Спектральное уплотнение каналов

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Спектральное уплотнение каналов (англ. Wavelength-division multiplexing, WDM, буквально мультиплексирование с разделением по длине волны) — технология, позволяющая одновременно передавать несколько информационных каналов по одному оптическому волокну на разных несущих частотах.

Технология WDM позволяет существенно увеличить пропускную способность канала (к 2003 году достигнута скорость 10,72 Тбит/с[1], а к 2014 — 27 Тбит/с[2]), причем она позволяет использовать уже проложенные волоконно-оптические линии. Благодаря WDM удается организовать двустороннюю многоканальную передачу трафика по одному волокну. Преимуществом DWDM-систем является возможность передачи высокоскоростного сигнала на сверхдальние расстояния без использования промежуточных пунктов (без регенерации сигнала и промежуточных усилителей)[3]. Эти преимущества крайне востребованы для передачи данных через малонаселенные земли.

Принцип работы систем со спектральным уплотнением[править | править вики-текст]

В простейшем случае каждый лазерный передатчик генерирует сигнал на определенной частоте из частотного плана. Все эти сигналы перед тем, как вводятся в оптическое волокно, объединяются мультиплексором (MUX). На приемном конце сигналы аналогично разделяются демультиплексором (DEMUX). Здесь, так же как и в SDH сетях, мультиплексор является ключевым элементом. Сигналы приходят на длинах волн оборудования клиента, а передача происходит на длинах соответствующих частотному плану ITU DWDM.

Одним из основных параметров определения качества DWDM-сигнала в линии является количество ошибок на линии - отношению сигнала к шуму (OSNR). Данный параметр, в соответствии с МСЭ-Т О.201, входит в число первичных атрибутов оптических каналов. OSNR - является первичной оценкой качества линии передачи.[4]

Виды WDM-систем[править | править вики-текст]

Исторически первыми возникли двухволновые WDM-системы, работающие на центральных длинах волн из второго и третьего окон прозрачности кварцевого волокна (1310 и 1550 нм). Главным достоинством таких систем является то, что из-за большого спектрального разноса полностью отсутствует влияние каналов друг на друга. Этот способ позволяет либо удвоить скорость передачи по одному оптическому волокну, либо организовать дуплексную связь.

Современные WDM-системы на основе стандартного частотного плана (ITU-T Rec. G.692) можно подразделить на три группы:

  • грубые WDM (Coarse WDM — CWDM) — системы с частотным разносом каналов более 2500ГГц, позволяющие мультиплексировать не более 18 каналов. Используемые в настоящее время CWDM работают в полосе от 1271нм до 1611нм, промежуток между каналами 20нм (2500 ГГц), можно мультиплексировать 16 спектральных каналов [5];
  • плотные WDM (Dense WDM — DWDM) — системы с разносом каналов около 100 ГГц, позволяющие мультиплексировать до 40 каналов;
  • высокоплотные WDM (High Dense WDM — HDWDM) — системы с разносом каналов 50 ГГц и менее, позволяющие мультиплексировать более 64 каналов.

Частотный план для CWDM-систем определяется стандартом ITU G.694.2. Область применения технологии CWDM — городские сети с расстоянием до 50 км. Достоинством этого вида WDM систем является[6] низкая (по сравнению с остальными типами) стоимость оборудования вследствие меньших требований к компонентам.

Частотный план для DWDM-систем определяется стандартом ITU G.694.1. Область применения — магистральные сети. Этот вид WDM-систем предъявляет более высокие требования к компонентам, чем CWDM (ширина спектра источника излучения, температурная стабилизация источника и т. д.). Толчок к бурному развитию DWDM сетей дало появление недорогих и эффективных волоконных эрбиевых усилителей (EDFA), работающих в промежутке от 1525 до 1565 нм (третье окно прозрачности кварцевого волокна).

См. также[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]

  1. Листвин А. В., Листвин В. Н., Швырков Д. В. Оптические волокна для линий связи. — М.: ЛЕСАРарт, 2003. — С. 8. — 288 с. — 10 000 экз. — ISBN 5-902367-01-8.
  2. Научно-исследовательский центр «Т8 НТЦ» ведет работы по разработке DWDM-системы с пропускной способностью 27Тбит/с
  3. В России поставлен мировой рекорд дальности передачи данных по [ВОЛС] [1]
  4. В.Н.Листвин, В.Н.Трещиков. DWDM системы: научное издание. — М.:Издательский Дом "Наука", 2013 - 300с. ISBN 978-5-9902333-6-2
  5. Р.ФРИМАН Волоконно-оптические системы связи. Перевод с английского Н. Н. Слепов ТЕХНОСФЕРА Москва 2003
  6. ITU-T. G.694.2 : Spectral grids for WDM applications: CWDM wavelength grid (23 сентября 2004).

Ссылки[править | править вики-текст]