Pārskats par DWDM tehnoloģiju un DWDM sistēmas komponentiem
Telekomunikācijas plaši izmanto optiskās metodes, kurās pārvadātāju vilnis pieder pie klasiskā optiskā domēna. Viļņu modulācija ļauj pārraidīt analogos vai digitālos signālus līdz dažiem gigaherciem (GHz) vai gigabaitiem sekundē (Gbps) uz ļoti augstas frekvences nesēja, parasti 186 līdz 196 THz. Faktiski bitu pārraides ātrumu var vēl vairāk palielināt, izmantojot vairākus nesēju viļņus, kas pavairojas bez būtiskas mijiedarbības ar vienu šķiedru. Ir acīmredzams, ka katra frekvence atbilst citam viļņu garumam. Blīvais viļņa garuma sadalījums (DWDM) ir rezervēts ļoti tuvu frekvenču atstatumam. Šis emuārs ietver ievadu DWDM tehnoloģiju un DWDM sistēmas komponentiem. Katra komponenta darbība tiek apspriesta atsevišķi, un visa blogu DWDM sistēmas struktūra ir parādīta šī emuāra beigās.
Ievads DWDM tehnoloģijā
DWDM tehnoloģija ir optisko tīklu paplašināšana. DWDM ierīces (multipleksers vai īslaicīgs Mux) apvieno vairāku optisko raidītāju izeju, lai pārraidītu to pa vienu optisko šķiedru. Saņemot galu, cita DWDM ierīce (demultipleksers vai īsais DeMux) atdala kombinētos optiskos signālus un katram kanālam nodod optisko uztvērēju. Tikai viena optiskā šķiedra tiek izmantota starp DWDM ierīcēm (vienam pārraides virzienam). Tā vietā, lai pieprasītu vienu optisko šķiedru uz raidītāju un uztvērēju pāri, DWDM ļauj vairākiem optiskiem kanāliem aizņemt vienu optisko šķiedru kabeli. Kā redzams zemāk, izmantojot augstas kvalitātes AAWG Gausa tehnoloģiju, FOCC DWDM Mux / Demux nodrošina zemu ievietošanas zudumu (tipisks 3,5 dB) un augstu uzticamību. Ar modernizēto struktūru šie DWDM multiplekseri un demultiplekseri var piedāvāt vieglāku instalāciju.
Galvenā priekšrocība DWDM ir tā protokols un bitrate neatkarība. DWDM balstītie tīkli var pārsūtīt datus IP, ATM, SONET, SDH un Ethernet. Tāpēc DWDM balstītie tīkli optiskā kanālā var pārvadāt dažādus ātrumus dažādos ātrumos. Balss pārraide, e-pasts, video un multivides dati ir tikai daži piemēri pakalpojumiem, kurus var vienlaikus nosūtīt DWDM sistēmās. DWDM sistēmās ir kanāli viļņu garumos, kas izvietoti ar atstarpi 0,4 nm.
DWDM ir frekvenču sadalīšanas multipleksēšana (FDM). Gaismas pamatīpašība nosaka, ka dažāda viļņa garuma individuālie gaismas viļņi vidē var pastāvēt līdzās. Lāzeri spēj radīt gaismas impulsus ar ļoti precīzu viļņu garumu. Katrs atsevišķais gaismas viļņa garums var būt atšķirīgs informācijas kanāls. Apvienojot dažādu viļņu garumu gaismas impulsus, daudzi kanāli var tikt pārraidīti pa vienu šķiedru vienlaicīgi. Optiskās šķiedras sistēmas izmanto gaismas signālus elektromagnētiskā spektra infrasarkanajā joslā (1–400 nm viļņu garumā). Gaismas frekvences elektromagnētiskā spektra optiskajā diapazonā parasti identificē pēc viļņa garuma, lai gan frekvence (attālums starp lambdas) nodrošina precīzāku identifikāciju.
DWDM sistēmas komponenti
DWDM sistēma parasti sastāv no pieciem komponentiem: optiskie raidītāji / uztvērēji, DWDM Mux / DeMux filtri, optiskie pastiprinātāji / optiskie pastiprinātāji, optiskie pastiprinātāji, transponderi (viļņu garuma pārveidotāji).
Optiskie raidītāji / uztvērēji
Raidītāji tiek raksturoti kā DWDM komponenti, jo tie nodrošina avota signālus, kas pēc tam tiek multipleksēti. DWDM sistēmās izmantoto optisko raidītāju raksturlielumi ir ļoti svarīgi sistēmas projektēšanai. DWDM sistēmā kā gaismas avoti tiek izmantoti vairāki optiskie raidītāji. Ienākošie elektriskie datu biti (0 vai 1) aktivizē gaismas plūsmas modulāciju (piemēram, gaismas zibspuldze = 1, gaismas trūkums = 0). Lāzeri rada gaismas impulsus. Katram gaismas impulsam ir precīzs viļņa garums (lambda), kas izteikts nanometros (nm). Optiskajā nesējā balstītā sistēmā digitālās informācijas plūsma tiek nosūtīta uz fiziskā slāņa ierīci, kuras izeja ir gaismas avots (LED vai lāzers), kas savieno optisko šķiedru kabeli. Šī ierīce pārvērš ienākošo digitālo signālu no elektriskajiem (elektroniem) uz optisko (fotonu) formu (elektriskā uz optisko konversiju, EO). Elektriskās un nulles gaismas gaismas avots, kas mirgo (piem., Gaisma = 1, maz vai nav gaismas = 0), ir optiskās šķiedras kodols. EO reklāmguvums ir negatīva ietekme. Pamatā esošā digitālā signāla formāts nav mainīts. Gaismas pākšaugi izplatās pa optisko šķiedru, veicot pilnīgu iekšējo atstarošanu. Saņemot galu, vēl viens optiskais sensors (fotodiods) atklāj gaismas impulsu un pārvērš ienākošo optisko signālu atpakaļ uz elektrisko formu. Šķiedru pāris parasti savieno divas ierīces (viena pārraides šķiedra, viena saņem šķiedru).
DWDM sistēmām ir nepieciešami ļoti precīzi gaismas viļņa garumi, lai darbotos bez starpkanālu izkropļojumiem vai šķērsruna. DWDM sistēmas atsevišķu kanālu izveidošanai parasti izmanto vairākus atsevišķus lāzerus. Katrs lāzers darbojas nedaudz atšķirīgā viļņu garumā. Mūsdienu sistēmas darbojas ar 200, 100 un 50 GHz attālumu. Jaunākas sistēmas atbalsta 25 GHz atstarpi un tiek pētīta 12,5 GHz atstatums. Parasti DWDM raiduztvērēji (DWDM SFP, DWDM SFP +, DWDM XFP uc), kas darbojas 100 un 50 GHz, atrodami tirgū.
DWDM Mux / DeMux filtri
Vairāki viļņu garumi (visi 1550 nm diapazonā), ko rada vairāki raidītāji un kas darbojas uz dažādām šķiedrām, tiek apvienoti vienā šķiedrā, izmantojot optisko filtru (Mux filtrs). Optiskā multipleksora izejas signālu sauc par kompozīta signālu. Saņemšanas galā optiskais pilienu filtrs (DeMux filtrs) atdala visus kompozīta signāla individuālos viļņu garumus uz atsevišķām šķiedrām. Atsevišķās šķiedras nodod demultipleksētos viļņu garumus tik daudziem optiskiem uztvērējiem. Parasti Mux un DeMux (pārraides un uztveršanas) komponenti atrodas vienā kamerā. Optiskās Mux / DeMux ierīces var būt pasīvas. Komponentu signāli tiek multipleksēti un demultipleksēti optiski, nevis elektroniski, tāpēc nav nepieciešams ārējs barošanas avots. Zemāk redzamais attēls ir DWDM divvirzienu darbība. N dažādo viļņu garumu N gaismas impulsus, ko pārvadā N dažādas šķiedras, apvieno ar DWDM Mux . N signāli tiek multipleksēti uz optiskās šķiedras pāri. DWDM DeMux saņem kompozīta signālu un atdala katru no N komponenta signāliem un katrs pārnes uz šķiedru. Pārraidītās un saņemošās signāla bultiņas ir klienta puses aprīkojums. Tam nepieciešams izmantot optisko šķiedru pāri; viens pārraidīšanai, viens saņemšanai.
Optiskie pievienošanas / atvienošanas multiplekseri
Optiskajiem pievienošanas / nomešanas multipleksoriem (ti, OADM) ir atšķirīga funkcija "Add / Drop", salīdzinot ar Mux / DeMuxfiltriem. Šeit ir skaitlis, kas parāda 1 kanāla OADM darbību. Šis OADM ir paredzēts, lai pievienotu vai nomestu tikai optiskos signālus ar noteiktu viļņu garumu. No kreisās uz labo pusi ienākošais kompozīta signāls tiek sadalīts divās daļās, nokrītot un caurplūstot. OADM samazina tikai sarkano optisko signālu plūsmu. Samazinātā signāla plūsma tiek nodota klienta ierīces uztvērējam. Atlikušie optiskie signāli, kas šķērso OADM, tiek multipleksēti ar jaunu signāla plūsmu. OADM pievieno jaunu sarkanu optisko signālu plūsmu, kas darbojas ar tādu pašu viļņu garumu kā kritušajam signālam. Jauno optisko signālu plūsmu apvieno ar caurlaidības signāliem, lai izveidotu jaunu kompozīta signālu.
OADM, kas paredzēts darbam ar DWDM viļņu garumiem, sauc par DWDM OADM , bet darbojas pie CWDM viļņa garumiem sauc par CWDM OADM . Abi no tiem tagad ir pieejami tirgū.
Optiskie pastiprinātāji
Optiskie pastiprinātāji palielina amplitūdu vai palielina optisko signālu, kas šķērso šķiedru, tieši stimulējot signāla fotonus ar papildu enerģiju. Tās ir "šķiedru" ierīces. Optiskie pastiprinātāji pastiprina optiskos signālus dažādos viļņu garumos. Tas ir ļoti svarīgi DWDM sistēmas lietojumam. Šķiedru pastiprinātāji (EDFA) ir visbiežāk izmantotie optisko pastiprinātāju veidi. EDFA, ko izmanto DWDM sistēmās, dažkārt sauc par DWDM EDFA, salīdzinot ar tiem, ko izmanto CATV vai SDH sistēmās. Lai paplašinātu DWDM sistēmas pārraides attālumu, jūs varat saņemt visus optisko pastiprinātāju veidus Fiberstore, ieskaitot DWDM EDFA, CATV EDFA, SDH EDFA, EYDFA un Ramana pastiprinātājus utt. (Šeit ir skaitlis, kas parāda darbības DWDM EDFA.)
Transponderi (viļņu garuma pārveidotāji)
Transponētāji pārveido optiskos signālus no viena ienākošā viļņa garuma uz citu izejošo viļņu garumu, kas piemērots DWDM lietojumprogrammām. Transponderi ir optisko-elektrisko-optisko (OEO) viļņu garuma pārveidotāji. Transponderis veic OEO darbību, lai pārvērstu gaismas viļņa garumu, tāpēc daži cilvēki tos sauca par „OEO”. DWDM sistēmā transponderis pārveido klienta optisko signālu atpakaļ uz elektrisko signālu (OE) un pēc tam veic vai nu 2R (Reamplify, Reshape) vai 3R (Reamplify, Reshape, un Retime) funkcijas. Zemāk redzamajā attēlā parādīta divvirzienu transponderu darbība. Starp klienta ierīci un DWDM sistēmu atrodas transponderis. No kreisās uz labo pusi, transponderis saņem optisko bitu plūsmu, kas darbojas vienā noteiktā viļņa garumā (1310 nm). Transponderis pārvērš ienākošās bitu plūsmas darbības viļņa garumu uz ITU atbilstošu viļņu garumu. Tā nosūta savu produkciju DWDM sistēmā. Saņemšanas pusē (pa labi - pa kreisi) process tiek mainīts. Transponderis saņem ITU atbilstošu bitu plūsmu un pārvērš signālus atpakaļ uz klienta ierīces izmantoto viļņu garumu.
Transponderus parasti izmanto WDM sistēmās (2,5 līdz 40 Gbps), tostarp ne tikai DWDM sistēmās, bet arī CWDM sistēmās. Fiberstore nodrošina dažādus WDM transponderus (OEO pārveidotājus) ar dažādiem moduļa portiem (SFP uz SFP, SFP + uz SFP +, XFP uz XFP utt.).
Kā DWDM sistēmas komponenti darbojas kopā ar DWDM tehnoloģiju
Tā kā DWDM sistēma sastāv no šiem pieciem komponentiem, kā viņi darbojas kopā? Atbilde sniegta sekojošos soļos (arī turpmāk redzamajā attēlā var redzēt visu DWDM sistēmas pamatstruktūru):
Izmantojot DWDM tehnoloģiju, DWDM sistēmas nodrošina joslas platumu lieliem datu apjomiem. Faktiski DWDM sistēmu jauda palielinās, pateicoties tehnoloģiju attīstībai, kas ļauj tuvināt viļņa garumu un līdz ar to lielāku skaitu. Taču DWDM arī pāriet uz transportu, lai kļūtu par pamatu visu optisko sakaru tīklam ar viļņu garuma nodrošināšanu un tīkla aizsardzību. Pārslēgšanās pie fotoniskā slāņa ļaus šo evolūciju, kā arī maršrutēšanas protokolus, kas ļauj gaismas ceļiem šķērsot tīklu tikpat daudz kā šodien notiekošās virtuālās shēmas. Izstrādājot tehnoloģijas, DWDM sistēmām var būt nepieciešamas uzlabotas sastāvdaļas, lai iegūtu lielākas priekšrocības.
