UA.DWDM (Или почувствуй себя магистралом, Украина)

[wladd 382]

 

Эпиграф:

 

Парни из России сделали это немного раньше, а мы вдохновленные их статьями,

в августе 2011года, привезли оборудование и построили систему DWDM большой дальности.

Вот эти статьи.

Почувствуй себя магистралом, или немного о DWDM

DWDM на 180 километров

 

Ошибки были, но теперь мы приобрели неоценимый опыт, которым хотели бы поделиться с вами.

 

 

 

Начало. Система DWDM на 162км

 

В последнее время современным магистралам (современным с большой буквы С) перестало хватать стандартных возможностей систем

уплотнения как по дальности работы и количеству одновременно используемых каналов, так и по общей пропускной способности системы

и возможностям расширения систем уплотнения. В Украине на сетевую арену активно стала выходить технология DWDM, при том как в

качестве магистральной системы, так и в качестве локальной системы уплотнения.

 

Не так давно одному нашему украинскому провайдеру (пальцем просили не показывать, иначе нас сильно ругать будут) потребовалось

прокинуть несколько десятков «ЖЭ» на 162 километра (по одному волокну) с желанием в будущем добавить в эту систему еще несколько

тех же десятков «ЖЭ». Понятное дело, что «грэйдить» вширь и не бояться того, что лямбды внезапно закончатся, можно только имея DWDM

(ну, или очень толстый и очень чёрный, а еще очень длинный и очень многожильный кабель). А если учесть расстояние, на которое нужно

доставить гигантское количество пакетов одним пролётом (без регенерации «в поле»), то выбор DWDM является единственно верным и правильным решением.

 

Чтобы пробить такое серьезное расстояние одним пролётом, было принято решение спроектировать линию, которая включает в себя помимо

стандартных мультиплексоров/трансиверов/коммутаторов еще и усилители мощности, компенсаторы дисперсии и красно-синие делители.

 

Расчеты, произведеные при проектировании системы:

- чувствительность трансиверов к дисперсии (A-Gear SFP+ DWDM 80LC и A-Gear XFP DWDM 80LC) – 1600пс/нм;

- трасса на волокне G.652D, дисперсия в волокне 17пс/(нм*км);

- суммарный показатель дисперсии на трассе 162км: 17пс/(нм*км) * 162км == 2754пс/нм;

- превышение нормы дисперсии: 2754пс/нм – 1600пс/нм == 1154пс/нм – принято решение поставить компенсатор

дисперсии A-Gear DMC-FC120 (компенсирует полностью дисперсию в 120км волокна, суммарный показатель дисперсии: -2001пс/нм

на длине волны 1545нм, длина волокна в компенсаторе 12,3км);

- бюджет потерь в линии: (162км + 12,3км) * 0,3дБм/км == 52,29дБм;

- оптический бюджет трансиверов (A-Gear SFP+ DWDM 80LC и A-Gear XFP DWDM 80LC) – 26дБм;

- превышение нормы затухания: 52,29дБм – 26дБм == 26,29дБм – принято решение поставить EDFA усилитель A-Gear BA4123

(чувствительность (-10)дБм, максимальная выходная мощность 23дБм) и предусилитель A-Gear PA4325 (чувствительность (-30)дБм,

максимальная выходная мощность (-5)дБм).

 

Итогом стала реально работающая система, стабильная, как сам мир, дальнобойная – не всякая птица долетит, расширяемая, и вообще,

самая лучшая. Фото этой системы представлена ниже, а еще ниже мы решили написать небольшой обзор существующих на сегодня

DWDM комплектующих, методы их включения, терминологию – постарались охватить всё, что есть по DWDM.

 

 

На фото видно (сверху-вниз): коммутатор с трансиверами, два усилителя мощности (бустер и предусилитель), DWDM мультиплексор, снова коммутатор

с трансивером и в самом низу (серое, почти не видно) – компенсатор дисперсии. Такой набор оборудования стоит в точке А и в точке Б

(точки тоже просили не называть, грозя в телефон толстым кожаным армейским ремнём).

Имея такой относительно небольшой и недорогой набор оборудования, легко и просто прострелить 162 километра, что и было достигнуто.

 

ПОДБОРКА ДОКУМЕНТАЦИИ на оборудование DWDM

- Усилители EDFA EDFA.rar

- Модули компенсации дисперсии DMC.pdf

- Трансиверы DWDM DWDM_modules.rar

- Мультиплексоры DWDM DWDM_Mux.pdf

 

По воросам проектирования, и реализации обращайтесь

ICQ 314213411

Skype e.glazirina

+380-50-657-23-00

 

 

На этой оптимистической ноте вводная часть подходит к концу, а мы начинаем методичный разбор технологии, ставшей «магистральным флагманом» современного мира сетестроения.

[Sergek 123]

Спасибо Влад!!

Будем просвещаться

[wladd 382]

1. Что такое DWDM, отличия DWDM от CWDM. / http://ic-line.ua/wiki/dwdm-glava1

 

Для тех, кому недостаточно пропускной способности CWDM систем (180Гбит/с - крайний максимум), существует два варианта утоления «траффикового аппетита»:

наращивать количество волокон (что обычно связано с землекопами, столболазами, и вообще прошлый век), или использовать более «продвинутую» технологию уплотнения – DWDM.

 

DWDM (англ. Dense Wavelength Division Multiplexing – плотное волновое мультиплексирование) – технология уплотнения информационных потоков,

при которой каждый первичный информационный поток переносится посредством световых пучков на разных длинах волн, а в оптической линии

связи находится суммарный групповой сигнал, сформированный мультиплексором из нескольких информационных потоков.

 

Заумно. Попробуем разобраться. По аналогии с CWDM (для тех кто в курсе), DWDM – такая же система уплотнения, физически состоящая из

устройств, генерирующих информационный поток (медиаконвертеры, маршрутизаторы… ну, Вы сами в курсе) трансиверов (приемо-передатчиков,

создающих информационный поток на разных длинах волн невидимого для глаза ИК-излучения), мультиплексоров (устройств, создающих/разделяющих

групповой световой сигнал) и оптического волновода (оптоволоконный кабель). Кроме того, в состав DWDM входит группа компонент, предназначенных

для усиления/восстановления группового светового сигнала, но, дабы все шло последовательно, об этом будет глубоко ниже.

 

Сразу определимся со словами, которыми будем оперировать. Каналом в данной статье будем называть информационный поток в одну сторону

(одна сторона «говорит» информационный поток, другая этот самый поток «слушает»). Канал располагается на единственной для него несущей,

имеющей конкретно определенную длину волны (или частоту). Но, как известно, полноценную Связь невозможно выстроить между парой абонентов,

один из которых глухой, а второй – немой. Поэтому для создания одной полноценной линии связи необходимо использовать два физических канала,

и эту связку будем именовать «полноценный дуплексный канал».

 

Итак, DWDM и CWDM занимаются одним и тем же – уплотнением. В чем же различие? А различие в частотной сетке (или в длинах волн несущих,

кому как удобнее) несущих первичных информационных потоков (каналов). И в диапазонах работы самого группового сигнала.

 

Диапазон работы и частотная (волновая) сетка. Очередные малопонятные слова, в значениях которых попробуем разобраться. Что такое длина волны?

Представим себе синусоиду. Так вот, длина волны – это расстояние между двумя соседними пиками синусоиды.

Обычно длина волны обозначается греческой буквой λ (лямбда). Наглядно показано на рисунке ниже:

Рисунок 1.1 – Длина волны.

 

В стандарте CWDM излучение удобно мерять в длинах волн: 1550нм, 1310нм и проч. (нанометры – 10^-9 метра!).

Удобно, в первую очередь, потому, что числа целые. В стандартных CWDM системах расстояние между двумя соседними

несущими (каналами) составляет 1610 – 1590 == 20нм (тоже целое! Ну, удобно же!).

 

Теперь рассмотрим эту же ситуацию со стороны частотного плана, для начала уяснив, что такое частота.

Частота – это количество полных колебаний (от пика до пика) электромагнитной волны за секунду (обозначается в Герцах, или Гц).

Для простейших расчетов можно рассматривать частоту как скорость света, делёную на длину волны.

Рассмотрим информационных поток на несущей 1550нм, его частота примерно равна 300000000/0,00000155 == 193548387096774 Гц,

или 193548 ГГц (Гигагерц!). а расстояние между соседними несущими будет 300000000/0,00000020 == 1500000000000000 Гц, или 1500000 ГГц.

Совсем неудобно – много цифр и непонятно.

 

На сегодняшний день CWDM системы работают в диапазоне 1270нм-1610нм, представляя в нем 18 отдельных каналов

(1270нм, 1290нм, 1310нм … 1590нм, 1610нм). Более подробно про CWDM здесь UA.CWDM

Но в DWDM все обстоит немного по-другому.

 

DWDM системы работают в двух диапазонах, нарезанных для CWDM систем, в именно: диапазон С (C-Band) и диапазон L (L-Band).

Диапазон C находится в пределах от 1528.77нм (канал С61) до 1577.03нм (канал C01),

а диапазон L находится в пределах от 1577.86нм (канал L100) до 1622.25нм (канал L48).

Цифры уже пугают, а если еще учесть тот факт, что волновая сетка неравномерна (то есть, расстояние между двумя соседними каналами

не всегда одинаковое – от 0.5нм до 0.8нм), то проще запутаться, чем разобраться.

Именно поэтому в DWDM системах используется наименование диапазона и нумерация канала в этом диапазоне (например, C35 или L91).

Наглядно все обычные каналы DWDM системы представлены на рисунке 1.2, данные по частотам и длинам волн представлены в таблице 1.1:

 

Рисунок 1.2 – C и L диапазоны DWDM системы в общем диапазоне CWDM-систем

 

Таблица 1.1 – обычная 100-гигагерцовая DWDM сетка.

 

Во-первых (и это важно для дальнейшего понимания!), диапазон С условно разделен на два «цветовых диапазона»

- синий (1528нм-1543нм) и красный (1547нм-1564нм).

Зачем делить – об этом в последующих статьях, сейчас просто важно отметить для себя, что деление существует.

 

Во-вторых, L-диапазон только начинает использоваться, и не все производители могут позволить себе сделать оборудование

для L-диапазона (таблица 1.1, помечено синим, в таблице отсутствуют каналы L48-L65).

 

В-третьих, в подписи к таблице фигурирует слово «обычная» - а это значит, что должны быть еще и «необычные» сетки. И они действительно есть.

 

Как мы выяснили выше, по длинам волн различать DWDM каналы неудобно. А вот по частотам – очень даже, и, если внимательно

присмотреться к таблице 1.1, то видно, что разница между двумя соседними каналами всегда равна 100ГГц.

И, если рассматривать диапазон C (на данный момент освоенный большинством производителей DWDM систем), то можно вывести суммарное

количество каналов в нем – 61 канал. Сразу оговоримся, что, как и в CWDM системах, каждый канал – это информационный поток в одну сторону,

а значит, для полноценного обмена данными их необходимо два

(30 полноценных дуплексных канала в диапазоне C и 26 – в диапазоне L, всего – 56 полноценных дуплексных канала).

 

Кроме обычной 100-гигагерцовой сетки используют 200-гигагерцовую сетку (нечетные каналы С-диапазона). Это связано с тем, что некоторое количество

производителей DWDM оборудования не способно производить мультиплексоры для 100-гигагерцовой сетки, т.к. комплектующие для нее достаточно дорогие

и должны быть более высокого качества относительно 200ГГц систем. В данной схеме уплотнения присутствует 31 однонаправленный канал связи или 15

полноценных дуплексных каналов.

 

Очень редко (ну ооооочень редко) используются DWDM системы уплотнения с 50-гигагерцовой сеткой. Это значит, что между двумя соседними основными

каналами обычной 100-гигагерцовой сетки расположен дополнительный подканал.

Такие каналы именуются Q и H: Q – подканалы в диапазоне L (например, Q80 – частота 188050ГГц, длина волны 1594.22нм),

H – подканалы в диапазоне C (например, H23 – частота 19230ГГц, длина волны 1558.58нм).

В таких системах уплотнения в диапазоне C находится 61 основной канал и 61 дополнительный, всего – 122 канала.

В диапазоне L – 53 основных и 53 подканала, всего – 106 каналов.

Суммарная мощность == 122+106 == 228 однонаправленных каналов, или 114 полноценных дуплексных канала связи!

Это много. Очень много. Но очень и очень дорого, и автор не встречал упоминаний о проектах с полной загрузкой DWDM системы с 50-ГГЦ сеткой.

 

Подведем итоги:

 

- «облегченный вариант» DWDM системы имеет 200-гигагерцовую сетку и способен обеспечить 15 полноценных дуплексных канала в диапазоне C,

оставив при этом место еще и для 15 CWDM каналов (1270нм-1510нм, 1590нм, 1610нм);

 

- стандартная DWDM система имеет 100-гигагерцовую сетку и способна обеспечить 30 полноценных дуплексных канала в диапазоне C и 26

полноценных дуплексных канала в диапазоне L, при этом также оставив место еще и для 15 CWDM каналов (1270нм-1510нм, 1590нм, 1610нм);

 

- полная DWDM система имеет 50-гигагерцовую сетку и способна обеспечить 60 полноценных дуплексных канала в диапазоне C и 52 полноценных

дуплексных канала в диапазоне L, опять же оставив место еще и для 15 CWDM каналов (1270нм-1510нм, 1590нм, 1610нм);

[Кондолиза Райс 106]

разделитель

[wladd 382]

2. Как работает DWDM система. Мультиплексирование. Схемы включения. Дальность работы. / http://ic-line.ua/wiki/dwdm-glava2

 

Если Вы читали предыдущую часть данного комплексного обзора DWDM систем, то Вы, вероятно, помните про составляющие этой системы.

Про устройства, генерирующие информационный поток (попросту, коммутаторы), тут писать особого смысла нет, а вот про трансиверы и мультиплексоры следует поговорить.

 

Итак, трансивер. Теоретически, DWDM трансиверы бывают всех типов разъемов (GBIC, SFP, XFP, SFP+, XENPAK, X2), однако, на практике чаще

всего встречаются SFP, SFP+ и XFP. Остальные (GBIC, XENPAK и X2) практически не востребованы в силу использования очень удобных переходников.

Трансивер DWDM, так же, как и CWDM, ВСЕГДА двухволоконный, то есть, если на него внимательно посмотреть, то можно увидеть разъём, из которого

торчит TOSA (передатчик), и разъём, в котором заметно ROSA (приёмник). Все приёмники широкополосные, то есть способны воспринимать сигнал любой длины

волны (частоты) из стандартной частотной сетки DWDM. А это значит, что формировать пары модулей можно как угодно. Теоретически.

И если взять любые два трансивера (обязательно A-Gear, надо же влить каплю рекламы), два одномодовых волокна, и соединить трансиверы крест-накрест, а потом

пустить через них трафик – то все будет работать! А практически – все сложнее.

 

Для того, чтобы пустить по одному волокну один или более полноценных дуплексных канала связи, необходимо оборудование, способное сформировать групповой сигнал,

а затем выделить отдельные сигналы из группового обратно. Это устройство называется (не поверите!) мультиплексор (multiplexer)!

Они (мультиплексоры) бывают разные: одно- и двухволоконные, мультиплексоры/демультиплексоры и универсальные мультиплексоры,

эти устройства могут различаться количеством входных «хвостов» - об этом ниже.

 

Рассмотрим сначала одноволоконные системы – они проще для понимания. Итак, есть одно волокно, соединяющее точку А и точку В. Предположим,

требуется пустить из точки А в точку В 4 полноценных дуплексных канала, а значит, что «хвостов» у мультиплексоров будет по 8. Теоретически, каналы

в мультиплексорах можно сделать любые, но, из соображений уменьшения затуханий и удобства перехода с одноволоконных на двухволоконные системы,

используют разделение каналов по принципу «синий диапазон – в одну сторону, красный – в другую». То есть, например, каналы С54…С61 из синего диапазона

используют на передачу, а С30…С37 – на прием, образуя пары С54С30, С55 С31, С56С32, … , С61С37 (Рисунок 2.1).

 

Рисунок 2.1 – Пример включения одноволоконной DWDM системы

 

Одноволоконные системы – это хорошо, но работать на расстояния свыше 80км (да и на 80-то не всегда, особенно, если трасса плохо сварена) они не будут.

Не будут потому, что 10G трансиверы очень чувствительны к дисперсии, о которой будет написано ниже.

 

80км – маловато для современных магистралей. Кому сейчас нужна система с, например, 200G пропускной способностью всего на 80км?

А для того, чтобы «пробить» расстояния свыше 80км, нужно два волокна и двухволоконные мультиплексоры. Почему два? Потому, что есть устройства,

усиливающие сигнал в одну сторону, но об этом позже.

 

Итак, двухволоконный мультиплексор – что же это такое? По сути, это два одноволоконных мультиплексора в одной коробке. Внутри они могут быть устроены

по-разному, объединяет их одно: красный диапазон – в одну сторону, синий – в другую. И никак по-другому. То есть, вообще никак. Никаких пар (для образования

полного дуплексного канала) из диапазона одного цвета не будет!

 

Рисунок 2.2 – Пример включения двухволоконной DWDM системы.

 

«Для чего?!», - гневные крики аудитории, - «Два волокна же! И одно и то же (ну, по крайней мере, на первый взгляд). Дорого!». И, поверьте, будет еще дороже.

Но зато как элегантно! На этом этапе мы добираемся до злейших врагов магистрала – дисперсии и затухания, а также к методам борьбы с ними.

 

Затухание – физическое явление, характеризующееся потерей мощности вследствие прохождения светом некоторого расстояния по оптическому волноводу.

Другими словами, амплитуда сигнала становится меньше. Наглядно затухание показано на рисунке 2.3.

Рисунок 2.3 – Затухание светового сигнала.

 

Затухание обычно связано с тем, что оптическое волокно, сколь хорошего качества оно не было, имеет неоднородности и перегибы,

которые мешают прохождению светового сигнала. Кроме того, на размер затухания также влияет количество и качество сварок, грязные разъёмы и прочее.

Измеряется затухание в дБм/км (dBm/km). Следует отметить, что свет, имеющий разные длины волн, затухает по-разному, однако, в системе DWDM из-за

относительно узкого диапазона работы, затухание на каждом канале примерно одинаково (около 0.23дБм/км).

 

Дисперсия – это явление размывания во времени спектральных или модовых составляющих оптического сигнала, которое приводит к увеличению длительности

импульса оптического излучения при распространении его по оптическому волокну. Бывает она межмодовой, хроматической, поляризационной, материальной,

волновой. Высокий уровень дисперсии влечет за собой повышение параметра ошибок BER.

 

Нас интересует, в первую очередь, хроматическая дисперсия. Хроматическая дисперсия имеет место быть из-за того, что в спектре лазерного излучения

так или иначе присутствуют составляющие «околонесущих» длин волн, которые распространяются в волокне с разными скоростями. В результате, сигнал

как-бы «расплывается» тем больше, чем большее расстояние он прошел. Простейшее представление дисперсии можно увидеть на рисунке 2.4.

 

Рисунок 2.4 – Хроматическая дисперсия.

 

На самом деле и внешний вид, и сами процессы дисперсии сложнее, но для общего понимания достаточно и этого. Измеряется дисперсия в пс/(нм*км)

(количество пикосекунд на каждый километр трассы на определенной длине волны). Стандартное значение дисперсии в волокне G.652 составляет +17пс/(нм*км).

 

По итогу, при прохождении некоторого расстояния, сигнал изменил свою форму – расширился и затух (рисунок 2.5).

 

Рисунок 2.5 – Суммарное воздействие затухания и дисперсии на сигнал.

 

Отдельно следует отметить, что дисперсия – более важный параметр для 10G трансиверов, нежели для 1G. Связано это с тем, что длительность

посыла светового импульса у 10G трансивера меньшее, чем у 1G и, как следствие, у дисперсии есть «меньше места» для «безошибочного» расширения импульса.

 

К чему вообще всё это? Зачем это в статье про DWDM мультиплексоры? И почему дисперсия и затухание так вредны? Всё дело в том, что любой

трансивер имеет приёмник, который характеризуется некоторыми параметрами, среди которых есть чувствительность к дисперсии и мощности сигнала.

Чем больше расстояние, тем больше затухание и тем большее воздействие на сигнал имеет дисперсия, и на определенном расстоянии один из этих факторов

таки сыграет свою роль – либо приёмник трансивера перестанет детектировать входящий сигнал (затухание), либо приёмник будет принимать сигнал с ошибками (дисперсия).

 

Со всем этим можно бороться методом установки в линию связи усилителей, предусилителей и компенсаторов дисперсии – для этого и делают двухволоконные

мультиплексоры. Кратко обо всём этом в следующем обзоре.

[Кондолиза Райс 106]

разделитель

[wladd 382]

Оптические усилители. Компенсаторы дисперсии. Принцип действия. ОСШ. Схемы включения. / http://ic-line.ua/wiki/dwdm-glava3

 

Итак, тернистый путь построения DWDM привел нас к методам борьбы с затуханием и дисперсией. А тут всё просто:

с дисперсией борются компенсаторами дисперсии, с затуханием – усилителями.

 

Начнем с компенсаторов дисперсии. Компенсатор дисперсии – пассивное устройство, технологически представляющее собой катушку волокна в некотором корпусе

(например, 1U 19 inch). Особенность этого устройства в его внутреннем волокне – оно имеет отрицательное значение дисперсии, то есть, восстанавливает «размытый» сигнал.

Значение дисперсии у такого волокна примерно 165 пс/(нм*км). Как следствие, компенсаторы дисперсии обычно характеризуются тремя цифрами: длина полностью компенсируемого

обычного волокна, длина волокна в самом компенсаторе дисперсии и суммарное отрицательное значение дисперсии (например, для полной компенсации дисперсии в 80 км

стандартного волокна (1360 пс/(нм*км)) требуется 8,2 км компенсирующего волокна, суммарный показатель дисперсии у которого равен -1360).

Включаются компенсаторы дисперсии обычно на приёмной стороне линии связи (рисунок 3.1).

Рисунок 3.1 – Схема включения компенсаторов дисперсии.

 

Как выбрать нужный компенсатор дисперсии? Да тут все предельно ясно – взять документацию к трансиверу, посмотреть в раздел «приёмник» и найти

там максимальное допустимое значение дисперсии. Потом посчитать значение дисперсии на трассе (длину трассы помножить на значение дисперсии в

волокне используемого типа; значение указано в документации к волокну). Сравнить, и, если в волокне дисперсия больше, чем допускается в приёмнике

трансивера – начинать присматривать компенсатор дисперсии.

 

Компенсатор выбрали, проставили – не работает! Вообще ничего не едет! Как так? А всё потому, что забыли, что компенсатор – это волокно, при том его

много. Километры волокна! Просто оно в коробочке и без брони. А раз в линию добавилось волокно, значит, линия удлинилась. А это значит, что, скорее всего,

в оптический бюджет уже «не пролезть». Надо усилить сигнал. Для этого существуют усилители.

 

Усилитель оптического сигнала – активное устройство, нелинейно усиливающее световой сигнал. Существует несколько разных типов усилителей,

работающих по различным физическим принципам, но мы остановимся на EDFA усилителях – они более широко распространены и универсальны,

нежели другие. Принцип действия EDFA усилителя в общих чертах следующий: за счет легированного эрбием волокна (в стекло, фактически, примешивается

данный редкоземельный элемент) и одного-двух лазеров накачки создаётся ситуация, когда частицы эрбия сначала резко и мощно возбуждаются, а затем

переводятся в состояние покоя, тем самым «выплёвывая» дополнительную энергию, которая усиливает световой поток, проходящий через данное волокно.

 

EDFA усилители бывают трёх типов: Мощные Усилители (Amplifier Booster), Линейные Усилители (Linear Amplifier) и Предварительные Усилители (Pre-Amplifier).

Различаются они, в первую очередь, уровнями сигнала на входе.

 

Мощные Усилители (Amplifier Booster) – усилители, устанавливаемые непосредственно за передатчиком или аппаратурой уплотнения. Характеризуются

относительно высокими параметрами мощности входного сигнала ((-10)дБм…(+10)дБм) и высочайшими параметрами мощности выходного сигнала

((+13)дБм…(+26)дБм). Некритичны к уровню шумов в линии.

 

Линейные Усилители (Linear Amplifier) – усилители, устанавливаемые на линии в качестве повторителей. Характеризуются средними параметрами мощности

входного ((-20)дБм…(+3)дБм) и высокими параметрами мощности выходного ((+13)дБм…(+26)дБм) сигнала. Критичны к уровню шумов в линии.

 

Предварительные Усилители (Pre-Amplifier) – усилители, которые ставятся непосредственно перед приёмником или аппаратурой демультиплексирования.

Характеризуются крайне низкими уровнями входного сигнала ((-30)дБм…(-5)дБм) и средними уровнями выходного сигнала

((-10)дБм…(+10)дБм). За счет высокой чувствительности приёмника очень чувствительны и к шумам в линии.

 

Что означают пометки «чувствителен к шумам»? Дело в том, что световой сигнал, так же, как и любой другой, подвержен воздействию внешних факторов.

Поставили бустер на входе в линию – получите остаточное усиление накачки (усиленное спонтанное излучение) и, как следствие, усиление шумовой составляющей.

Криво воткнули коннектор – получайте отражённый сигнал и усиление шумовой составляющей, с ним связанной. Вариантов появления шумов в линии много, и для

их характеристики ввели понятие Отношение Сигнал/Шум (ОСШ или OSNR) – отношение мощности сигнала к мощности шумов, или разность мощности сигнала и

мощности шумов в том случае, если эти параметры выражены в дБм.

 

Допустим, есть трасса 200км, в которой посередине стоит Линейный Усилитель. Сигнал, вышедший из бустера, имеет, к примеру, ОСШ 6/0. На входе в ЛУ сигнал

является ослабленным и имеет некоторую шумовую составляющую (допустим, 3/1). ЛУ усиливает всё, что в него входит, а значит, усиливает и шум. По выходу из ЛУ

сигнал будет иметь, к примеру, ОСШ 6/2. Потом сигнал опять затухнет и к нему опять добавится шумовая составляющая, и на входе в приёмник предусилителя

(или аппаратуры демультиплексирования) поступит «грязный» сигнал. Приёмник будет иметь проблемы с детектированием и вообще всё плохо.

 

Пример, конечно, «взят с потолка», но проблема ясна: усилители – штука сложная, и их выбор требует тщательных исследований трассы на предмет наличия шумов

и их составляющей в усиленном/восстановленном сигнале по итогу.

 

Отдельно следует отметить, что существуют усилители как для красного, так и для синего диапазона, а также усилители во всём диапазоне C и в диапазоне L.

Ходят слухи, что в лесах Китайской Народной Республики видели широкополосные усилители для C+L диапазона, но они пока не востребованы.

 

Для полного понимания на рисунке 3.2 приведена схема расположения каждого типа усилителей.

Рисунок 3.2 – Схема расположения Amplifier Booster (AB), Linear Amplifier (LA)

и Pre-Amplifier (PA) в системе DWDM.

 

Проще говоря, если нужно усилить сигнал – используем мощный усилитель (AB), если требуется регенерировать сигнал где-то «в поле» -

ставим линейный усилитель (LA), а если необходимо «вытянуть» сигнал из бездны до вменяемой мощности – используем предусилители (PA).

Ниже (Рисунок 3.3) представлена сетка усилений «от» и «до». Как видно из нее, зависимость усиления не линейна.

Рисунок 3.3 – Сетка усиления сигнала в зависимости от мощности сигнала на входе.

 

Следует отметить большими жирными и красными буквами, что УСИЛИТЕЛЬ УСИЛИВАЕТ ТОЛЬКО В ОДНОМ НАПРАВЛЕНИИ, а это значит, что их нужно два

(один усиливает в одну сторону, другой – в другую). А если усилителей нужно два – то они должны работать по двум разным волокнам. А это, в свою очередь,

значит, что в дальнобойной DWDM системе с усилителями и катушками компенсации (которых, кстати, в такой системе тоже должно быть две) необходимо

использовать те самые двухволоконные мультиплексоры.

 

Ну вот и добрались почти до самого конца. С дисперсией поборолись, сигнал усилили, пробили невозможное ранее расстояние. Как же это выглядит? Смотрим рисунок ниже.

Рисунок 3.4 – Схема включения DWDM системы

с усилителями и компенсаторами дисперсии.

 

В качестве последнего штриха хочется отметить, что всю эту двухволоконную схему можно «загнать» в одно волокно, если использовать

Фильтр Красного/Синего диапазона (Red/Blue Band Filter). При этом возможность использования линейных усилителей недоступна (по понятным причинам).

Также заметим, что катушку компенсатора дисперсии лучше выносить за предусилитель, если таковой в системе имеется (снизим общее влияние шумов).

Окончательный вариант показан на рисунке 3.5.

Рисунок 3.5 – Схема включения DWDM системы уплотнения

с использованием Red/Blue Band фильтра.

 

 

Естественно, в DWDM, так же, как и в CWDM, используются OADM мультиплексоры, однако, использование и на сверхдлинных трассовых пролётах

влечет за собой проблемы с затуханием, а также проблемы с приёмниками трансиверов, которые могут «захлебнуться» сигналом высокого уровня, сформированным усилителем.

 

Следует ещё раз обратить внимание на тот факт, что любой усилитель следует подбирать не только исходя из его выходной мощности, но также учитывать

суммарную мощность входного сигнала. То есть, если передатчик трансивера C58 «светит» 4дБм в линию, то примерно через 30км (взято значение затухания 0.3дБм/км)

его мощность будет (-5)дБм – максимальная планка, которую способен принять и усилить предусилитель. А если в линию «светят» сразу несколько трансиверов (например, С58 и С59)

с одинаковой мощностью 4дБм каждый, то суммарный сигнал, пришедший на вход предусилителя, будет примерно равен (-2)дБм, что уже плохо потому, что предусилитель может

просто не среагировать на столь мощный входящий сигнал и не усилить его. Поэтому DWDM хоть и кажется простым, но в действительности является сложной системой с

кучей «подводных камней». Однако, если грамотно подойти к построению DWDM системы уплотнения, итогом может стать высококачественная дальнобойная система с

гигантскими пропускными способностями.

[Кондолиза Райс 106]

разделитель

[wladd 382]

Заключение.

 

В заключении хочется отметить, что китайские сетестроители активно используют DWDM при построении городских сетей на одном волокне, при этом обычно суммарное

количество каналов в одной DWDM системе ограничивают двенадцатью-четырнадцатью полноценными дуплексными каналами связи. В нашей стране DWDM только начинает

подниматься на ноги, и то только в качестве магистральной составляющей. Причина – крайне высокий порог вхождения как по финансовым, так и по техническим причинам.

Но следует понимать, что на сегодняшний день стоимость любого трансивера 10G (двухволоконного, WDM, CWDM, DWDM) равна, а это, в свою очередь, значит,

что вложив средства в DWDM, можно получить удобную расширяемую одно- или двухволоконную платформу (в отличии от CWDM, которая ограничена всего девятью

полноценными дуплексными каналами, да и то с большим количеством вопросов как по дальности работы, так и по пропускной способности).

 

Подведём итоги:

 

- DWDM можно использовать как на одном волокне (городская сеть, средне протяжённые магистральные трассы, дальнобойные трассы с использованием усилителей,

компенсаторов и фильтров), так и на двух (максимально дальнобойные магистральные трассы);

 

- DWDM является одной из самых мощных систем уплотнения на сегодняшний день, имеет великое множество каналов и подканалов

(зависит от выбранной частотной сетки);

 

- DWDM является одной из самых дальнобойных систем уплотнения за счет возможности использования EDFA усилителей;

 

- Стоимость DWDM системы высока на старте, при этом стоимость добавления нового канала ниже, чем у аналогичных систем уплотнения (CWDM);

 

- DWDM система очень требовательна к цифрам, поэтому для её качественной работы требуется проводить серьёзные расчеты и иметь высококвалифицированный

обслуживающий персонал;

 

- DWDM можно строить как с использованием всех возможных типов усилителей и компенсаторов дисперсии, так и с использованием только необходимого типа

(или вообще без усилителей/компенсаторов).

 

Данные статьи являются обзором, писались исключительно для ознакомления читателя с существующими технологиями (простым языком и для людей)

и не претендуют на энциклопедичность. Все формулы и графики максимально упрощены для большего понимания и не претендуют на рабочие;

использовать эти данные рекомендуется только в качестве «прикидочного» материала.

Все существующие в обзоре схемы включения не являются эталоном и могут быть пересмотрены.

 

Автор: Игорь Никишин инженер копании IC-LINE

[wladd 382]

Также читайте

 

1.UA.CWDM

2.UA.Внешние Патчкорды FTTH/PON

3.UA.Медики v2.0

4.UA.PON

 

Скоро ожидайте выход систематизированной, полной, лаконичной статьи

UA.PON v2.0

[dimetrios 1]

можно еще упомянуть о 25Ггц-системах, которые действительно "ну ооооочень редко" используются, а 50ГГц скорее просто редко

[wladd 382]

можно еще упомянуть о 25Ггц-системах, которые действительно "ну ооооочень редко" используются, а 50ГГц скорее просто редко

Честно сказать, на уровне доступности оборудования по доступным ценам (не для богов)

разговор больше чем про 100ГГерц вести не приходится.

http://local.com.ua/...vaniya-spektra/

[logic 522]

таки да - hex@set прав

[Kto To 602]

Реально много буков. Но на сиськи смотреть было таки да интересно.

[Maxxx 446]

Прикольно, но сиськи в разделителях сбивают с мысли...

+1

[wladd 382]

)) мы старались

[_WesT_ 1 016]

Скоро ожидайте выход систематизированной, полной, лаконичной статьи

UA.PON v2.0

 

Очень ждем.

[KaYot 3 711]

Спасибо, вроде все то же что и на НАГе - но читать куда проще и понятнее.

[Ромка 567]

Также читайте

 

1.UA.CWDM

2.UA.Внешние Патчкорды FTTH/PON

3.UA.Медики v2.0

4.UA.PON

 

Скоро ожидайте выход систематизированной, полной, лаконичной статьи

UA.PON v2.0

эххх... сделать бы на локале что-то типа wiki.local.com.ua, да вынести все эти материалы туда, чтоб без лишних постов, а обсуждать можно будет и на форуме...

[logic 522]

+ - за вики на Локале

[wladd 382]

Также читайте

 

1.UA.CWDM

2.UA.Внешние Патчкорды FTTH/PON

3.UA.Медики v2.0

4.UA.PON

 

Скоро ожидайте выход систематизированной, полной, лаконичной статьи

UA.PON v2.0

эххх... сделать бы на локале что-то типа wiki.local.com.ua, да вынести все эти материалы туда, чтоб без лишних постов, а обсуждать можно будет и на форуме...

если сил хватит сделаем.. мысли такие были.

[wladd 382]

Полный текст статьи можно скачать тут

 

UA.DWDM

 

читайте так же (очень рекомендую для прочтения)

 

- Опус про децибелы

- Опус про оптический бюджет