Технологии спектрального мультиплексирования
Dense Wavelength Division Multiplexing сокращенно DWDM — технология плотного спектрального мультиплексирования (уплотнения). Позволяет передавать до 88 оптических сигналов по одному ОВ (оптическому волокну), что в разы больше ёмкости волокна при использовании CWDM (подробнее о технологии CWDM можно прочитать по
В современных системах DWDM уплотнения, как правило, используется С-диапазон. Это связано с большей доступностью и распространённостью оборудования, рассчитанного для работы в этом диапазоне.
В зависимости от сложности, протяжённости и требований к системе передачи, сети передачи на основе DWDM строятся с использованием следующих компонентов:
Так же, в качестве компонента протяжённой и требовательной к соотношению сигнал шум системе передачи, может быть задействован оптический усилитель, основанный на эффекте Рамана (Рамановский усилитель), но в связи с высокой стоимостью и редкостью использования, данный компонент в рамках статьи не рассматривается.
Оптические трансиверы для DWDM систем – это компактные съёмные приемо-передатчики, применяемые для формирования и приёма оптических сигналов в системах плотного спектрального мультиплексирования. Большая часть DWDM модулей двухволоконные, то есть имеют один порт «Tx» и один порт «Rx», встречаются исключения в виде DWDM CFP 4*2LC обладающих четырьмя портами «Tx» и четырьмя портами «Rx». Все DWDM модули вне зависимости от их форм фактора оснащены портами:
Современная линейка DWDM трансиверов включает в себя практически все возможные форм-факторы, которые поддерживают передачу данных со скоростью от 100 Мбит/с до 100 Гбит/с.
Оптические мультиплексоры/демультиплексоры DWDM. Мультиплексор — это оптическое устройство, не требующее электропитания, которое объединяет несколько оптических сигналов (от нескольких трансиверов), в частотной сетке DWDM, в линейный сигнал для передачи по ВОЛС.
Демультиплексор — пассивное оптическое устройство, которое разделяет линейный DWDM сигнал, принятый из линии передачи и распределяет отдельные сигналы в соответствующие приёмники трансиверов.
В рамках системы спектрального уплотнения DWDM могут использоваться мультиплексоры, произведённые по двум технологиям.
Мультиплексоры на основе тонкопленочных фильтров (TFF) – представляют собой каскад соединённых между собой оптических TFF-фильтров. Данный вид мультиплексоров изготавливается путём последовательного соединения при помощи сплавления оптических выводов «REFL» и «COM». Окно прозрачности, используемых для производства DWDM TFF мультиплексоров оптических фильтров, составляет λн±0,1 нм, где λн — несущая длина волны.
В остальном, принципы, заложенные в мультиплексорах CWDM основанных на оптических фильтрах, полностью применимы в DWDM-мультиплексорах.
Мультиплексоры на основе массива волноводов (AWG) представляют собой кристалл, созданный из множества оптических волноводов (для простоты можно представить множество волокон, сплавленных в единую структуру). В AWG мультиплексорах мультиплексирование и демультиплексирование различных длин волн производится одновременно в рамках одного и того же элемента.
Принцип работы достаточно прост: мультиплексируемый оптический сигнал подаётся на выходную фокусирующую пластину и по мере прохождения массива волноводов на входной фокусирующей пластине смешивается с другими сигналами и передаётся в линию. Демультиплесируемый сигнал проделывает обратный путь от входной фокусирующей пластины до выходной.
Более подробно узнать о работе мультиплексоров можно по
В зависимости от места применения усилителей на трассе их можно разделить на три основных типа:
Подробнее об оптических усилителях на основе эрбиевого волокна можно прочитать по
Подробнее про устройство и принципы работы компенсаторов хроматической дисперсии можно прочитать по
Перестраиваемые оптические мультиплексоры ввода/вывода – ROADM – это активное мультиплексирующее перестраиваемое оборудование ввода-вывода, которое позволяет удалённо переключать вводимые и выводимые из устройства длины волн в зависимости от требований сети. Главное преимущество использования ROADM для построения магистральных сетей, заключается в том, что пропускную способность можно увеличивать в нужном месте и в нужное время, не требуя ручной наладки или серьёзного перепроектирования участка сети. При добавлении нового абонента к сети, в которой используется ROADM, реконфигурироваться будет только та ее часть, по которой пользователю будут предоставляться услуги связи. Никакое новое оборудование при этом не нужно, предоставление услуг не прерывается. Но в связи с технической сложностью, а отсюда высокой стоимостью, оборудование ROADM мало применяется в рамках некрупных транспортных сетей DWDM, а зачастую является решением для масштабных магистральных проектов, в которых невозможно обойтись без функции перенастройки мультиплексоров.