Общ преглед на DWDM технологията и DWDM системните компоненти
Телекомуникациите широко използват оптични техники, при които носещата вълна принадлежи на класическата оптична област. Вълновата модулация позволява предаване на аналогови или цифрови сигнали до няколко гигагерца (GHz) или гигабита в секунда (Gbps) на носител с много висока честота, обикновено от 186 до 196 THz. В действителност, битрейтът може да бъде увеличен допълнително, използвайки няколко носещи вълни, които се разпространяват без значително взаимодействие върху едно влакно. Очевидно е, че всяка честота съответства на различна дължина на вълната. Мултиплексиране с гъсто разделяне на дължини на вълната (DWDM) е запазено за много близко разстояние между честотите. Този блог обхваща въведение в DWDM технологията и компонентите на DWDM системата. Работата на всеки компонент се обсъжда индивидуално и цялата структура на една основна DWDM система е показана в края на този блог.
Въведение в DWDM технологията
DWDM технологията е разширение на оптичната мрежа. DWDM устройствата (мултиплексор или Mux за кратко) комбинират изхода от няколко оптични предавателя за предаване през едно оптично влакно. В приемащия край, друго DWDM устройство (демултиплексор или DeMux за кратко) разделя комбинираните оптични сигнали и предава всеки канал на оптичен приемник. Само едно оптично влакно се използва между DWDM устройствата (по посока на предаване). Вместо да се изисква едно оптично влакно за двойка предавател и приемник, DWDM позволява на няколко оптични канала да заемат един оптичен кабел. Както е показано по-долу, чрез приемане на висококачествена AAWG Gaussian технология, FOCC DWDM Mux / Demux осигурява ниски загуби при вмъкване (3.5dB типични) и висока надеждност. С модернизираната структура, тези DWDM мултиплексори и демултиплексори могат да предложат по-лесна инсталация.
Основно предимство на DWDM е, че той е независим протокол и битрейт. DWDM-базираните мрежи могат да предават данни в IP, ATM, SONET, SDH и Ethernet. Следователно DWDM-базираните мрежи могат да пренасят различни типове трафик с различни скорости по оптичен канал. Предаването на глас, електронната поща, видео и мултимедийните данни са само някои от примерите за услуги, които могат да се предават едновременно в DWDM системи. DWDM системите имат канали с дължина на вълните, разположени на разстояние от 0.4 nm.
DWDM е тип честотно мултиплексиране (FDM). Едно фундаментално свойство на светлината гласи, че отделните светлинни вълни с различни дължини на вълните могат да съществуват едновременно в една среда. Лазерите могат да създават импулси от светлина с много точна дължина на вълната. Всяка отделна дължина на вълната на светлината може да представлява различен информационен канал. Чрез комбиниране на светлинни импулси с различни дължини на вълните, много канали могат да се предават едновременно по едно единствено влакно. Системите с оптични влакна използват светлинни сигнали в инфрачервената лента (1 до 400 nm дължина на вълната) на електромагнитния спектър. Честотите на светлината в оптичния обхват на електромагнитния спектър обикновено се идентифицират по дължината на вълната, въпреки че честотата (разстоянието между ламбдите) осигурява по-специфична идентификация.
Компоненти на системата DWDM
DWDM системата обикновено се състои от пет компонента: Оптични предаватели / приемници, DWDM Mux / DeMux филтри, Оптични Add / Drop Multiplexers (OADMs), Оптични усилватели, Транспондери (Wavelength Converters).
Оптични предаватели / приемници
Предавателите се описват като DWDM компоненти, тъй като те осигуряват сигналите на източника, които след това се мултиплексират. Характеристиките на оптичните предаватели, използвани в DWDM системите, са много важни за проектирането на системата. Множество оптични предаватели се използват като източници на светлина в DWDM система. Входящите битове с електрически данни (0 или 1) задействат модулирането на светлинен поток (напр. Светкавица = 1, отсъствието на светлина = 0). Лазерите създават импулси от светлина. Всеки светлинен импулс има точна дължина на вълната (ламбда), изразена в нанометри (nm). В система, базирана на оптичен носител, поток от цифрова информация се изпраща към устройство с физически слой, чийто изход е източник на светлина (LED или лазер), който взаимодейства с оптичен кабел. Това устройство преобразува входящия цифров сигнал от електрически (електрони) до оптична (фотони) форма (електрическа до оптична конверсия, ЕО). Електрическите единици и нулите задействат светлинен източник, който светва (например светлина = 1, малко или никакво осветление = 0) в ядрото на оптичното влакно. EO конверсията не засяга трафика. Форматът на основния цифров сигнал е непроменен. Светлинните импулси се разпространяват през оптичното влакно чрез пълно вътрешно отражение. В приемния край друг оптичен сензор (фотодиод) открива импулсите на светлината и преобразува входящия оптичен сигнал обратно в електрическа форма. Двойка влакна обикновено свързва всяко устройство (едно предавателно влакно, едно приемащо влакно).
Системите DWDM изискват много прецизни дължини на вълната на светлината, за да работят без интерканално изкривяване или разсейване. Няколко отделни лазера обикновено се използват за създаване на индивидуални канали на DWDM система. Всеки лазер работи с малко по-различна дължина на вълната. Съвременните системи работят с разстояние между 200, 100 и 50 GHz. По-нови системи поддържат разстояние от 25 GHz и се изследват разстояния от 12,5 GHz. Като цяло, DWDM приемо-предавателите (DWDM SFP, DWDM SFP +, DWDM XFP и др.), Работещи на 100 и 50 GHz, могат да бъдат намерени на пазара днес.
DWDM Mux / DeMux филтри
Множество дължини на вълните (всички в обхвата 1550 nm), създадени от множество предаватели и работещи на различни влакна, се комбинират в едно влакно чрез оптичен филтър (Mux филтър). Изходният сигнал на оптичен мултиплексор се нарича комбиниран сигнал. В приемния край оптичният филтър за падане (DeMux филтър) отделя всички отделни дължини на вълната на композитния сигнал към отделните влакна. Отделните влакна преминават демултиплексираните дължини на вълните на толкова много оптични приемници. Обикновено компонентите на Mux и DeMux (предаване и приемане) се съдържат в един корпус. Оптичните Mux / DeMux устройства могат да бъдат пасивни. Компонентните сигнали се мултиплексират и демултиплексират оптично, а не електронно, поради което не се изисква външен източник на енергия. Фигурата по-долу е двупосочна DWDM работа. N светлинни импулси от N различни дължини на вълните, носени от N различни влакна, са комбинирани от DWDM Mux . N сигналите се мултиплексират върху двойка оптични влакна. DWDM DeMux получава композитния сигнал и разделя всеки от N компонентните сигнали и преминава всеки към влакно. Предаваните и приемани сигнални стрелки представляват клиентско оборудване. Това изисква използването на чифт оптични влакна; един за предаване, един за получаване.
Оптични мултиплексори за добавяне / пускане
Оптичните мултиплексори за добавяне / пускане (т.е. OADM) имат различна функция от "Add / Drop", в сравнение с Mux / DeMuxfilters. Ето фигура, показваща работата на 1-канален OADM. Тази OADM е проектирана да добавя или изпуска само оптични сигнали с определена дължина на вълната. От ляво на дясно, входящият композитен сигнал се разделя на два компонента - падане и преминаване. OADM изпуска само червения оптичен поток. Премахнатият поток от сигнали се предава на приемника на клиентско устройство. Останалите оптични сигнали, които преминават през OADM, се мултиплексират с нов поток за добавяне на сигнал. OADM добавя нов червен оптичен поток, който работи със същата дължина на вълната като изпуснатия сигнал. Новият оптичен сигнален поток се комбинира с преминаващите сигнали, за да се образува нов композитен сигнал.
OADM, предназначени за работа на дължини на вълните DWDM, се наричат DWDM OADM , докато работят на CWDM дължини на вълните се наричат CWDM OADM . Двете от тях вече могат да бъдат намерени на пазара.
Оптични усилватели
Оптичните усилватели увеличават амплитудата или добавят усилване към оптичните сигнали, преминаващи по влакно, като директно стимулират фотоните на сигнала с допълнителна енергия. Те са "в оптични" устройства. Оптичните усилватели усилват оптичните сигнали в широк диапазон от дължини на вълните. Това е много важно за DWDM системното приложение. Усилвателите с влакна с добавки от ербий (EDFAs) са най-често използваният тип усилватели в оптичните влакна. EDFA, използвани в DWDM системите, понякога се наричат DWDM EDFA, в сравнение с тези, използвани в CATV или SDH системите. За да удължите предавателното разстояние на вашата DWDM система, можете да получите всички видове оптични усилватели във Fiberstore, включително DWDM EDFA, CATV EDFA, SDH EDFA, EYDFA, и Raman усилвател и др. (Ето фигура, която показва работата на DWDM EDFA.)
Транспондери (преобразуватели на дължини на вълните)
Транспондерите преобразуват оптични сигнали от една входяща дължина на вълната към друга изходяща дължина на вълната, подходяща за DWDM приложения. Транспондерите са оптично-електрически-оптични (OEO) преобразуватели на дължина на вълната. Транспондерът изпълнява операция OEO, за да преобразува дължината на вълната на светлината, така че някои хора ги наричат "OEO" за кратко. В системата DWDM транспондерът преобразува оптичния сигнал на клиента обратно към електрически сигнал (OE) и след това изпълнява или 2R (Reamplify, Reshape) или 3R (Reamplify, Reshape и Retime) функции. Фигурата по-долу показва двупосочна работа на транспондера. Транспондерът е разположен между клиентско устройство и DWDM система. От ляво на дясно транспондерът получава оптичен битов поток, работещ на една определена дължина на вълната (1310 nm). Транспондерът преобразува работната дължина на вълната на входящия битов поток в ITU-съвместима дължина на вълната. Той предава продукцията си в DWDM система. От страната на приемане (отдясно наляво) процесът е обърнат. Транспондерът приема ITU-съвместим поток и преобразува сигналите обратно към дължината на вълната, използвана от клиентското устройство.
Транспондерите обикновено се използват в WDM системи (2,5 до 40 Gbps), включително не само DWDM системи, но и CWDM системи. Fiberstore предлага различни WDM транспондери (OEO конвертори) с различни модулни портове (SFP към SFP, SFP + към SFP +, XFP към XFP и др.).
Как DWDM системните компоненти работят заедно с DWDM технологията
Тъй като DWDM системата се състои от тези пет компонента, как работят заедно? Следващите стъпки дават отговор (също така можете да видите цялата структура на една основна DWDM система на фигурата по-долу):
Използвайки DWDM технологията, DWDM системите осигуряват честотна лента за големи количества данни. Всъщност, капацитетът на DWDM системите нараства, тъй като технологиите напредват, което позволява по-близко разстояние, а следователно и по-голямо число на дължини на вълните. Но DWDM също се движи отвъд транспорта, за да се превърне в основа на всички оптични мрежи с обезпечаването на дължината на вълната и защитата на мрежата. Превключването на фотонния слой ще позволи тази еволюция, както и протоколите за маршрутизиране, които позволяват на светлинните пътеки да пресичат мрежата по същия начин, както виртуалните вериги правят днес. С развитието на технологиите, DWDM системите може да се нуждаят от по-напреднали компоненти за по-големи предимства.
