Типични dwdm мултиплексорни схеми и принципи на работа.  Преглед на технологията DWDM

dwdm оборудването използва технология за мултиплексиране с разделяне на плътна дължина на вълната и позволява организиране на до 46 дуплексни канала за предаване на данни през две оптични влакна или до 23 дуплексни канала през едно оптично влакно, когато се използва честотният диапазон C и честотна мрежа от 100 GHz според препоръките на ITU - T G.694.1. Скоростта на предаване на всеки канал може да варира от 100 Mbps до 10 Gbps. Dwdm системите се използват главно в градски и опорни оптични мрежи. Дължината на dwdm мрежите, изградени на оборудване Telcon, може да бъде до 800 километра при скорост на предаване на канала от 10 Gbit/s и до 1500 километра при скорост на предаване на канала от 1 Gbit/s.

DWDM системите са евтино решение за уплътняване на оптични влакна за комуникации на дълги разстояния. Също така, dwdm системите са алтернатива на cwdm системите в случаите, когато е необходимо да се организират повече от 9 дуплексни канала върху едно влакно и повече от 18 дуплексни канала върху две влакна.

Ако е необходимо, инженерите на Telcon извършват изчисления на dwdm мрежи въз основа на предпроектни проучвания, както и пускане в експлоатация, калибриране и тестване на оборудването. След извършване на тази работа Telcon гарантира функционалността на dwdm мрежата.

При създаване на мнозинство модерни мрежи cwdm dwdm технологията се използва в комуникациите, dwdm оборудването постепенно поевтинява, съвременните dwdm мрежи поддържат най-често срещаните стандарти, вкл. всички dwdm sdh нива от STM-1 до STM-64, Ethernet със скорост на предаване от 10 Mbit/s до 10 Gbit/s, Fibre Channel, ATM. Всъщност dwdm хардуерът е независим от протокола. Само преди 5 години dwdm оборудването се произвеждаше само от водещите в света известни компании- от производителите, беше доста скъпо и беше достъпно само за големи междурегионални оператори. Основните причини за високата цена на такива системи са тяхното изпълнение под формата на платки, вмъкнати в големи управлявани шасита, сложна системна архитектура и многостепенна система за управление. Първоначално такова dwdm оборудване е създадено за използване на големи и разширени опорни мрежи, но с течение на времето възникна необходимостта от използване на технологията dwdm в мрежи от градски, регионални и междуобластни мащаби. Консумативи на Telcon руски пазарт.нар опростени dwdm системи, които са значително по-евтини, по-лесни за поддръжка и работа от dwdm оборудване за големи опорни мрежи. Компонентите на Telcon dwdm оборудването са компактни и лесно се поставят във всякакви комуникационни възли.
Постоянно развиваща се, dwdm технологията навлиза в нови пазарни сегменти; според експерти след 5 години нуждата от такива системи ще се появи сред малките доставчици, обслужващи няколко микрорайона, дотогава цената им ще намалее толкова много, че всеки може да си позволи да купи dwdm , дори една малка фирма е телеком оператор.

За разлика от системите за разредено спектрално мултиплексиране cwdm, системите за плътно спектрално мултиплексиране позволяват да се организира предаване на дълги разстояния, повече от 1000 километра по едномодов кабел без 3R регенерация на предаваните сигнали. При създаването на такива системи е необходимо да се вземат предвид фактори, които могат да бъдат пренебрегнати при създаването на cwdm системи, а именно:

Хроматична дисперсия, в резултат на нейното влияние, докато се разпространява по влакното, импулсите, които съставят оптичния сигнал, стават по-широки. При предаване на сигнали на дълги разстояния импулсите могат да припокриват съседни, което затруднява точното им възстановяване. Тъй като скоростта на предаване и дължината на оптичното влакно се увеличават, влиянието на хроматичната дисперсия се увеличава. За да се намали влиянието на хроматичната дисперсия върху предаваните сигнали, се използват дисперсионни компенсатори.

Дисперсията на поляризационния режим възниква в оптично влакно поради разликата в скоростите на разпространение на два взаимно перпендикулярни поляризационни компонента на мода, което води до изкривяване на формата на предаваните импулси. Причината за това явление е нееднородността на геометричната форма на оптичното влакно. Влиянието на дисперсията на поляризационния режим върху предаваните оптични сигнали се увеличава с увеличаване на скоростта на предаване, с увеличаване на броя на каналите в мултиплексната система и с увеличаване на дължината на влакното.

Стимулирано обратно разсейване на Манделщам-Брилуен, същността на това явление е създаването от оптичен сигнал на периодични области с променлив индекс на пречупване - вид виртуална дифракционна решетка, преминавайки през която сигналите се разпространяват като акустична вълна. Сигналите, отразени от тази виртуална решетка, се добавят и усилват, образувайки обратен оптичен сигнал с доплерова редукция на честотата. Това явление води до повишаване на нивото на шума и пречи на разпространението на оптичния сигнал, тъй като по-голямата част от неговата мощност се разсейва в обратна посока. Това явление често погрешно се нарича отразена акустична вълна.

Самофазова модулация, при високи нивамощност на сигнала от лазера, може да възникне модулация от сигнала на неговата собствена фаза. Тази модулация разширява спектъра и разширява или компресира сигнала във времето в зависимост от знака на хроматичната дисперсия. В системите за мултиплексиране с плътно разделяне на дължината на вълната, самомодулиран сигнал с разширен спектър може да припокрие сигнали от съседни канали. Собствената фазова модулация се увеличава с увеличаване на мощността на сигнала, с увеличаване на скоростта на предаване и с отрицателна хроматична дисперсия. Влиянието на самофазовата модулация се намалява при нулева или малка положителна хроматична дисперсия.

Кръстосана фазова модулация, в резултат на това явление сигналът на един канал модулира фазите на сигналите на съседните канали. Факторите, влияещи върху кръстосаната фазова модулация, са същите като тези, влияещи върху собствената фазова модулация. В допълнение, ефектът от кръстосаната фазова модулация зависи от броя на каналите в системата.

Смесването на четири вълни се проявява при достигане на прагово ниво на мощност на лазерно лъчение; в този случай нелинейните характеристики на влакното водят до взаимодействие на три вълни и появата на нова четвърта вълна, която може да съвпадне с честотата на друг канал. Това честотно припокриване повишава нивото на смущения и затруднява приемането на сигнала.

Шум, въведен от усилвателя edfa, причината за това явление е силата на усиленото спонтанно излъчване в резултат на характеристики на дизайна edfa усилватели Докато преминава през усилвателя, шумът се добавя към полезния компонент на оптичния сигнал, като по този начин намалява съотношението сигнал/шум и в резултат на това сигналът може да бъде получен с грешки. Това явление ограничава броя на усилвателите в линията.

WDM е технология, която позволява предаването на няколко информационни канала на различни носещи честоти по едно оптично влакно. Съкращението идва от англ. Wavelength-division multiplexing, което буквално се превежда като мултиплексиране по дължина на вълната.

Тази технология се основава на способността на оптичното влакно едновременно да предава светлина с различни дължини на вълната без взаимно смущение и допълнително мултиплексиране / демултиплексиране на сигнали.

Принцип на работа

В най-простия случай принципът на работа на системите за мултиплексиране с разделяне на дължината на вълната може да бъде разделен на етапи:

1) всеки лазерен предавател генерира сигнал на определена честота от обща лента;
2) преди да влязат в оптичното влакно, всички тези сигнали се комбинират чрез мултиплексор;
3) в приемащия край тези сигнали се разделят по подобен начин с помощта на демултиплексор.

Технологията позволява комбиниране на от 4 до 80 (и дори повече) канала с различна дължина на вълната в един светлинен поток.

В WDM мрежите ключовият елемент е мултиплексорът. Самите сигнали достигат до дължините на вълните на клиентското оборудване и се предават при дължини на вълните, които съответстват на ITU DWDM честотния план.

Благодарение на този подход е възможно значително да се увеличи честотна лентаканал: например през 2003 г. скоростта беше до 10,72 Tbit/s, а през 2014 г. цифрата се увеличи до 27 Tbit/s. В същото време използването на WDM технология е възможно и на вече положени оптични линии.

С помощта на WDM се организира двупосочно многоканално предаване на трафик през едно оптично влакно. Предимствата на технологията включват възможността за предаване на високоскоростен сигнал на големи разстояния без необходимост междинни точки, тоест не са необходими устройства за регенериране и усилване на сигнала.

Оценка на качеството на линията

Сред основните параметри за определяне на сигнал в линия се откроява OSNR (съотношение сигнал / шум) или броят на грешките в линията. Този параметър за оптични канали е включен сред основните атрибути за оценка на качеството на предаване.

Видове технология за мултиплексиране на спектъра

В момента следните технологии, базирани на спектрално мултиплексиране, са широко разпространени:

• 2-канален WDM;
• CWDM или грубо мултиплексиране по дължина на вълната;
• DWDM или мултиплексиране с плътно разделяне на дължината на вълната;
• HDWDM или мултиплексиране с разделяне на ултра плътна дължина на вълната.

2-канален WDM

Те са възникнали исторически първи и работят при централните дължини на вълните на 2-ри и 3-ти прозорец на прозрачност на кварцово влакно (1310 и 1550 nm). Основното предимство на такива системи е липсата на влияние на каналите един върху друг, поради голямото им спектрално разстояние. Благодарение на това е възможно или да се удвои скоростта на предаване по едно оптично влакно, или да се организира дуплексна комуникация.

CWDM (груб WDM)

Грубото спектрално мултиплексиране се основава на използването на канали в диапазона 1270–1610 nm, които са разделени един от друг на разстояние 20 nm.

Първоначално обхватът 1260–1360 nm не е използван, а само 1470–1610 nm (осем дължини на вълната). Това се дължи на увеличеното затихване при дължини на вълните под 1310 nm. За да се отървете от това, бяха използвани специални влакна с „воден пик“ при дължина на вълната 1383 nm.

Ако системата използва целия вълнов диапазон (от 1270 до 1610 nm), тя се нарича FS-CWDM система (Full-spectrum CWDM).

Системата CWDM позволява мултиплексиране на до 18 канала.

DWDM (плътен WDM)

Мултиплексирането с плътен спектър съчетава много повече дължини на вълните от CWDM. Каналното разстояние е около 100 GHz.

DWDM оборудване за мултиплексиране:

• C-лента:обхват на дължина на вълната 1530–1565 nm. Ако един канал има ширина 100 GHz, тогава е възможно да се комбинират до 40 оптични канала, ако ширината му е 50 GHz - до 80 канала;
• L-лента:обхват на дължина на вълната 1570–1605 nm. С ширина на канала от 50 GHz могат да се комбинират до 160 оптични канала.

HDWDM (WDM с висока плътност)

С ултра-плътно спектрално мултиплексиране, броят на мултиплексираните канали може да бъде увеличен с още 2-4 пъти в сравнение с DWDM. Каналното разстояние е 50 GHz или по-малко.

Технологията DWDM изпълнява честотно мултиплексиранесветлинни вълни, а не електрически вълни, както в системата FDM. Фигура 3.21 илюстрира DWDM процеса. На входа DWDM всеки STM кадър от синхронната цифрова йерархия на SDH се присвоява на отделен лазер за модулация. Всеки лазер излъчва сигнал със собствена различна дължина на вълната λ (ламбда) в определен диапазон. В резултат на мултиплексирането изходните сигнали на лазерите се комбинират в едно оптично влакно.

Ориз. 3.21. Процес на DWDM мултиплексиране

DWDM технологията има предшественик - WDM (Wave Division Multiplexing) технология, която използва от 2 до 16 спектрални канала. Един канал предава информация със скорост до 10 Gbit/s. DWDM системите могат да използват до 160 канала на едно оптично влакно, осигурявайки скорости на данни от едно влакно до няколко терабита в секунда. На фиг. Фигура 3.22 показва компонентите на секцията на DWDM система.

Ориз. 3.22. Системен раздел DWDM

Във всеки край на секцията има DWDM системен терминален мултиплексор. Този мултиплексор гарантира, че кадрите на синхронната цифрова йерархия (SONET) на SDH (или SONET) се разпределят в специфични дължини на светлинните вълни (λ), използвани за транспортиране. Пътят между терминалните мултиплексори може да включва оптични входно/изходни мултиплексори OADM (Optical Add/Drop Multiplexer). OADM поддържа I/O функции при различни дължини на вълните. Оптични усилватели са разположени по дължината на обекта на разстояние около 150 км. Въпреки че оптичният усилвател възстановява мощността на сигнала, той не компенсира напълно (например поради разпространението на вълни с различна дължина на вълната с на различни скорости). Следователно, за изграждане на по-дълги DWDM секции между определен брой секции с оптични усилватели (до седем) се инсталират DWDM мултиплексори, които извършват регенерация на сигнала, като го преобразуват в електрическа форма и обратно. Технологията DWDM за разлика от използването на оптични влакна в SDH и Gigabit Ethernet(Където светлинни сигналивинаги се преобразува в електрически сигнали преди мултиплексиране и превключване) между оптични усилватели, тези операции се извършват и върху светлинни сигнали.

Анализът на мрежовия трафик през последните две десетилетия показва експоненциален растеж в почти всички региони на света. Ръстът на мрежовия трафик причинява постоянно нарастване на търсенето на честотната лента на технологията DWDM (Dense Wave Division Multiplexing). DWDM работи на оптични гръбнаци при терабитови скорости. Според прогнозите до 2020 г. скоростта на предаване по едно влакно в основните мрежи на най-развитите страни ще се доближи до 20 Tbit/s.

На изложението "Communication Expocomm-2012" Руска компанияБеше представена разработката T8 80 канална система DWDM с информационна скорост чрез каскада от усилватели за 2000 км по канал 100 Gbit/s. Максималният капацитет на такава система е 8 Tbit/s. Днес системи от този клас се търсят от OJSC Rostelecom и други големи оператори. Според разработчиците оборудването има обхват на предаване до 5-6 хиляди км. Показано е предаване по 100 Gbit/s канал над 400 km без междинни усилватели.

В тази разработка форматът DP-QPSK е използван за десетократно увеличаване на скоростта на канала (от 10 до 100 Gbit/s) и общия капацитет на системата (от 0,8 до 8 Tbit/s). В този формат всяка от двете ортогонални поляризации (DP) се използва за предаване на независими потоци от информация. Във всеки от тези два потока информацията се предава чрез 4-степенна фазова модулация (QPSK). В резултат на това скоростта се увеличава 4 пъти (предават се 4 бита на символ). Работата отбелязва, че увеличаването на капацитета на канала ви позволява да намалите броя на каналите и това опростява управлението на мрежата.

Бързото нарастване на обема на предаваната информация обуславя все по-нарастващата нужда от увеличаване на скоростта, надеждността и достъпността на предоставяните днес комуникационни услуги.

Технологии за мултиплексиране по дължина на вълната (WDM), т.е. каналното мултиплексиране по дължина на вълната помага за значително увеличаване на капацитета на транспортните мрежи поради едновременното предаване на данни наведнъж на множество дължини на вълната, до сто и шестдесет. Традиционните мрежи обаче работят само с една.

WDM системите са гъвкави и рентабилни при решаването на проблемите с увеличаване на надеждността и скоростта на предаване на данни по оптични линии в сравнение с капиталното инсталиране на нови оптични мрежи. Въвеждането на такива системи дава възможност за решаване на проблемите с липсата на честотна лента и повишаване на надеждността на мрежата с минимални капиталови разходи за нейното изграждане.

Принцип на работа и предимства на wdm системите

WDM системите за мултиплексиране по дължина на вълната позволяват значително увеличаване на пропускателната способност на оптичните канали, като имат редица предимства пред други методи:

Спестяване на оптични влакна, тъй като WDM технологията позволява използването на линии, които са положени и използвани дълго време. Увеличава се капацитета на съществуващото влакно;

Икономическа ефективност. Например, един усилвател на оптичен сигнал заменя десетки скъпи регенератори, използвани преди това.

Принципът на работа на каналните мултиплексни системи е следният: всички сигнали, генерирани от транспондери за предаване с различни дължини на вълните между входните и изходните точки в оптичното влакно, се комбинират от оптичен мултиплексор, който има много входни портове и един изходен порт. В другия край на линията комбинираните потоци от данни се разделят от демултиплексор по дължини на вълните (канали), след което всеки от тях се предава към собствен транспондер. Дизайнът на мултиплексорите и демултиплексорите е идентичен и се основава на явлението дифракция, което прави възможно разлагането на входящия смесен сигнал в пространството на дължини на вълните.

Тъй като сигналът се разпространява през влакното, той изпитва затихване, поради което обхватът на един скок на практика е ограничен и не надвишава 200 километра. За по-нататъшното му предаване без необходимост от демултиплексиране, приемане, генериране и отново мултиплексиране се използват специални оптични усилватели, които чрез използването на активно влакно и излъчване на помпата позволяват да се възстанови мощността на каналите. Стъпката между каналите, както и техните абсолютни стойности на дължината на вълната, се определят от международни препоръки, по-специално ITU-T G.692.

Видове xWDM системи

Сред няколко вида модерни системи WDM, някои от най-често срещаните са CWDM решения, или „грубо спектрално мултиплексиране“, и DWDM системи, „плътно спектрално мултиплексиране“.

По отношение на технологията за разпределение на информационните потоци, както и на входа/изхода, те до голяма степен са сходни. Решенията обаче се различават значително по архитектура и цена.

Характеристики на CWDM („груби“) системи:

Използване на 18 дължини на вълната;

Каналите са разделени по дължина на вълната;

Честотна решетка със стъпка 20 nm;

Диапазон на дължината на вълната от 1270 до 1610 nm;

Поради липсата на оптични усилватели системите не включват усилване на многокомпонентен сигнал;

Обхватът на действие е сравнително малък и достига до 80 км.

Характеристики на DWDM („плътни“) системи:

Приложете до 160 дължини на вълната за прецизно спектрално мултиплексиране;

Честотна мрежа за стандартни DWDM технологии -100 GHz;

Използване на мрежа от 50 GHz или дори по-малко за технологията Flexgrid;

Диапазон на носещата честота от 1530 nm до 1605 nm. Общо се използват до 160 дължини на вълната;

Осигурено е многокомпонентно усилване на сигнала;

Възможността за предаване на данни на разстояния, значително надвишаващи сто километра. Възможност за работа без регенерация на разстояния над 1 хил. км.

СWDM мултиплексорите поддържат по-малко потоци. Малкият обхват на действие определя областта на приложение на такива системи – градските мрежи. СWDM е технология за грубо спектрално мултиплексиране, подходяща за създаване на корпоративни мрежи.

За разлика от грубите системи, DWDM системите се използват главно в опорни мрежи. Тук е необходимо да се предават огромни потоци от данни на значителни разстояния с помощта на усилватели.

Въпреки това, в напоследъкВъв връзка с прехода на много местни оператори към оборудване на ниво 100G Ethernet, все повече се обмисля възможността за използване на плътно DWDM мултиплексиране в градски мрежи, като се вземе предвид растежът на теснолентовия и широколентовия трафик.

Руско DWDM и CWDM оборудване

Един добре познат местен разработчик на DWDM и CWDM оборудване е компанията T8. присвоен статут на телекомуникационно оборудване с руски произход от Министерството на промишлеността и търговията на Руската федерация.

Мултисервизна платформа "Волга"

Волга платформа за изграждане на високоскоростни DWDM мрежи - до 400 Gbit в секунда. Платформата работи с оптични транспондери 100G, което прави възможно предаването на данни на разстояния над 4000 километра.

Не се използват дисперсионни компенсатори в усилвателното стъпало и регенерация. Мултисервизната платформа Volga има най-доброто съотношение сигнал/шум в света. Оборудването може да работи при скорости от 1G, 2.5G, 10G, 40G и 100G.

Архитектурата на Волга има четири вида шасита и широк обхватусилватели: нискошумни EDFA и Raman, с мощност до 33 dBm. Общият капацитет на платформата е 9,6 Tbit. от технически спецификациисистемата Волга не е по-ниска от вносните аналози. Основните конкуренти са Huawei (Китай), Alcatel-Lucent (Франция), Ciena (САЩ). Цената на руското оборудване е два пъти по-евтина.

Система за управление "Фрактал"

Следващото руско развитие на T8, което със сигурност заслужава внимание, е системата за управление на DWDM мрежи „Fractal“. С негова помощ се контролира работата и мониторинга на цифрови транспортни системи DWDM, CWDM, OTN.

Fractal е идеален за работа с T8 WDM оборудване. Освен това, тази системаприложими за контрол на оборудване от други производители, включително чуждестранни. Fractal прави възможно управлението на мрежова конфигурация, качество, сигурност и отстраняване на проблеми. Чрез удобно настройване на филтри можете бързо и точно да анализирате работата на системата, като идентифицирате предаварийни ситуации на ранен етап.

Конкурентните продукти на системата Fractal са разработките на чужбина компании Huawei, Alcatel и др. Руските продукти, които не са по-ниски по своите технически характеристики от чуждестранните аналози, имат статут на оборудване, произведено в Русия. По този начин той има по-висок приоритет за използване в Руската федерация и е много по-евтин от своите конкуренти.

CWDM система "IRTYSH" 2.5G

Системата IRTYSH 2.5G CWDM е предназначена да увеличи капацитета на оптичните комуникационни линии, използвайки технологията CWDM. Системата се отличава с предаването на до осем пълнодуплексни cwdm канала по едно влакно или двойка. В случай на предаване по втория вариант, поради каскадиране, броят на каналите се увеличава до 16.

Оборудването IRTYSH-2.5 извършва регенерация на 3R сигнала, възстановявайки неговата мощност, форма и фазово изместване. Има преобразуване в спектрални канали, комбинирането им с мултиплексор в общ сигнал. В една линейна посока броят на сигналите е 4, 8, 16. Оборудването е с две захранвания и се управлява от системата Fractal.

CWDM 10G система "IRTYSH"

10G CWDM системата "IRTYSH" ви позволява да създадете до осем дуплексни cwdm канала. Тази система за уплътняване на канали, като модифицирана версия на описания по-горе аналог, изпълнява същите функции. Оборудването има осем информационни канала, резервни линейни интерфейси 1+1, възможност за предаване на сигнали до 60 км и работа със скорости 1C, 2.5C и 10G. Цената на системите IRTYSH е много по-ниска от тази на чуждестранните конкуренти.

Избрани устройства за мултиплексиране с разделяне на дължината на вълната

В допълнение към сложните системи за мултиплексиране с разделяне на дължината на вълната, руският производител предлага и индивидуални устройства.

Успешно решение за изграждане на комбинирани cwdm/dwdm системи може да бъде осемканалния транспондер T8 V1-TO-10. Тялото му съдържа 16 чифта портове. Входът на устройството може да получи до осем клиентски сигнала. За всеки от тях се извършва регенерация на 3R сигнал. SFP+ конекторите значително повишават ефективността на оборудването.

Мултиплексиране на спектрални канали (Wavelength division multiplexing, WDM, буквално вълново разделяне на мултиплексиране) е технология, която ви позволява едновременно да предавате няколко информационни канала по едно оптично влакно на различни носещи честоти.

Традиционните телекомуникационни технологии позволяват само един сигнал да бъде предаден по едно оптично влакно. Същността на технологията за спектрално или оптично мултиплексиране е способността да се организират множество отделни SDH сигнали по едно влакно и, следователно, многократно увеличаване на пропускателната способност на комуникационната линия.

Основите на тази технология са положени през 1958 г., дори преди появата на самата оптика. Отне обаче около 20 години, преди да бъдат създадени първите компоненти на мултиплексните системи. Първоначално те са създадени за лабораторни изследвания и едва през 1980 г. WDM технологията за мултиплексиране по дължина на вълната е предложена за телекомуникациите. И пет години по-късно изследователският център на AT&T внедри технологията за мултиплексиране с плътно разделяне на дължината на вълната (DWDM), когато беше възможно да се създадат 10 2 Gbps канала в едно оптично влакно.

Технологията WDM позволява значително увеличаване на капацитета на канала (до 2009 г. е постигната скорост от 15,5 Tbit/s) и позволява използването на вече положени оптични линии. Благодарение на WDM е възможно да се организира двупосочно многоканално предаване на трафик по едно влакно (в конвенционалните линии се използва двойка влакна - за предаване в права и обратна посока).

Принцип на действие на системите за мултиплексиране с разделяне на дължината на вълната

В най-простия случай всеки лазерен предавател генерира сигнал на определена честота от честотен план. Всички тези сигнали се комбинират от мултиплексор (MUX), преди да бъдат въведени в оптичното влакно. В приемащия край сигналите се разделят по подобен начин от демултиплексор (DEMUX). Тук, както и в SDH мрежите, мултиплексорът е ключов елемент.

Светлинният поток, предаван чрез технологията WDM, се състои от различни дължини на вълната (λ).

Фигура 12.1 – Принцип на предаване на сигнала в WDM

Тоест едно влакно може да предава повече от сто стандартни канала. По този начин оборудването, използвано за изграждане на DWDM мрежата на компанията ТрансТелеКом, в максималната си конфигурация позволява използването на до 160 дължини на вълната.

WDM електрическата схема е доста проста. За да се организират няколко оптични канала в едно влакно, SDH сигналите се „оцветяват“, т.е. оптичната дължина на вълната се променя за всеки такъв сигнал. „Цветните“ сигнали се смесват с помощта на мултиплексор и се предават към оптичната линия. В крайната точка се извършва обратната операция - "цветните" SDH сигнали се отделят от груповия сигнал и се предават на потребителя.

Фигура 12.2 – Мултиплексиране – демултиплексиране на сигнали в WDM

Естествено, за да се предават множество вълнови потоци по едно влакно, WDM технологията е снабдена със специално прецизно оборудване. По този начин несигурността на дължината на вълната, осигурена от стандартен телекомуникационен лазер, е приблизително сто пъти по-голяма от необходимата в WDM система.

Докато сигналът преминава през оптичното влакно, той постепенно избледнява. За усилването му се използват оптични усилватели. Това позволява да се предават данни на разстояние до 4000 км без преобразуване на оптичния сигнал в електрически (за сравнение, при SDH това разстояние не надвишава 200 км).

Фигура 12.3 – WDM система за предварителна доставка

Ползите от WDM са очевидни. Тази технология осигурява най-големия и най-рентабилен начин за разширяване на честотната лента на оптичните канали стотици пъти. Капацитетът на оптичните линии, базирани на WDM системи, може да бъде увеличен чрез постепенно добавяне на нови оптични канали към съществуващото оборудване с развитието на мрежата.

Като цяло схемата за използване на WDM технологиите може да бъде представена, както е показано на фигура 3.

Фигура 12.4.

Типичният състав на оборудването е необходимият брой оптични транспондери, които преобразуват дължини на вълните и оптичен мултиплексор, който ги смесва всички в един мултиспектрален сигнал.

Оптичен транспондер– устройство, което осигурява интерфейс между оборудването за терминален достъп и WDM линията. Съгласно препоръките на ITU G.957 за SDH системи, допустимите стойности на спектралните параметри на изходните оптични интерфейси имат следните стойности: ширина на спектралната линия Δλ≈±0,5 nm (за STM -16), а централната дължина на вълната може да има всяка стойност в диапазона 1530... 1565 nm. Входовете на оптичния мултиплексор трябва да приемат оптични сигнали, чиито спектрални параметри трябва стриктно да отговарят на стандартите, определени от препоръката на ITU-T G.692. Очевидно е, че ако сигнали от изходите на SDH оптични предаватели се подават към оптичните входове на мултиплексорите, тогава мултиплексирането няма да се извърши. Необходимото съответствие се постига чрез използването на специален преобразувател на дължината на вълната - транспондер - в WDM оборудването. Това устройство може да има различен брой оптични входове и изходи. Но ако оптичен сигнал, чиито параметри се определят от препоръките на G.957, може да бъде доставен към всеки вход на транспондер, тогава неговите изходни сигнали трябва да отговарят на препоръките на G.692 по отношение на параметрите. Освен това, ако m оптични сигнала са компресирани, тогава на изхода на транспондера дължината на вълната на всеки канал трябва да съответства само на един от тях в съответствие с мрежата на честотния план на ITU.

Оптичен (де)мултиплексор CWDM.Основата на мултиплексора/демултиплексора е дисперсионен елемент, способен да разделя сигнали с различни дължини на вълната. В съвременните CWDM системи за разделяне на оптични носители се използват сравнително евтини устройства, базирани на тънкослойни филтри (TFF, Thin Film Filter). Загубите, въведени от такива устройства, са около 1 dB на канал (в реални системиполучени са стойности под 2,5 dB за 8-канално устройство). Тънкослойната технология се характеризира с високо отделяне (изолиране) на съседни канали - около 30 dB, висока температурна стабилност - 0,002 nm/°C, което е еквивалентно на промяна на работната дължина на вълната с ±0,07 nm при промяна на температурата от ± 35°C. За изолиране на дължини на вълните с разделяне от 20 nm са необходими филтри със значително по-малък брой диелектрични слоеве, отколкото в случая на DWDM филтри (приблизително 50 и 150 слоя, съответно), което има положителен ефект върху цената.

Мултиплексорите/демултиплексорите, базирани на използването на многослойни тънкослойни филтри, са (де)мултиплексори от последователен тип, т.е. един филтър избира един канал. Използването на такива устройства в системи с голям брой канали (на практика повече от 4) може да доведе до значително увеличаване на загубите на вмъкване и в този случай понякога се използват паралелни или хибридни паралелно-сериен тип решетъчни (де)мултиплексори използвани. Принципът на тяхното действие е, че входящият сигнал преминава през вълноводна плоча и се разпределя върху много вълноводи, които всъщност представляват AWG (arrayed waveguide grating) дифракционна структура. В този случай всички дължини на вълната все още присъстват във всеки вълновод, т.е. сигналът остава мултиплексиран, само паралелен. Тъй като дължините на вълноводите се различават една от друга с фиксирана стойност, потоците се движат по пътища с различна дължина. В крайна сметка светлинни потоцисе събират във вълноводна плоча, където се фокусират и се създават пространствено разделени максимуми, за които се изчисляват изходните полюси. Физиката на процеса е същата като при конвенционалната дифракционна решетка, което дава името на технологията. Мултиплексирането се извършва в обратна посока.