Care este definiția DWDM?
DWDMeste o combinație a unui set deopticlungimi de undă care pot fi transmise de o singură fibră. Aceasta este o tehnologie laser utilizată pentru a crește lățimea de bandă pe coloana vertebrală de fibră existente. Mai precis, tehnica este de a multiplexa distanța spectrală strânsă a purtătorilor de fibre individuale într-o anumită fibră pentru a profita de performanța de transmisie realizabilă (de exemplu, pentru a obține dispersie sau atenuare minimă). Astfel, cu o capacitate dată de transmitere a informațiilor, numărul total de fibre necesare poate fi redus.
DWDM este capabil să combine și să transmită diferite lungimi de undă simultan în aceeași fibră. Pentru a fi eficient, o fibră este convertită în mai multe fibre virtuale. Deci, dacă intenționați să reutilizați 8 purtători de fibră (OC), adică 8 semnale într-o fibră, capacitatea de transmisie va crește de la 2,5 Gb/s la 20 Gb/s. Datele colectate în martie 2013, datorită adoptării tehnologiei DWDM, o singură fibră poate transmite mai mult de 150 de lungimi de undă diferite de unde luminoase simultan, iar viteza maximă a fiecărui fascicul poate ajunge la 10Gb/s. Pe măsură ce furnizorii adaugă mai multe canale la fiecare fibră, viteza de transfer în terabiți pe secundă este chiar după colț.
Un avantaj cheie al DWDM este că protocolul și viteza de transmisie sunt irelevante. Rețeaua bazată pe DWDM poate transmite date utilizând protocoalele IP, ATM, SONET/SDH și Ethernet, iar traficul de date procesate este între 100 Mb/s și 2,5 Gb/s. În acest fel, o rețea bazată pe DWDM poate transmite diferite tipuri de trafic de date la viteze diferite pe un singur canal laser. Dintr-o perspectivă QoS (serviciu de calitate), rețelele bazate pe DWDM răspund rapid la cerințele de lățime de bandă ale clienților și la modificările protocolului într-un mod rentabil.
fundal
Relația dintre rețelele de transmisie de comunicații și servicii a devenit din ce în ce mai complexă în contextul unui volum de trafic în creștere rapidă. TDM inițial (transmisie cu un singur val de fibră și multiplexare cu diviziune în timp) nu poate satisface nevoile noilor tehnologii. Aplicațiile comerciale de transmisie cu o singură undă prin fibră optică au o rată maximă de 40 Gbit/s și sunt costisitoare. Tehnologia TDM este dificil de adaptat la rețele complexe și relații de afaceri. Tehnologia de transmisie cu fibre optice multi-unda folosind dispozitive optice pure pentru programarea undelor lungi sparge limita vitezei de procesare a dispozitivelor electronice. Pe baza tehnologiei SDH, capacitatea de propagare a fibrei optice poate fi mult îmbunătățită. Rata actuală de aplicare comercială a tehnologiei DWDM (cunoscută și ca tehnologie OTN) a atins 3,2 Tbiți/s, ceea ce înseamnă că rețeaua de comunicații poate fi îmbunătățită și evoluată fără probleme. [1]
Prima parte propusă pentru tehnologia DWDM este Lucent, a cărei traducere în chineză este multiplexarea optică densă. Tehnologia DWDM a fost introdusă în 1991. Mai exact, este o combinație a unui grup de lungimi de undă optice transmise de o fibră optică, care este o tehnologie laser utilizată pentru a crește lățimea de bandă pe rețelele de vertebrate de fibră existente. De asemenea, se poate face referire la multiplexarea distanței spectrale strânse a purtătorilor de fibre individuale într-o anumită fibră pentru a obține performanța necesară în timpul transmisiei. Și puteți încerca să reduceți numărul de fibre de care aveți nevoie sub o anumită cantitate de transmisie de informații. În ultimii ani, dezvoltarea tehnologiei DWDM a primit o atenție extinsă, iar tehnologia DWDM va fi utilizată mai pe scară largă în comunicare în viitor.
Principiu
În operațiunea efectivă, pentru a utiliza în mod rezonabil resursele de bandă largă generate de fibra monomod în regiunea cu pierderi reduse de 1,55 pm, este necesar să se împartă regiunea cu pierderi reduse a fibrei în mai multe canale optice, conform la frecvențe și lungimi de undă diferite și trebuie să fie în fiecare Canalul optic stabilește unda purtătoare, care este ceea ce numim unda optică. În același timp, splitter-ul combină semnalele de diferite lungimi de undă specificate la capătul de transmisie, iar semnalele combinate sunt transmise colectiv într-o singură fibră optică pentru transmiterea semnalului. La transmiterea către capătul de recepție, acestea sunt combinate cu lungimi de undă diferite folosind un demultiplexor optic. Descompunerea semnalelor diferitelor unde luminoase în starea inițială realizează funcția de a transmite o multitudine de semnale diferite într-o singură fibră optică.
Structura sistemului
DWDM este divizat structural și are în prezent un sistem integrat și un sistem deschis. Sistem integrat: Semnalul optic al terminalului unui singur echipament de transmisie optică ce trebuie accesat este sursa de lumină standard G. 692. Sistemul deschis este la capătul frontal al combinatorului și capătul din spate al splitterului, plus unitatea de conversie a lungimii de undă OTU, care va fi folosită în mod obișnuit. Lungimea de undă a interfeței 957 este convertită în interfața optică cu lungime de undă standard G. 692. Deci, sistemele deschise folosesc tehnologia de conversie a lungimii de undă. Faceți orice satisfacție G. Semnalul luminos cerut de recomandarea 957 poate fi convertit în G. prin conversie a lungimii de undă după utilizarea metodei foto-electric-optice. Semnalul optic cu lungimea de undă standard cerut de 692 este apoi transmis prin multiplexarea prin diviziune a lungimii de undă pe sistemul DWDM.
Sistemul DWDM actual poate oferi o capacitate de transmisie cu o singură fibră de 16/20 de undă sau 32/40 de undă, până la 160 de unde și o capacitate de expansiune flexibilă. Utilizatorii pot construi un sistem de valuri 16/20 la început și apoi pot face upgrade la 32/40 de valuri după cum este necesar, ceea ce poate economisi investiția inițială. Principiul schemei sale de upgrade: unul este să actualizați 16-banda și 16-unda din banda roșie a benzii C la schema de 32-undă; celălalt este de a folosi Interleaver, iar banda C este actualizată de la intervalul de 200 GHz 16/32 val la intervalul de 100 GHz 20/. 40 de valuri. Pentru extinderea ulterioară, poate fi furnizată schema de extindere a benzii C plus L pentru a extinde în continuare capacitatea de transmisie a sistemului la 160 de valuri.
DWDM-urile care sunt utilizate în prezent de marii operatori interni sunt în mare parte sisteme DWDM deschise. De fapt, sistemele integrate de multiplexare cu diviziune a lungimii de undă dense au propriile avantaje:
1. Combinatorul și splitterul sistemului integrat DWDM sunt utilizate separat la capătul de origine și la capătul de recepție, adică numai combinatorul de la origine, doar splitterul de la capătul de recepție și atât capătul de recepție, cât și cel de transmisie sunt eliminate. Echipament de conversie OTU (aceasta parte este mai scumpă)? Prin urmare, investiția în echipamentele sistemului DWDM poate fi economisită cu peste 60 la sută.
2. Sistemul DWDM integrat folosește doar componente pasive (cum ar fi: combinator sau splitter) la capătul de recepție și cel de transmisie. Unitatea de operare de telecomunicații poate comanda direct producătorul dispozitivului, poate reduce legătura de alimentare și poate reduce costurile, economisind astfel costurile echipamentelor. .
3. Sistemul deschis de management al rețelei DWDM este responsabil pentru: monitorizarea OTM (în principal OTU), OADM, OXC, EDFA, iar investiția în echipamentele sale reprezintă aproximativ 20 la sută din investiția totală a sistemului DWDM; în timp ce sistemul DWDM integrat nu necesită echipamente OTM, managementul rețelei este responsabil doar pentru monitorizarea OADM, OXC și EDFA. Poate introduce mai mulți producători să concureze, iar costul său de gestionare a rețelei poate fi redus cu aproximativ jumătate în comparație cu gestionarea rețelei deschise DWDM.
4. Deoarece dispozitivul de undă/demultiplexare multiplexat al sistemului integrat DWDM este un dispozitiv pasiv, este convenabil să se furnizeze mai multe servicii și interfețe cu mai multe rate, atâta timp cât lungimea de undă a transceiver-ului optic al dispozitivului final de serviciu îndeplinește cerințele G. Standardul 692 poate fi utilizat pentru orice servicii precum PDH, SDH, POS (IP), ATM etc., care acceptă PDH și SDH la diferite rate, cum ar fi 8M, 10M, 34M, 100M, 155M, 622M, 1G, 2.5G și 10G, ATM și IP Ethernet? Evitând sistemul DWDM deschis din cauza OTU, puteți utiliza numai dispozitive SDH, ATM sau IP Ethernet cu lungimea de undă optică (1310nm, 1550nm) și rata de transmisie determinată de sistemul DWDM achiziționat? Este imposibil să utilizați deloc alte interfețe.
5. Dacă modulul dispozitivului laser al echipamentelor de transmisie optică, cum ar fi routerul SDH și IP, este proiectat uniform ca pin de dimensiune geometrică standard, interfața este standardizată, ceea ce este convenabil pentru întreținere și conectare, iar conexiunea este fiabilă. În acest fel, personalul de întreținere poate înlocui liber capul laser cu o anumită lungime de undă de culoare, în conformitate cu cerințele privind lungimea de undă a sistemului DWDM integrat, ceea ce oferă o condiție convenabilă pentru întreținerea defectului capului laser și evită dezavantajul ca întreaga placă. trebuie înlocuit înainte de întreaga fabrică. Costuri ridicate de întreținere.
6. Sursa de lumină cu lungime de undă de culoare este doar puțin mai scumpă decât sursele de lumină obișnuite cu lungimea de undă de 1310nm și 1550nm. De exemplu, sursa de lumină cu lungime de undă de culoare 2,5G este în prezent mai mare de 3,000 yuani, dar atunci când este conectată la sistemul DWDM integrat, poate. Costul sistemului de cost este redus de aproape 10 ori și cu numărul mare de aplicații ale surselor de lungime de undă de culoare, prețul va fi apropiat de cel al surselor de lumină obișnuite.
7. Dispozitivul DWDM integrat este simplu ca structură și mai mic ca dimensiune și doar aproximativ o cincime din spațiul ocupat de DWDM deschis economisește resursele sălii de calculatoare.
Pe scurt, sistemul DWDM integrat ar trebui să fie utilizat pe scară largă într-un număr mare de sisteme de transmisie DWDM și să înlocuiască treptat poziția dominantă a sistemului deschis DWDM. Având în vedere că echipamentele de transmisie optică cu un număr mare de surse de lumină comune sunt utilizate în prezent în rețea, se recomandă utilizarea DWDM hibridă integrată și compatibilă deschis pentru a proteja investiția inițială.
Principiul sistemului
Tehnologia DWDM utilizează lățimea de bandă și caracteristicile de pierdere redusă ale fibrei monomod, folosind mai multe lungimi de undă ca purtători, permițând fiecărui canal purtător să transmită simultan în fibră.
În comparație cu sistemul universal cu un singur canal, WDM dens (DWDM) nu numai că îmbunătățește considerabil capacitatea de comunicație a sistemului de rețea, ci și folosește pe deplin lățimea de bandă a fibrei optice și are multe avantaje, cum ar fi extinderea simplă și fiabilitatea. performanță, mai ales poate fi conectată direct. Intrarea într-o varietate de afaceri face ca perspectivele sale de aplicare să fie foarte luminoase.
În sistemul de comunicații cu purtător analogic, pentru a utiliza pe deplin resursele de lățime de bandă ale cablului și pentru a crește capacitatea de transmisie a sistemului, se utilizează de obicei o metodă de multiplexare cu diviziune de frecvență. Adică, semnalele mai multor canale sunt transmise simultan în același cablu, iar capătul de recepție filtrează semnalele fiecărui canal utilizând un filtru trece-bandă în funcție de diferite frecvențe purtătoare.
În mod similar, multiplexarea prin diviziune optică a frecvenței poate fi utilizată și în sistemele de comunicații cu fibră optică pentru a crește capacitatea de transmisie a sistemului. De fapt, astfel de metode de multiplexare sunt foarte eficiente în sistemele de comunicații prin fibră optică. Spre deosebire de multiplexarea diviziunii de frecvență în sistemul de comunicație analogic, în sistemul de comunicație cu fibră optică, unda luminoasă este utilizată ca purtător al semnalului, iar fereastra cu pierderi reduse a fibrei optice este împărțită în mai multe în funcție de frecvență ( sau lungimea de undă) a fiecărei undă luminoasă de canal. Canale pentru a realiza transmisia multiplexată a mai multor semnale optice într-o singură fibră.
Deoarece unele dispozitive optice (cum ar fi filtre cu lățimi de bandă înguste, surse de lumină coerente etc.) nu sunt încă mature, este dificil să se realizeze multiplexarea prin diviziune optică a frecvenței (tehnologie de comunicare optică coerentă) cu canale optice foarte dense, dar bazate pe dispozitivul actual. niveluri, s-a realizat multiplexarea prin diviziune de frecvență a canalelor separate optic. Multiplexarea canalelor optice cu intervale mari (chiar și pe ferestre diferite ale fibrelor optice) se numește, de obicei, multiplexarea prin diviziune a lungimii de undă optică (WDM), iar DWDM cu o distanță mai mică a canalelor în aceeași fereastră se numește multiplexarea diviziunii în lungime de undă densă (DWDM). Odată cu progresul tehnologiei, tehnologia modernă a reușit să realizeze multiplexarea la nivel nano a intervalelor de lungimi de undă și chiar să realizeze o multiplexare la scară de câțiva nanometri cu un interval de lungime de undă de zero. Este doar mai strict în cerințele tehnice ale dispozitivului, astfel încât 1270nm O bandă de 20 nm lungime de undă până la 1610 nm se numește multiplexare grosieră de diviziune a lungimii de undă (CWDM).
Structura și spectrul sistemului DWDM sunt prezentate în figură. Transmițătorul optic de la capătul de transmisie emite semnale optice cu lungimi de undă diferite și precizie și stabilitate pentru a îndeplini anumite cerințe și este multiplexat împreună de un multiplexor de lungime de undă optică pentru a alimenta un amplificator de putere cu fibră dopată cu erbiu (amplificatorul cu fibră dopată cu erbiu este utilizat în principal pentru compensa multiplexorul). Pierderea de putere și puterea de transmisie a semnalului optic sunt crescute, apoi semnalul optic cu mai multe căi amplificat este trimis către transmisia prin fibră optică, iar amplificatorul optic poate fi determinat cu sau fără amplificatorul de linie optică în funcție de situație, iar preamplificatorul optic este recepționat la capătul de recepție (utilizat în principal pentru Creșterea sensibilității de recepție pentru a extinde distanța de transmisie. După amplificare, divizorul de lungime de undă optică este trimis pentru a descompune semnalele optice originale.
Funcțiile OADM și OXC ale sistemului DWDM
OADM poate furniza semnale optice de lungimi de undă la orice locație de releu optic după cum este necesar (în prezent pot fi realizate 8 unde). Această funcție funcționează cu OXC pentru a trimite orice semnal optic de la orice port la orice lungime de undă a sistemului. Astfel încât chiar dacă semnalele optice ale celor două porturi superioare sunt aceleași, acestea nu vor provoca blocare. În același mod, funcția de atribuire a portului poate fi folosită și pentru a transfera o anumită lungime de undă în aval către orice port, după cum este necesar, ceea ce extinde foarte mult flexibilitatea aplicației OADM. În plus, combinația dintre OADM și OXC poate oferi moduri de protecție, cum ar fi protecția secțiunii multiplex unidirecționale cu două fibre, protecție a secțiunii multiplex bidirecționale cu două fibre și protecția canalului, astfel încât rețeaua de inel cu auto-vindecare să poată fi realizată, iar sistemul performanța este sigură. de încredere.
Aplicarea tehnologiei DWDM în sistemul de alimentare
Apariția noilor dispozitive de comunicare nu indică o negare a echipamentului și tehnologiei originale, ci ar trebui să fie moștenire, dezvoltare și inovație. Subrata de 64k—PDH—SDH—DWDM reflectă și urmează acest principiu. Din analiza actuală a stării de aplicare a sistemelor de alimentare, nivelul tehnologiei DWDM de multiplexare a diviziunii lungimii de undă nu poate înlocui complet SDH, dar poate coopera cu divizia de tehnologie SDH, se poate completa reciproc, optimiza rețeaua de comunicații de putere, poate îmbunătăți în mod cuprinzător lățimea de bandă de comunicare și asigura securitatea sistemelor de retea. Și stabil.
Din echipamentul și tehnologia actuală de multiplexare cu undă optică densă (DWDM), dispozitivul nu trebuie doar să utilizeze componente precum amplificator optic, splitter, multiplexor, compensare de dispersie, dar și mai multe jumperi de fibră. În teorie, dispozitivele SDH cu raportul DWDM au o probabilitate mai mare de defecțiune, deci nu este științific să folosiți DWDM pentru a transmite date de programare.
Dintr-o altă perspectivă, DWDM, ca o completare și completare a SDH, este pe deplin capabil să ofere un canal de protecție pentru programarea transmisiei de date. În plus, datele de gestionare a rețelei ale SDH se bazează pe transmisia de pachete, iar cele mai multe dintre ele sunt Ethernet. Prin urmare, tehnologia WDM DWDM poate oferi un canal de protecție pentru gestionarea rețelei SDH, iar SDH poate stabiliza, de asemenea, managementul rețelei DWDM pentru a oferi canal de protecție.
Putem prezice că promovarea și implementarea tehnologiei de multiplexare cu unde luminoase dense (DWDM) va oferi un sprijin puternic în televiziunea de conferințe de înaltă definiție, supravegherea video de la distanță și NGN pentru a îmbunătăți lățimea de bandă a comunicațiilor de putere. Cel mai mare avantaj este performanța ridicată și prețul scăzut. Împărțirea științifică și rațională a serviciilor DWDM și SDH poate aduce pe deplin avantajele respective, poate reduce presiunea asupra managementului rețelei și poate îmbunătăți nivelul de gestionare a operațiunii de comunicare.
