Реферат на тему wdm

Обновлено: 05.07.2024

Основы технологии WDM

Введение в WDM
Оптическое мультиплексирование с разделением по длинам волн МРДВ (WDM) – сравнительно новая технология оптического (или спектрального) уплотнения, которая была разработана в 1970-1980 годах. В настоящее время WDM играет для оптических синхронных систем ту же роль, что и мультиплексирование с частотным разделением МЧР (FDM) для аналоговых систем передачи данных. По этой причине системы с WDM часто называют системами оптического мультиплексирования с частотным разделением ОМЧР (OFDM). Однако по сути своей эти технологии (FDM и OFDM) существенно отличаются друг от друга. Их отличие состоит не только в использовании оптического (OFDM) или электрического (FDM) сигнала. При FDM используется механизм АМ модуляции с одной боковой полосой (ОБП) и выбранной системой поднесущих , модулирующий сигнал которых одинаков по структуре, так как представлен набором стандартных каналов ТЧ. При OFDM механизм модуляции, необходимый в FDM для сдвига несущих, вообще не используется, несущие генерируются отдельными источниками (лазерами), сигналы которых просто объединяются мультиплексором в единый многочастотный сигнал. Каждая его составляющая (несущая) принципиально может передавать поток цифровых сигналов, сформированный по законам различных синхронных технологий. Например, одна несущая формально может передавать АТМ трафик, другая SDH, третья PDH и т.д. Для этого несущие модулируются цифровым сигналом в соответствии с передаваемым трафиком.

Модель взаимодействия WDM с транспортными технологиями
Формально для систем WDM не важно, какие методы кодирования и формирования конкретного цифрового сигнала использовались. Хотя, как правило, в этих системах и передается однотипный трафик, это диктуется используемыми методами синхронизации и единообразием процесса обработки. В отличие от систем SDH транспортируемый сигнал не упаковывается в контейнеры и не подвергается обработке в соответствии со структурой мультиплексирования SDH для формирования транспортного модуля STM-N, который только и может быть передан через физический уровень в канал связи (среду передачи).
Если упрощенно представить многоуровневую модель взаимодействия основных технологий SDH/SONET, ATM, IP (без учета возможности переноса IP через ATM), осуществляющих транспортировку сигнала в глобальных цифровых сетях, и WDM, то до появления последней она имела вид, представленный на рис. 4.4-1а. Модель состояла из трех уровней и оптической среды передачи и показывала, что для транспортировки трафика верхнего уровня (ATM и IP) по оптической среде передачи он должен быть размещен (инкапсулирован) в транспортные модули STM-N/ OC-n технологий SDH/SONET, способные, используя физический интерфейс этих технологий, пройти через физический уровень в оптическую среду передачи. Отсюда была ясна необходимость создания технологий инкапсуляции ячеек АТМ , например, в виртуальные контейнеры SDH (ATM over SDH), или пакетов IP в виртуальные трибы SONET (IP over SONET). Этим и занимались соответствующие подкомитеты по стандартизации в таких институтах, как ANSI, ISO, ITU-T и ETSI, разрабатывая стандарты на указанные технологии.

Блок-схема систем c WDM
Основная схема системы c WDM (для примера взято четыре канала) имеет вид, представленный на рис. 4.4-2 (показан один прямой канал).

Здесь n входных потоков данных (кодированных цифровых импульсных последовательностей) модулируют (модуляция основной полосой) с помощью оптических модуляторов M_i оптические несущие с длинами волн l _i . Модулированные несущие мультиплексируются (объединяются) с помощью мультиплексора WDM Mux в агрегатный поток, который после усиления (с помощью бустера или мощного усилителя – МУ) подается в ОВ. На приемном конце поток с выхода ОВ усиливается предварительным усилителем – ПУ, демультиплексируется , т.е. разделяется на составляющие потоки – модулированные несущие l i , которые детектируются с помощью детекторов Д_i (на входе которых могут дополнительно использоваться полосовые фильтры Ф_i для уменьшения переходных помех и увеличения тем самым помехоустойчивости детектирования), и, наконец, демодулируются демодуляторами ДM_i , формирующими на выходе исходные кодированные цифровые импульсные последовательности . Кроме МУ и ПУ в системе могут быть использованы и линейные усилители – ЛУ (как рассматривалось выше).

Канальный (частотный) план
Х отя рассчитывать сейчас на взаимную совместимость оборудования разных производителей систем WDM не приходится, необходимо было стандартизовать номинальный ряд несущих – “канальный или частотный план”, чтобы дать производителям ориентир на будущее, а также позиционировать уже существующие WDM системы. Эту задачу в первом приближении решил Сектор стандартизации МСЭ, выпустив стандарт ITU-T Rec . G.692.

Стандартный канальный план и его использование
Первоначально в основу проекта стандарта положен канальный (частотный) план с равномерным расположением несущих частот каналов с минимальным разносом (шагом) каналов на 0,1 ТГц, или 100 ГГц. Выбранная в плане область частот покрывает стандартизованный диапазон D ст =5,1 ТГц и практически соответствует диапазону длин волн (от 1528,77 до 1569,59 нм) амплитудно-волновой характеристики АВХ широко используемых ОУ. При выборе постоянного шага h=0,1 ТГц (100 ГГц) в этом диапазоне можно разместить максимально 51 канал с несущими, указанными в верхнем ряду нижеследующей таблицы (для пересчета на длины волн используется обычная (уточненная) формула l = 2.99792458•1017/ f [нм/Гц], при этом шаг по l получается разным от 0,780 до 0,821 нм, или в среднем 0,8 нм).
При использовании шага 0,2 ТГц (200 ГГц, или в среднем 1,6 нм) можно получить производную таблицу.

Объединение двух или более сигналов оптических несущих с разными длинами волн (несущих различную информацию) через мультиплексор (также известный как мультиплексор) на передающей стороне
вместе и связаны с одной и той же оптоволоконной технологией передачи; на принимающей стороне через демультиплексор (также известный как демультиплексор или демультиплексор,
Демультиплексор) разделяет оптические несущие с разными длинами волн, а затем обрабатывает их оптическим приемником для восстановления исходного сигнала. Это на том же волокне
В технология одновременной передачи двух или многих оптических сигналов с разными длинами волн называется мультиплексированием с разделением по длине волны.
В настоящее время сеть передачи в основном использует сети SDH / SONET и WDM. SDH / SONET фокусируется на обработке и планировании электрического уровня бизнеса. WDM
фокусируется на обработке и планировании бизнес-оптического уровня. В связи с большим количеством приложений служб данных потребность в пропускной способности сети растет. Сеть SDH / SONET
имеет очевидные недостатки в перекрестном планировании и масштабируемости. В то же время операторы могут поддерживать ремонтопригодность, безопасность и гибкость планирования услуг сетей WDM.
также выдвинул более высокие требования, исходная техническая система оказалась бессильной, и появилась сеть оптического транспорта (OTN).
Технология OTN применяет функциональные и управляемые возможности SDH / SONET к системам WDM, а также поддерживает SDH / SONET и WDM.
Преимущество определяет полную структуру системы и имеет соответствующие механизмы управления и мониторинга для каждого уровня сети, причем как оптический уровень, так и электрический уровень имеют живучесть сети.
Механизм действительно может соответствовать требованиям операторского класса, предъявляемым операторами.
OTN - это сеть, состоящая из группы элементов оптической сети, соединенных вместе волоконно-оптическими линиями, которые могут обеспечивать передачу по оптическому каналу, мультиплексирование,
Маршрутизация, управление, мониторинг и защита (живучесть). Очевидной особенностью OTN является то, что для любых настроек передачи цифрового сигнала клиента и специфичных для клиента
Функция неактуальна, то есть покупатель неактуален. OTH (Optical Transport Hierarchy) - это новая передача с установлением соединения, используемая для развития OTN.
Технология отправки. OTN имеет большую расширяемую емкость и больше всего подходит для магистральных сетей MESH. В идеале в будущем сеть передачи должна быть полностью OTN.
сеть. По сравнению с SDH, OTN принадлежит к следующей оптической сети передачи.
По сравнению с традиционным оборудованием SDH и SONET, OTN имеет следующие 4 преимущества:
(1) Возможность усиленного прямого исправления ошибок (FEC).
(2) Дополнительные уровни мониторинга тандемных соединений (TCM)
(3) Прозрачная передача клиентских сигналов.
(4) Масштабируемость обмена

Интеллектуальная рекомендация

Comment Classification in NLP

1. Введение Недавно я хотел поиграть в машинное обучение, когда мне нечего было делать во время отпуска, и я нашел небольшой проект классификации комментариев, который сделал мой старший.Поскольку у м.

[Операция] Как подключиться к серверу Windows

Как роботы понимают человеческие эмоции

Десять лет разработки, остался только этот набор систем разработки Java >>> Выслушав сегодня лекцию профессора Рена, я был очень вдохновлен, и мое мышление внезапно стало намного .

Новое эссе (2). Пользовательский опыт: "Год" в форме регистрации пользователя хаотичен.

Соблюдение файловой системы --smb Service

Только студенты могут написать Только группа студентов может написать Дайте администратору пользователя root пользователя идентичность пользователя После скрытия данных только студент может войти в сл.

В развитых странах волоконно-оптическая связь заняла лидирующее положение среди других средств связи. Ее отличительной чертой является значительно более высокая скорость передачи информации и более высокая надежность по сравнению с проводной электросвязью и радиосвязью. Именно эти качества обусловили быстрое развитие волоконно-оптических систем связи за последние 10-15 лет. В настоящее время в мире проложено уже более 100 млн. км таких линий связи. Более того, все континенты связаны подводными волоконно-оптическими линиями связи, общая длина которых превышает 300 тыс. км. Технология грубого спектрального уплотнения (Coarse Wavelength-Division Multiplexing) позволила использовать всего одно оптическое волокно, для передачи до девяти независимых, двусторонних каналов, однако и такая плотность была недостаточной - рынок требовал еще большей плотности, и на это требование последовал ответ - технология DWDM.

CWDM позволяла организовывать несколько независимых линий связи в оптоволокне, за счет того, что каждый такой канал образовывался с помощью двух лазеров, работающих на разных длинах волн, с шагом в 20 нанометров. Центральные длины волн в грубом уплотнении: 1270, 1290, 1310 . 1590, 1610 нанометров. причем допуски, для таких оптических приёмопередатчиков составляли всего 6.5 децибел. Это значит, что, если у конкретного модуля, маркированного как "1310" реальная несущая волна - 1315 нанометров это никак не влияет на систему уплотнения. По сравнению с обычными модулями, даже WDM - где такие допуски составляют 20-30 децибел и более - это усложнило технологию изготовления, именно поэтому трансиверы CWDM дороже аналогичных традиционных приемопередатчиков.

Разрабатываются и испытываются волоконно-оптические системы связи нового поколения с пропускной способностью в десятки и сотни Гбит/с, а в перспективе - до нескольких Тбит/с. Эти системы используют новые принципы передачи информации - оптические солитоны и спектральное разделение каналов, а также принципиально новую элементную базу, основанную на новых материалах и современных технологиях.

Разработка систем передачи информации нового поколения, прежде всего, вызвана потребностями экономики. Известно, что для увеличения вдвое национального валового продукта необходимо обеспечить 4-кратное увеличение объема передаваемой информации.

Сегодняшний этап развития волоконно-оптических систем связи в мире характеризуется серьезным технологическим прорывом в области элементной базы, позволившим совершить значительный скачок в повышении пропускной способности ВОЛС. На повестке дня стоит вопрос о практическом внедрении ВОЛС с пропускной способностью 1 Тбит/с и более.

Важнейшими элементами высокоскоростных волоконно-оптических сетей являются передающие и приемные модули, модуляторы, широкополосные оптические усилители, компенсаторы дисперсии, мультиплексоры и коммутаторы.

Успехи в технологии создания высококачественных источников излучения и фотодетекторов для высокоскоростных ВОЛС позволили удовлетворить практически все современные потребности пользователей и операторов сетей связи в широком диапазоне скоростей.

Наиболее широкое применение в перспективных ВОЛС со спектральным разделением каналов могут найти перестраиваемые по длинам волн полупроводниковые лазеры. К этим устройствам предъявляются довольно жесткие требования по стабильности спектральных характеристик. Основные же усилия разработчиков в настоящее время направлены на снижение стоимости этих устройств с целью обеспечения более высокой конкурентоспособности ВОЛС со спектральным разделением каналов по сравнению с другими типами ВОЛС, наращивание пропускной способности которых требует использования дополнительных оптических волокон или увеличения скорости передачи при временном уплотнении каналов.

Дальнейшее развитие ОСП базируется на двух основных концепциях, которые неразрывно связаны между собой. Это многоволновые системы передачи (DenseWDM). Где имеется несколько передатчиков, сигналы которых поступают на оптический мультиплексор, на приемной стороне происходит обратное преобразование.

Второй составляющей являются, так называемые полностью оптические сети (AON). В них используются оптические усилители, наиболее перспективными. из которых являются EDFA (Erbium Doped fiber Amplifer).В линии отсутствуют регенераторы, вместо них устанавливаются аналоговые усилители , которые без преобразования принятого оптического сигнала в электрический, просто увеличивают его амплитуду и передают дальше. С увеличением протяженности линии падает отношение сигнал/шум, т.к. шумы в линии суммируются и на усилителе их амплитуда возрастает вместе с сигналом. Эта технология обладает очень важным приемуществом – это отсутствие привязки к скорости и протоколу передачи.

От WDM к DWDM

Долгое время в WDM-системах использовались 2-4 канала, отстоящих друг от друга на десятки и сотни нанометров. Между тем еще с середины 80-х гг. разработчики пытались радикально увеличить данный параметр. Появление технологии DWDM позволило формировать в одном волокне десятки каналов и вести передачу с суммарной скоростью более 1 Тбит/с.

Первые эксперименты с DWDM датируются 1985 г., когда специалистам Bell Laboratories (исследовательского центра компании AT&T, ныне принадлежащего Lucent Technologies) удалось мультиплексировать 10 каналов по 2 Гбит/с, длины волн которых отстояли друг от друга на 1,3 нм. Аналогичные опыты были выполнены в том же году в BTRL (исследовательском центре British Telecommunications), где использовалось 7 каналов по 280 Мбит/с с шагом 15 нм. В лабораторных условиях скорости передачи 1 Тбит/с достигли в 1996 г. сразу три компании - Bell Laboratories, Fujitsu Laboratories и Nippon Telegraph and Telephone (NTT).

Первая из них использовала 25 инжекционных лазеров; их выходные сигналы расщеплялись на две составляющие с различной поляризацией, а затем полученные 50 несущих сигналов модулировались со скоростью 20 Гбит/с. Передача велась на расстояние 55 км. Специалисты Fujitsu Laboratories продемонстрировали связь на расстоянии 150 км с использованием 55 длин волн при скорости передачи 20 Гбит/с в каждом канале. NTT осуществила мультиплексирование 10 каналов по 100 Гбит/с при дальности связи 40 км. Во всех трех случаях использовался диапазон 1550 нм. В том же году NTT добилась суммарной скорости свыше 2,2 Тбит/с, а организация All-Optical Networking Consortium сообщила о возможности достичь показателя 4 Тбит/с при формировании 40 каналов по 100 Гбит/с каждый.

В начале 1998 г. центр Bell Laboratories объявил о двух новых достижениях - передаче данных по 100 каналам (скорость каждого - 10 Гбит/с) при дальности около 400 км и по 30 каналам (скорость 40 Гбит/с) при дальности 85 км. В обоих экспериментах применялись новые оптические усилители Bell Laboratories, полоса пропускания которых почти в семь раз шире, чем у серийных устройств. После появления систем 100G очередным мод- ным "трендом" DWDM-оборудования стали системы 400G, а в лабораторных экспери- ментах – 1T. Вероятно, это связано с ожида- ниями стандартизации и внедрения оче- редных уровней протокола Ethernet на кли- ентских сетях – 400G Ethernet и 1T Ethernet. Соответственно, операторы связи готовятся пре- доставить клиентам интерфейсы для передачи таких каналов; "внутренняя кухня" (как именно технически передается этот поток по оптиче- скому волокну) при этом для клиента не столь важна. На практике достичь скорости 400 Гбит/с по одной несущей в коммерческих системах пока не удалось, и в 2015 году на рынке были представлены различные варианты "400G" систем на двух поднесущих. При этом осущест- вляется передача двух каналов по 200 Гбит/с каждый (варианты реализации см. в табл.1) на двух разных длинах волн со спектральной эффективностью 2–4 бит/с/Гц.

Мультиплексоры DWDM

Мультиплексорам DWDM (в отличии от более традиционных WDM) присущи две отличительные черты:

· использование только одного окна прозрачности 1550 нм, в пределах области усиления EDFA (1530-1560 нм);

· малые расстояние D l между мультиплексными каналами, 3,2 / 1,6 / 0,8 или 0,4 нм.

Кроме этого, поскольку мультиплексоры DWDM рассчитаны на работу с большим числом каналов до 32 и более, то наряду с устройствами DWDM, в которых мультиплексируются одновременно все каналы, допускаются также новые устройства, не имеющие аналогов в системах WDM и работающие в режиме добавления или вывода одного и более каналов в/из основного мультиплексного потока, представленного большим числом других каналов. Так как выходные порты/полюса закреплены за определенными длинами волн, говорят, что такое устройство осуществляет пассивную маршрутизацию по длинам волн. Из-за малых расстояний между каналами и необходимости работы с большим числом каналов одновременно, изготовление мультиплексоров DWDM требует значительно большей прецизионной по сравнению c WDM мультиплексорами (использующими обычно окна прозрачности 1310 нм, 1550 нм или дополнительно область длин волн в окрестности 1650 нм). Также важно обеспечить высокие характеристики по ближним (коэффициент направленности) и дальним (изоляция) переходных помех на полюсах DWDM устройства. Все это приводит к более высокой стоимости DWDM устройств по сравнению WDM.

DWDM мультиплексоры, являясь чисто пассивными устройствами, вносят большое затухание в сигнал. Например, потери для устройства, работающего в режиме демультиплексирования составляют 10-12 дБ, при дальних переходных помехах

Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ - конструкции, предназначенные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.

От WDM к DWDM

Мультиплексоры DWDM

Мультиплексорам DWDM (в отличии от более традиционных WDM) присущи две отличительные черты:

· использование только одного окна прозрачности 1550 нм, в пределах области усиления EDFA (1530-1560 нм);

· малые расстояние D l между мультиплексными каналами, 3,2 / 1,6 / 0,8 или 0,4 нм.

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.

Читайте также: