Стаття спектральне ущільнення каналів

Процес розвитку технологій передачі інформації SDH (тимчасове мультиплексування) досяг своєї межі швидкості до початку нинішнього століття - 9,8 Гб / с (STM-64). Відповідно впровадження технології Ethernet обмежується швидкістю 10 Гб / с, хоча йде процес впровадження апаратури з максимальною швидкістю потоку в 40 Гб / с. Більш швидкісні системи (до 100 Гб / с) ще перебувають на стадії випробувань.

Багато операторів зв'язку практично повністю використовували можливості своїх мереж і потребують подальшого розширення смуги пропускання. Найбільш витратним виходом з положення буде будівництво нових оптоволоконних ліній. А найбільш раціональним рішенням є частотне ущільнення сигналів в експлуатується оптоволокне. З кінця 20-го століття існують і постійно удосконалюються системи спектрального мультиплексування - грубого (CWDM) і щільного (DWDM)

Сучасний ринок обладнання для спектрального ущільнення насичений пропозиціями як від лідерів (Alcatel-Lucent, Huawei, NEC і ін.), Так і від компаній, що спеціалізуються на бюджетній продукції (QTECH, FlexGain і ін.), Що свідчить про великий інтерес до технології CWDM . Використовується вона в якості основи міських оптоволоконних мереж і частково може бути застосована при передачі інформації на відстань до 160 км.

Устаткування CWDM порівняно просте і включає в себе:

найпростіші пасивні мультиплексори;
активні компактні мультиплексори з мінімальними можливостями регулювання параметрів;
плати розширення для впроваджених мультиплексорів SDH.

Устаткування CWDM може бути розміщено в контейнерних базових станціях, великих центрах зв'язку і навіть в муфтах кабелю.

Так, на базі однієї оптоволоконної G.652 можна створити до чотирьох каналів передачі інформації зі швидкістю до 10 Гб / с або 8 каналів швидкістю STM-16 до 2.5 Гб / с. Відповідно через дві жили можна пропустіть16 каналів зв'язку. Спектральна характеристика сучасного оптоволоконного кабелю демонструє зростання загасання при довжині хвилі менше 1200 нм (більш 0.35 Дб / км) і вище 1 700 нм (більш 0.2 Дб / км). Це накладає обмеження на кількість каналів зі збереженням достатньої для сучасних вимог дальності передачі.

В основі мереж з технологією CWDM лежить використання п'яти діапазонів довжин світлових хвиль, отриманих в результаті оптимізації виробництва оптоволоконного кабелю з робочою смугою 340 нм. Діапазони знаходяться в наступних межах:

Первинний - від 1260 до 1360 нм (діапазон Про - Original).
Розширений - від 1360 до 1460 нм (E - Extended).
Короткохвильовий - від 1460 до 1530 нм. (S - Short).
Стандартний - від 1530 до 1570 нм. (C - Conventional).
Довгохвильовий - від 1570 до 1625 нм. (L - Long).

Найкраще формування оптичної лінії проводиться за допомогою SFP модулів, які надають різні довжини найбільших дистанцій проходження сигналу. Так, для ущільнень каналів Gigabit Ethernet застосовується апаратура з наступними параметрами потужності лазерів:

на відстані до 60 км - від -3 до +2 dBm;
до 120 км - від +3 до +6 dBm;
до 160 км - від +5 до +8 dBm.

Можливості ущільнення індивідуальні для кожної лінії і обмежуються кількістю робочих каналів. Причина - нерівномірні втрати на різних довжинах хвиль і загасання від пасивного обладнання.

Експлуатація мереж CWDM можлива при двох типах підключення:

Точка - точка - найбільш малозатратне і оптимальне при нестачі оптоволокна. Передбачає підключення за допомогою двох пасивних мультиплексорів, що з'єднуються по одно- або Двоволоконні зв'язку з 8 або 16 портами в клієнтської частини.
Підключення з виділенням каналів - для протяжних ділянок мережі з трьома і більше станціями.

При з'єднанні «точка-точка» необхідний окремий блок для автоматизації виробництва для перетворення сигналу 1310/1550 нм (чорно-білого) в «забарвлений» 1270-1610 нм. Оптичні модулі можуть підтримувати функції DDMI або DOM для контролю основних параметрів:

напруга живлення;
вихідна потужність лазера;
внутрішня температура;
рівень прийому оптичного сигналу;
характеристика струму зміщення.

Можливий віддалений контроль за даними параметрами за допомогою веб-інтерфейсу.

Додатковим варіантом з'єднання «точка-точка» може бути «точка-пункти введення / виведення». В цьому випадку не використовується другий мультиплексор. Замість нього встановлюються проміжні модулі OADM, що формують потрібні канали та здійснюють передачу інших по лініях зв'язку. Мультиплексор присутній тільки з одного боку, його функцією є збір групового сигналу. При впровадженні даного варіанту необхідно врахувати, що кожен з проміжних модулів індивідуально впливає на сигнал, вносячи свій параметр загасання. Це слід врахувати при визначенні дальності лінії.

Другий тип підключення CWDM - це «підключення з виділенням каналів». Така лінія передбачає наявність двох мультиплексорів, розташованих на кінцевих пунктах, а також наявність одного або більше проміжного пункту OADM, формує необхідну каналів і передачу інших.

Додатковою можливістю грубого ущільнення каналів є транзит і виділення мовлення кабельного ТБ для мультиплексорів в наступних схемах:

У кожній з цих схем відбувається поділ каналу TV. Портів CWDM не може бути більше 4-х. В іншому випадку ускладнюється сумісність з широкосмуговими передавачами кабельного ТБ з відхиленнями по довжині хвилі до 30 нм і відбувається перекручування правого і лівого каналів.

Грубе ущільнення каналів в існуючих оптичних мережах дає можливість з мінімальними витратами в вісім разів підвищити обсяг транзитного трафіку на одне оптоволокно. Також можливо і впровадження функції моніторингу стану SFP модулів.

Перевагою CWDM є і відсутність необхідності в власному електроживленні завдяки використанню пасивних компонентів. Оптимально використовується і вільний простір на базових станціях і в вузлах зв'язку. При необхідності більшого ущільнення каналів передачі слід розглянути можливість використання технології щільного мультиплексування DWDM. У даній технології при використанні пасивних схем ущільнення формується до 32 каналів, при використанні активних - можливе об'єднання до 200 каналів з функціями контролю і управління.