מהי ההגדרה של DWDM?
DWDMהוא שילוב של קבוצה שלאוֹפּטִיאורכי גל שיכולים להיות מועברים על ידי סיב אחד. זוהי טכנולוגיית לייזר המשמשת להגדלת רוחב הפס על עמודי שדרה קיימים של סיבים. ליתר דיוק, הטכניקה היא להכפיל את המרווח הספקטרלי ההדוק של נושאי סיבים בודדים בסיב נתון כדי לנצל את ביצועי השידור הניתנים להשגה (למשל, כדי להשיג פיזור או הנחתה מינימליים). לפיכך, עם יכולת העברת מידע נתונה, ניתן להפחית את המספר הכולל של הסיבים הנדרשים.
DWDM מסוגל לשלב ולשדר אורכי גל שונים בו זמנית באותו סיב. כדי להיות יעיל, סיב אחד הופך למספר סיבים וירטואליים. לכן, אם אתם מתכננים לעשות שימוש חוזר ב-8 ספקי סיבים (OCs), כלומר 8 אותות בסיב אחד, קיבולת השידור תגדל מ-2.5Gb/s ל-20Gb/s. נתונים שנאספו במרץ 2013, עקב אימוץ טכנולוגיית DWDM, סיב בודד יכול להעביר יותר מ-150 אורכי גל שונים של גלי אור בו זמנית, והמהירות המרבית של כל אלומה יכולה להגיע ל-10Gb/s. ככל שספקים מוסיפים ערוצים נוספים לכל סיב, מהירות ההעברה של טרה-ביט לשנייה נמצאת ממש מעבר לפינה.
יתרון מרכזי של DWDM הוא שהפרוטוקול ומהירות השידור שלו אינם רלוונטיים. הרשת מבוססת DWDM יכולה להעביר נתונים באמצעות פרוטוקולי IP, ATM, SONET/SDH ו-Ethernet, ותעבורת הנתונים המעובדים היא בין 100 Mb/s ל-2.5 Gb/s. בדרך זו, רשת מבוססת DWDM יכולה להעביר סוגים שונים של תעבורת נתונים במהירויות שונות בערוץ לייזר בודד. מנקודת מבט של QoS (שירות איכות), רשתות מבוססות DWDM מגיבות במהירות לדרישות רוחב הפס של הלקוחות ולשינויי פרוטוקול באופן חסכוני.
רקע כללי
הקשר בין רשתות ושירותי העברת תקשורת הפך מורכב יותר ויותר בהקשר של נפח תעבורה שעולה במהירות. ה-TDM המקורי (תמסורת חד-גל סיבים וריבוי חלוקת זמן) אינו יכול לענות על הצרכים של טכנולוגיות חדשות. ליישומים מסחריים של שידור סיבים אופטיים חד-גלים יש קצב מקסימלי של 40 Gbit/s והם יקרים. טכנולוגיית TDM קשה להסתגל לקשרים מורכבים ברשת ועסקים. טכנולוגיית השידור הרב-גלים של סיבים אופטיים המשתמשים במכשירים אופטיים טהורים לתזמון גלים ארוכים שוברת את גבול מהירות העיבוד של מכשירים אלקטרוניים. על בסיס טכנולוגיית SDH, ניתן לשפר מאוד את יכולת ההפצה של הסיבים האופטיים. קצב היישום המסחרי הנוכחי של טכנולוגיית DWDM (הידועה גם כטכנולוגיית OTN) הגיע ל-3.2 Tbits/s, מה שאומר שניתן לשדרג ולפתח בצורה חלקה את רשת התקשורת. [1]
הצד המוצע הראשון לטכנולוגיית DWDM הוא לוסנט, שהתרגום שלה לסינית הוא ריבוי אופטי צפוף. טכנולוגיית DWDM הוצגה בשנת 1991. באופן ספציפי, מדובר בשילוב של קבוצה של אורכי גל אופטיים המשודרים על ידי סיב אופטי, שהיא טכנולוגיית לייזר המשמשת להגדלת רוחב הפס ברשתות עמוד השדרה של סיבים קיימות. ניתן להתייחס גם לריבוי המרווחים הספקטרליים ההדוקים של נושאי סיבים בודדים בסיב מסוים כדי להשיג את הביצועים הנדרשים במהלך השידור. ואתה יכול לנסות להפחית את מספר הסיבים שאתה צריך תחת כמות מסוימת של העברת מידע. בשנים האחרונות, פיתוח טכנולוגיית DWDM זוכה לתשומת לב רבה, וטכנולוגיית DWDM תהיה בשימוש נרחב יותר בתקשורת בעתיד.
עִקָרוֹן
בפעולה בפועל, על מנת לעשות שימוש סביר במשאבי הפס הרחב שנוצר על ידי הסיב חד-מוד באזור ההפסד הנמוך של 1.55 בצהריים, יש צורך לחלק את אזור ההפסד הנמוך של הסיב למספר ערוצים אופטיים לפי לתדרים ואורכי גל שונים, וצריך להיות בכל אחד מהערוץ האופטי מבסס את הגל הנשא, שהוא מה שאנו קוראים לו הגל האופטי. במקביל, המפצל משלב את האותות של אורכי גל שונים שצוינו בקצה המשדר, והאותות המשולבים מועברים ביחד לסיב אופטי אחד להעברת אותות. כאשר משדרים לקצה המקבל, אלו משולבים באורכי גל שונים באמצעות דה-מולטיפלקסר אופטי. הפירוק של האותות של גלי אור שונים למצב ההתחלתי מממש את הפונקציה של העברת מספר אותות שונים בסיב אופטי אחד.
מבנה המערכת
DWDM מחולקת מבחינה מבנית ויש לה כיום מערכת משולבת ומערכת פתוחה. מערכת משולבת: האות האופטי של הטרמינל של ציוד השידור האופטי היחיד הנדרש לגישה הוא מקור אור סטנדרטי G. 692. המערכת הפתוחה נמצאת בקצה הקדמי של המשלב ובקצה האחורי של המפצל, בתוספת יחידת ההמרה של אורך הגל OTU, שתהיה בשימוש נפוץ. אורך הגל של ממשק 957 מומר לממשק אופטי סטנדרטי של אורך גל G. 692. אז, מערכות פתוחות משתמשות בטכנולוגיית המרת אורך גל. עשה כל שביעות רצון G. את אות האור הנדרש בהמלצת 957 ניתן להמיר ל-G על ידי המרה של אורך גל לאחר שימוש בשיטה הפוטו-אלקטרית-אופטית. האות האופטי הסטנדרטי של אורך הגל הנדרש על ידי 692 מועבר לאחר מכן באמצעות ריבוי חלוקת אורך גל במערכת DWDM.
מערכת ה-DWDM הנוכחית יכולה לספק קיבולת שידור של סיבים בודדים של 16/20 גל או 32/40 גל, עד 160 גלים ויכולת הרחבה גמישה. משתמשים יכולים לבנות מערכת גלים 16/20 בהתחלה, ולאחר מכן לשדרג ל-32/40 גלים לפי הצורך, מה שיכול לחסוך בהשקעה ראשונית. העיקרון של סכימת השדרוג שלו: האחד הוא לשדרג את 16-הרצועה וה-16-גל של פס ה-C-band האדום ל-32-סכימת הגל; השני הוא להשתמש ב-Interleaver, ו-C-band משודרג ממרווח 200 GHz 16/32 גל למרווח 100 GHz 20/. 40 גלים. להרחבה נוספת, ניתן לספק את ערכת הרחבת פס C פלוס L כדי להרחיב עוד יותר את קיבולת השידור של המערכת ל-160 גלים.
DWDMs המשמשים כיום את המפעילים המקומיים הגדולים הם לרוב מערכות DWDM פתוחות. למעשה, למערכות משולבות של חלוקת אורך גל צפופה יש יתרונות משלהן:
1. המשלב והמפצל של מערכת ה-DWDM המשולבת משמשים בנפרד בקצה המקור ובקצה המקבל, כלומר רק בשילוב במקור, רק במפצל בקצה המקבל, וגם בקצה המקבל והן בקצה המשדר. מוסרים. ציוד המרת OTU (חלק זה יקר יותר)? לכן, ניתן לחסוך את ההשקעה בציוד מערכת DWDM ביותר מ-60 אחוז.
2. מערכת ה-DWDM המשולבת משתמשת רק ברכיבים פסיביים (כגון: קומבינר או מפצל) בקצה המקבל ובקצה המשדר. יחידת תפעול הטלקום יכולה להזמין ישירות את יצרן המכשיר, להפחית את קישור האספקה ולהוזיל את העלות, ובכך לחסוך בעלויות הציוד. .
3. מערכת ניהול רשת DWDM הפתוחה אחראית על: ניטור OTM (בעיקר OTU), OADM, OXC, EDFA, והשקעת הציוד שלה מהווה כ-20 אחוז מסך ההשקעה של מערכת DWDM; בעוד שמערכת ה-DWDM המשולבת אינה דורשת ציוד OTM, הנהלת הרשת אחראית רק לניטור של OADM, OXC ו-EDFA. זה יכול להציג יותר יצרנים להתחרות, ועלות ניהול הרשת שלו יכולה להיחסך בכמחצית בהשוואה לניהול רשת DWDM הפתוחה.
4. מכיוון שהתקן הגל/המולטיפלקס המרובב של מערכת ה-DWDM המשולבת הוא התקן פסיבי, נוח לספק שירותים מרובים וממשקים מרובים, כל עוד אורך הגל של מקלט המשדר האופטי של התקן קצה השירות עומד בדרישות של ז. ניתן להשתמש בתקן 692 עבור כל שירותים כגון PDH, SDH, POS (IP), ATM וכו', התומך ב-PDH ו-SDH בתעריפים שונים כגון 8M, 10M, 34M, 100M, 155M, 622M, 1G, 2.5G ו-10G, ATM ו-IP Ethernet? הימנעות ממערכת DWDM הפתוחה עקב OTU, האם ניתן להשתמש רק בהתקני SDH, ATM או IP Ethernet עם אורך גל אופטי (1310nm, 1550nm) וקצב שידור שנקבע על ידי מערכת DWDM שנרכשה? אי אפשר בכלל להשתמש בממשקים אחרים.
5. אם מודול התקן הלייזר של ציוד שידור אופטי כגון SDH ונתב IP מתוכנן באופן אחיד כסיכת הגודל הגיאומטרי הסטנדרטי, הממשק הוא סטנדרטי, מה שנוח לתחזוקה וחיבור, והחיבור אמין. בדרך זו, אנשי התחזוקה יכולים להחליף בחופשיות את ראש הלייזר באורך גל צבעוני ספציפי בהתאם לדרישת אורך הגל של מערכת ה-DWDM המשולבת, המספקת תנאי נוח לתחזוקת תקלות של ראש הלייזר ומונעת את החיסרון של כל הלוח. חייב להיות מוחלף על ידי כל המפעל לפני. עלויות תחזוקה גבוהות.
6. מקור האור בצבע אורך גל יקר רק מעט יותר ממקורות האור הרגילים של 1310nm ו-1550nm. לדוגמה, מקור האור באורך גל צבעוני 2.5G הוא כיום יותר מ-3,000 יואן, אך כאשר הוא מחובר למערכת ה-DWDM המשולבת, עלות מערכת העלות מופחתת בכמעט פי 10, ו עם המספר הרב של יישומים של מקורות אורך גל צבע, המחיר יהיה קרוב לזה של מקורות אור רגילים.
7. מכשיר ה-DWDM המשולב הוא פשוט במבנה וקטן יותר בגודלו, ורק כחמישית מהשטח שתופס ה-DWDM הפתוח חוסך במשאבים של חדר המחשבים.
לסיכום, מערכת ה-DWDM המשולבת צריכה להיות בשימוש נרחב במספר רב של מערכות שידור DWDM, ולהחליף בהדרגה את העמדה הדומיננטית של מערכת ה-DWDM הפתוחה. בהתחשב בכך שציוד שידור אופטי עם מספר רב של מקורות אור נפוצים נמצא כיום בשימוש ברשת, מומלץ להשתמש ב-DWDM היברידי משולב ותואם פתוח כדי להגן על ההשקעה מראש.
עקרון המערכת
טכנולוגיית DWDM מנצלת את רוחב הפס ואת מאפייני האובדן הנמוכים של סיבים במצב יחיד, תוך שימוש במספר אורכי גל כנשאים, מה שמאפשר לכל ערוץ נושא לשדר בו זמנית בסיב.
בהשוואה למערכת החד-ערוצית האוניברסלית, WDM צפוף (DWDM) לא רק משפר מאוד את יכולת התקשורת של מערכת הרשת, אלא גם עושה שימוש מלא ברוחב הפס של הסיב האופטי, ויש לו יתרונות רבים כמו הרחבה פשוטה ואמינה ביצועים, במיוחד זה יכול להיות מחובר ישירות. כניסה למגוון עסקים הופכת את סיכויי היישום שלה לבהירים מאוד.
במערכת תקשורת הספק האנלוגי, על מנת לנצל את משאבי רוחב הפס של הכבל באופן מלא ולהגדיל את יכולת השידור של המערכת, בדרך כלל משתמשים בשיטת ריבוי חלוקת תדרים. כלומר, אותות של מספר ערוצים משודרים בו-זמנית באותו כבל, והקצה המקבל מסנן את האותות של כל ערוץ על ידי שימוש במסנן פס מעבר לפי תדרי נושא שונים.
באופן דומה, ריבוי חלוקת תדרים אופטי יכול לשמש גם במערכות תקשורת סיבים אופטיים כדי להגדיל את קיבולת השידור של המערכת. למעשה, שיטות ריבוי כאלה יעילות מאוד במערכות תקשורת סיבים אופטיים. בשונה מריבוב חלוקת התדרים במערכת תקשורת הנשא האנלוגי, במערכת תקשורת סיבים אופטיים, גל האור משמש כנשא של האות, וחלון האובדן הנמוך של הסיב האופטי מחולק לכמה על פי התדר ( או אורך גל) של כל גל אור ערוץ. ערוצים להשגת שידור מרובה של אותות אופטיים מרובים בסיב בודד.
מכיוון שחלק מהמכשירים האופטיים (כגון מסננים בעלי רוחב פס צר, מקורות אור קוהרנטיים וכו') עדיין לא בשלים, קשה לממש ריבוי חלוקת תדרים אופטי (טכנולוגיית תקשורת אופטית קוהרנטית) עם ערוצים אופטיים צפופים מאוד, אך מבוסס על המכשיר הנוכחי. ברמות, הושג ריבוי חלוקת תדרים של ערוצים מופרדים אופטית. ריבוי ערוצים אופטיים עם מרווחים גדולים (אפילו בחלונות שונים של סיבים אופטיים) נקרא בדרך כלל ריבוי חלוקת אורך גל אופטי (WDM), ו-DWDM עם מרווח ערוצים קטן יותר באותו חלון נקרא ריבוי חלוקת אורך גל צפוף (DWDM). עם התקדמות הטכנולוגיה, הטכנולוגיה המודרנית הצליחה להשיג ריבוי ברמת ננו של מרווחי אורך גל, ואף להשיג ריבוי בקנה מידה ננומטר בודד עם מרווח אורכי גל של אפס. זה רק מחמיר יותר בדרישות הטכניות של המכשיר, אז 1270nm פס של 20 ננומטר באורך גל עד 1610 ננומטר נקרא ריבוב חלוקת אורך גל גס (CWDM).
המבנה והספקטרום של מערכת DWDM מוצגים באיור. המשדר האופטי בקצה המשדר פולט אותות אופטיים עם אורכי גל שונים ודיוק ויציבות כדי לעמוד בדרישות מסוימות ומרובב יחדיו על ידי מרבבי אורך גל אופטי כדי להזין מגבר כוח סיב מסומם בארביום (מגבר הסיבים המסומם בארביום משמש בעיקר כדי לפצות על המרבב). אובדן ההספק ועוצמת השידור של האות האופטי גדלים, ואז האות האופטי הרב-נתיב המוגבר נשלח לשידור הסיבים האופטי, וניתן לקבוע את המגבר האופטי עם או בלי מגבר הקו האופטי בהתאם למצב, והקדם-מגבר האופטי מתקבל בקצה המקלט (משמש בעיקר להגדלת רגישות הקליטה כדי להאריך את מרחק השידור. לאחר ההגברה, מפצל אורך הגל האופטי נשלח לפירוק האותות האופטיים המקוריים.
פונקציות OADM ו-OXC של מערכת DWDM
OADM יכול לספק אותות אופטיים של אורכי גל בכל אתר ממסר אופטי לפי הצורך (כרגע ניתן להשיג 8 גלים). פונקציה זו פועלת עם OXC כדי לשלוח כל אות אופטי מכל יציאה לכל אורך גל של המערכת. כך שגם אם האותות האופטיים של שתי היציאות העליונות זהים, הם לא יגרמו לחסימה. באותו אופן, ניתן להשתמש בפונקציית הקצאת הפורטים גם כדי להעביר אורך גל מסוים במורד הזרם לכל יציאה לפי הצורך, מה שמרחיב מאוד את הגמישות של אפליקציית OADM. בנוסף, השילוב של OADM ו-OXC יכול לספק מצבי הגנה כגון הגנה על מקטע רב-כיווני חד-כיווני דו-סיבים, הגנה על מקטע רב-כיווני דו-סיבים והגנה על ערוצים, כך שניתן יהיה לממש את רשת הטבעות המרפאת את עצמה, ואת המערכת הביצועים בטוחים. אָמִין.
יישום טכנולוגיית DWDM במערכת החשמל
הופעתם של מכשירי תקשורת חדשים אינה מעידה על הכחשה של הציוד והטכנולוגיה המקורית, אלא צריכה להיות ירושה, פיתוח וחדשנות. 64k Subrate—PDH—SDH—DWDM משקף ועוקב אחר העיקרון הזה. מהניתוח הנוכחי של מצב היישום של מערכות חשמל, רמת טכנולוגיית ה-DWDM של ריבוי חלוקת אורך גל אינה יכולה להחליף לחלוטין את SDH, אך היא יכולה לשתף פעולה עם חטיבת הטכנולוגיה של SDH, להשלים זה את זה, לייעל את רשת התקשורת החשמלית, לשפר באופן מקיף את רוחב הפס של התקשורת, וכן להבטיח את האבטחה של מערכות הרשת. ויציב.
מהציוד והטכנולוגיה הנוכחית של ריבוי גלים אופטי צפוף (DWDM), המכשיר לא רק צריך להשתמש ברכיבים כמו מגבר אופטי, מפצל, מרובה, פיצוי פיזור, אלא גם יותר מגמצי סיבים. בתיאוריה, למכשירי SDH יחס DWDM יש סבירות גבוהה יותר לכשל, ולכן זה לא מדעי להשתמש ב-DWDM להעברת נתוני תזמון.
מנקודת מבט אחרת, DWDM, כהשלמה והשלמה ל-SDH, מסוגלת לספק ערוץ הגנה לתזמון שידור נתונים. בנוסף, נתוני ניהול הרשת של SDH מבוססים על העברת מנות, ורובם הם Ethernet. לכן, טכנולוגיית WDM DWDM יכולה לספק ערוץ הגנה לניהול רשת SDH, ו-SDH יכול גם לייצב את ניהול רשת DWDM כדי לספק ערוץ הגנה.
אנו יכולים לחזות שקידום והטמעה של טכנולוגיית ריבוי גלי אור צפופים (DWDM) יספקו תמיכה חזקה בטלוויזיה ועידה בחדות גבוהה, מעקב וידאו מרחוק ו-NGN כדי לשפר את רוחב הפס של תקשורת הכוח. היתרון הגדול ביותר הוא ביצועים גבוהים ומחיר נמוך. חלוקה מדעית ורציונלית של שירותי DWDM ו-SDH יכולה לתת משחק מלא ליתרונות שלהם, להפחית את הלחץ על ניהול הרשת ולשפר את רמת ניהול תפעול התקשורת.
