количество пакетов одним пролётом (без регенерации «в поле»), то выбор DWDM является единственно верным и правильным решением.
Чтобы пробить такое серьезное расстояние одним пролётом, было принято решение спроектировать линию, которая включает в себя помимо стандартных мультиплексоров/трансиверов/коммутаторов еще и усилители мощности, компенсаторы дисперсии и красно-синие делители.
Расчеты, произведенные при проектировании системы:
— чувствительность трансиверов к дисперсии (A-Gear SFP+ DWDM 80LC и A-Gear XFP DWDM 80LC) – 1600пс/нм;
— трасса на волокне G.652D, дисперсия в волокне 17пс/(нм*км);
— суммарный показатель дисперсии на трассе 162км: 17пс/(нм*км) * 162км == 2754пс/нм;
— бюджет потерь в линии: (162км + 12,3км) * 0,3дБм/км == 52,29дБм;
— оптический бюджет трансиверов (A-Gear SFP+ DWDM 80LC и A-Gear XFP DWDM 80LC) – 26дБм;
— превышение нормы затухания: 52,29дБм – 26дБм == 26,29дБм – принято решение поставить EDFA усилитель A-Gear BA4123 (чувствительность (-10)дБм, максимальная выходная мощность 23дБм) и предусилитель A-Gear PA4325 (чувствительность (-30)дБм, максимальная выходная мощность (-5)дБм).
Итогом стала реально работающая система, стабильная, как сам мир, дальнобойная – не всякая птица долетит, расширяемая, и вообще, самая лучшая. Фото этой системы представлена ниже, а еще ниже мы решили написать небольшой обзор существующих на сегодня DWDM комплектующих, методы их включения, терминологию – постарались охватить всё, что есть по DWDM.
На фото видно (сверху-вниз): коммутатор с трансиверами, два усилителя мощности (бустер и предусилитель), DWDM мультиплексор, снова коммутатор с трансивером и в самом низу (серое, почти не видно) – компенсатор дисперсии. Такой набор оборудования стоит в точке А и в точке Б (точки тоже просили не называть, грозя в телефон толстым кожаным армейским ремнём). Имея такой относительно небольшой и недорогой набор оборудования, легко и просто прострелить 162 километра, что и было достигнуто.
На этой оптимистической ноте вводная часть подходит к концу, а мы начинаем методичный разбор технологии, ставшей «магистральным флагманом» современного мира сетестроения.
1. Что такое DWDM, отличия DWDM от CWDM.
DWDM (англ. Dense Wavelength Division Multiplexing – плотное волновое мультиплексирование) – технология уплотнения информационных потоков, при которой каждый первичный информационный поток переносится посредством световых пучков на разных длинах волн, а в оптической линии связи находится суммарный групповой сигнал, сформированный мультиплексором из нескольких информационных потоков.
Заумно. Попробуем разобраться. По аналогии с CWDM (для тех кто в курсе), DWDM – такая же система уплотнения, физически состоящая из устройств, генерирующих информационный поток (медиаконвертеры, маршрутизаторы… ну, Вы сами в курсе) трансиверов (приемо-передатчиков, создающих информационный поток на разных длинах волн невидимого для глаза ИК-излучения), мультиплексоров (устройств, создающих/разделяющих групповой световой сигнал) и оптического волновода (оптоволоконный кабель). Кроме того, в состав DWDM входит группа компонент, предназначенных для усиления/восстановления группового светового сигнала, но, дабы все шло последовательно, об этом будет глубоко ниже.
Сразу определимся со словами, которыми будем оперировать. Каналом в данной статье будем называть информационный поток в одну сторону (одна сторона «говорит» информационный поток, другая этот самый поток «слушает»). Канал располагается на единственной для него несущей, имеющей конкретно определенную длину волны (или частоту). Но, как известно, полноценную Связь невозможно выстроить между парой абонентов, один из которых глухой, а второй – немой. Поэтому для создания одной полноценной линии связи необходимо использовать два физических канала, и эту связку будем именовать « полноценный дуплексный канал ».
Итак, DWDM и CWDM занимаются одним и тем же – уплотнением. В чем же различие? А различие в частотной сетке (или в длинах волн несущих, кому как удобнее) несущих первичных информационных потоков (каналов). И в диапазонах работы самого группового сигнала.
Диапазон работы и частотная (волновая) сетка. Очередные малопонятные слова, в значениях которых попробуем разобраться. Что такое длина волны? Представим себе синусоиду. Так вот, длина волны – это расстояние между двумя соседними пиками синусоиды. Обычно длина волны обозначается греческой буквой λ (лямбда). Наглядно показано на рисунке ниже:
Рисунок 1.1 – Длина волны.
Теперь рассмотрим эту же ситуацию со стороны частотного плана, для начала уяснив, что такое частота. Частота – это количество полных колебаний (от пика до пика) электромагнитной волны за секунду (обозначается в Герцах, или Гц). Для простейших расчетов можно рассматривать частоту как скорость света, делённую на длину волны. Рассмотрим информационных поток на несущей 1550нм, его частота примерно равна 300000000/0,00000155 == 193548387096774 Гц, или 193548 ГГц (Гигагерц!). а расстояние между соседними несущими будет 300000000/0,00000020 == 1500000000000000 Гц, или 1500000 ГГц. Совсем неудобно – много цифр и непонятно.
На сегодняшний день CWDM системы работают в диапазоне 1270нм-1610нм, представляя в нем 18 отдельных каналов (1270нм, 1290нм, 1310нм … 1590нм, 1610нм). Но в DWDM все обстоит немного по-другому.
DWDM системы работают в двух диапазонах, нарезанных для CWDM систем, в именно: диапазон С (C-Band) и диапазон L (L-Band). Диапазон C находится в пределах от 1528.77нм (канал С61) до 1577.03нм (канал C01), а диапазон L находится в пределах от 1577.86нм (канал L100) до 1622.25нм (канал L48). Цифры уже пугают, а если еще учесть тот факт, что волновая сетка неравномерна (то есть, расстояние между двумя соседними каналами не всегда одинаковое – от 0.5нм до 0.8нм), то проще запутаться, чем разобраться. Именно поэтому в DWDM системах используется наименование диапазона и нумерация канала в этом диапазоне (например, C35 или L91). Наглядно все обычные каналы DWDM системы представлены на рисунке 1.2, данные по частотам и длинам волн представлены в таблице 1.1:
Рисунок 1.2 – C и L диапазоны DWDM системы в общем диапазоне CWDM-систем.
Таблица 1.1 – обычная 100-гигагерцовая DWDM сетка.
Тут сразу следует сделать несколько оговорок.
Во-вторых, L-диапазон только начинает использоваться, и не все производители могут позволить себе сделать оборудование для L-диапазона (таблица 1.1, помечено синим, в таблице отсутствуют каналы L48-L65).
Кроме обычной 100-гигагерцовой сетки используют 200-гигагерцовую сетку ( нечетные каналы С-диапазона ). Это связано с тем, что некоторое количество производителей DWDM оборудования не способно производить мультиплексоры для 100-гигагерцовой сетки, т.к. комплектующие для нее достаточно дорогие и должны быть более высокого качества относительно 200ГГц систем. В данной схеме уплотнения присутствует 31 однонаправленный канал связи или 15 полноценных дуплексных каналов.
Очень редко (ну ооооочень редко) используются DWDM системы уплотнения с 50-гигагерцовой сеткой. Это значит, что между двумя соседними основными каналами обычной 100-гигагерцовой сетки расположен дополнительный подканал. Такие каналы именуются Q и H : Q – подканалы в диапазоне L (например, Q80 – частота 188050ГГц, длина волны 1594.22нм), H – подканалы в диапазоне C (например, H23 – частота 19230ГГц, длина волны 1558.58нм). В таких системах уплотнения в диапазоне C находится 61 основной канал и 61 дополнительный, всего – 122 канала. В диапазоне L – 53 основных и 53 подканала, всего – 106 каналов. Суммарная мощность == 122+106 == 228 однонаправленных каналов, или 114 полноценных дуплексных канала связи! Это много. Очень много. Но очень и очень дорого, и автор не встречал упоминаний о проектах с полной загрузкой DWDM системы с 50-ГГЦ сеткой.
— «облегченный вариант» DWDM системы имеет 200-гигагерцовую сетку и способен обеспечить 15 полноценных дуплексных канала в диапазоне C, оставив при этом место еще и для 15 CWDM каналов (1270нм-1510нм, 1590нм, 1610нм);
— стандартная DWDM система имеет 100-гигагерцовую сетку и способна обеспечить 30 полноценных дуплексных канала в диапазоне C и 26 полноценных дуплексных канала в диапазоне L, при этом также оставив место еще и для 15 CWDM каналов (1270нм-1510нм, 1590нм, 1610нм);
— полная DWDM система имеет 50-гигагерцовую сетку и способна обеспечить 60 полноценных дуплексных канала в диапазоне C и 52 полноценных дуплексных канала в диапазоне L, опять же оставив место еще и для 15 CWDM каналов (1270нм-1510нм, 1590нм, 1610нм);
Основы технологии DWDM
Быстрая навигация по главам:
Введение в технологию DWDM
С термином «DWDM» сегодня связан обширный круг технологий, решений и стандартов в области связи и передачи данных. Постоянно появляющиеся типы сервисов и новые пользовательские приложения создают все большую нагрузку на магистральную транспортную сеть. Это значит, что для транспортировки высокоскоростного трафика требуется технология передачи данных, которая, с одной стороны, обладает достаточной производительностью, с другой предоставляет оператору возможности масштабирования сети без изменения инфраструктуры. Этим требованиям удовлетворяет технология спектрального мультиплексирования (WDM –Wavelength Division Multiplexing), которая уже почти 30 лет является основной технологией построения магистральных волоконно-оптических сетей связи.
Первые WDM-системы были двухканальными с передачей на длинах волн 1310 и 1550 нм. Несколько позже появились многоканальные решения: CWDM (Сoarse Wavelength Division Multiplexing – грубое спектральное уплотнение) и DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing – плотное спектральное уплотнение), где названия говорят о плотности расположения информационных каналов в оптическом спектре.
CWDM – технология грубого спектрального уплотнения, обеспечивающая передачу в широком диапазоне от 1260 до 1625 нм до 18 оптических каналов с шагом 20 нм между ними. CWDM-система не предполагает наличия в линии оптических усилителей, так как большинство каналов не входит в рабочий диапазон длин волн эрбиевого усилителя, а значит, максимальная длина регенерационного участка ограничена параметрами трансиверов и физическими свойствами волокна. Однако благодаря большему межканальному расстоянию снижаются требования к конструкции приемопередающих модулей (трансиверов) и пассивной оптики, в частности мультиплексоров. Как следствие, и стоимость CWDM-решений меньше по сравнению с DWDM.
Таким образом, применение технологии грубого спектрального уплотнения целесообразно там, где требуется недорогое решение с небольшим расстоянием между абонентами, необходимая пропускная способность не превышает 10 Гбит/с на канал, а масштабирование системы в сторону существенного увеличения числа несущих не предусмотрено.
Технология передачи DWDM создает базис для организации гибких высокоскоростных интеллектуальных сетей, обеспечивая прозрачную передачу постоянно растущего трафика, в том числе чувствительного к задержкам. Технология поддерживает скорости от 150 Мбит/с до 400 Гбит/с на одну длину волны. У ряда вендоров в активной разработке находятся 600-гигабитные решения.
DWDM может применяться не только для организации магистральных систем связи между крупными населенными пунктами, но и в городских оптических сетях.
Еще один тренд развития DWDM-систем задают крупнейшие центры обработки данных, которые подталкивают разработчиков и производителей оборудования вырабатывать новые технические решения для увеличения емкости существующих систем передачи по оптическим волокнам, что для операторов обозначает удешевление в пересчете на бит/с. Новое направление, где в скором времени технология окажется востребованной, – агрегация и прозрачная передача трафика, критичного к задержкам. Так, транспортное ядро развивающихся сетей 5G будет, несомненно, построено по принципу DWDM.
В крупнейшем ЦОДе ПАО «Сбербанк» в Сколково установлены DWDM-системы «Волга» российского производства.
Основные компоненты DWDM-системы
Транспондеры/мукспондеры
Адаптация клиентских сигналов к сетям DWDM может быть проведена с помощью блоков транспондеров и мукспондеров (агрегирующих транспондеров). Эти блоки применяются для преобразования несущей длины волны сигнала, поступающего от клиентского оборудования, к установленному частотному плану WDM, оптического сигнала, приходящего из линии, – к несущей длине волны клиентского оборудования, то есть совмещают в себе как передающую, так и приемную часть.
Рассмотрим более подробно функционал транспондеров и мукспондеров в общем виде, а далее поясним разницу между ними. Оба устройства осуществляют передачу линейного сигнала на нужной длине волны в рамках выбранного формата спектрального уплотнения. Компоненты в составе передающей части (лазеры и модуляторы), а также алгоритмы упреждающей коррекции ошибок (FEC – Forward Error Correction) обеспечивают достаточную его устойчивость к шумам и искажениям. Использование в блоках транспондеров/ мукспондеров современных форматов модуляции позволяет обеспечивать высокую пропускную способность сети. С другой стороны, приемо-передающие модули обеспечивают прозрачное преобразование различных клиентских интерфейсов в линейный с возможностями мониторинга и контроля ошибок.
Расширяют функционал транспондеров и мукспондеров за счет поддержки решений операторского класса: принимаются меры по увеличению надежности, времени непрерывной работы, снижению времени перезапуска; обеспечивается удаленный мониторинг. Современные модули могут поддерживать программно-управляемую архитектуру сети SDN (Software Defined Network). Транспондер имеет число выходных портов, равное числу клиентских. В зависимости от реализации, он может обладать функцией внутренней коммутации или жестко связывать входные и выходные порты друг с другом попарно.
В случае применения технологии OTN (Optical Transport Network), работающей в связке с DWDM и обеспечивающей перенос разнородного трафика на оптический уровень, задача устройства сводится к инкапсуляции клиентского сигнала в кадры низкого порядка ODU (Optical Data Unit), добавлению заголовка для процедуры коррекции ошибок FEC и формированию выходного цифрового кадра. Такая процедура называется отображением, а выходной цифровой кадр, модулирующий оптическую несущую, – OTU (Optical Transport Unit).
SD-FEC является алгоритмом кодирования третьего поколения, обеспечивающим передачу данных для оптических сетей 100G на большие расстояния и с большими ретрансляционными участками.
В отличие от транспондера, мукспондер не просто преобразует клиентский сигнал в формат кадра OTN, но и выполняет функции цифрового мультиплексирования. Так же, как и в транспондере, на первом этапе данные клиента размещаются в кадры низкого порядка (в OTN их часто называют Tributary ODU). Мультиплексор OTN синхронно мультиплексирует ODU низкого порядка в ODU высокого порядка (Line ODU).
По групповому кадру рассчитывается контрольная сумма, и на выходе мультиплексора формируется только один линейный кадр OTU. Соответственно, мукспондер формирует один оптический канал. Длина волны излучения, как правило, перестраивается в рабочем диапазоне.
На стороне приема сигналы, поступающие на вход транспондера, детектируются и восстанавливаются цифровым фотоприемником. В случае реализованной процедуры коррекции ошибок FEC соответствующие блоки обнаруживают и устраняют ошибки, возникающие в процессе распространения сигнала по линии связи.
Основные компоненты DWDM-системы:
Рисунок 1. Общий вид WDM-системы с передачей по одному волокну оптических сигналов на разных длинах волн
Существует множество FEC-алгоритмов кодирования, которые различаются по сложности и производительности. Одним из наиболее распространенных кодов первого поколения FEC является код «Рида – Соломона» (255, 239).
Оптические мультиплексоры
Все транспондеры (мукспондеры) подключаются к оптическому терминальному мультиплексору – пассивному устройству, позволяющему объединять сформированные ранее оптические каналы в одно оптическое волокно. На приемной стороне происходит демультиплексирование оптического сигнала – операция, обратная процедуре мультиплексирования. Именно мультиплексоры/демультиплексоры являются WDM-устройствами в чистом виде, так как их параметры и определяют частотный план системы связи: плотность расположения каналов, их количество, полосу пропускания по каждому каналу.
Фиксированные многоканальные мультиплексоры изготавливаются на основе AWG-решеток (Array Waveguide Grating), а малоканальные могут быть реализованы в виде набора тонкопленочных TFFфильтров (Thin Film Filter). Потери на канал в мультиплексорах на основе AWG-решеток не зависят от числа каналов и составляют примерно 5 дБ.
Для малоканальных мультиплексоров потери определяются числом последовательно включенных фильтров (обычно число каналов N = 2^m, где m = 1 – 4 –количество последовательно включенных фильтров) и составляют от 1,5 до 6 дБ. Ограничение на количество каналов (8 – 16) малоканальных мультиплексоров вызвано тем, что потери в каскаде фильтров сравниваются с потерями в AWG-решетке многоканального мультиплексора.
Для формирования равномерного группового сигнала устройства могут содержать в своем составе управляемые оптические аттенюаторы для каждого мультиплексируемого канала. Кроме того, они могут быть оборудованы измерителями канальной мощности для удаленного мониторинга спектра каналов, а также мониторным разъемом для подключения измерительного оборудования без разрыва оптической линии.
Реконфигурируемые оптические мультиплексоры ввода-вывода ROADM
Отдельного рассмотрения требует группа программно-реконфигурируемых мультиплексоров ввода-вывода. Если фиксированные мультиплексоры (OADM) жестко определяют маршруты каналов, то гибкость и масштабируемость системы может быть обеспечена с помощью реконфигурируемого мультиплексора – ROADM (Reconfigurable Optical Add/Drop Multiplexer), который программно изменяет распределение каналов по волокнам (рисунок 2).
Рисунок 2. Принцип работы реконфигурируемого мультиплексора ввода-вывода (ROADM)