Jaka jest definicja DWDM?
DWDMjest połączeniem zestawuoptycznydługości fal, które mogą być transmitowane przez jedno włókno. Jest to technologia laserowa wykorzystywana do zwiększania przepustowości w istniejących szkieletach światłowodowych. Dokładniej, technika polega na multipleksowaniu wąskich odstępów spektralnych poszczególnych nośników światłowodowych w danym włóknie, aby wykorzystać osiągalną wydajność transmisji (np. w celu uzyskania minimalnej dyspersji lub tłumienia). W ten sposób, przy danej przepustowości transmisji informacji, całkowita wymagana liczba włókien może zostać zmniejszona.
DWDM jest w stanie łączyć i transmitować różne długości fal jednocześnie w tym samym włóknie. Aby było skuteczne, jedno włókno jest przekształcane w wiele wirtualnych włókien. Jeśli więc planujesz ponownie wykorzystać 8 nośników światłowodowych (OC), czyli 8 sygnałów w jednym włóknie, przepustowość transmisji wzrośnie z 2,5 Gb/s do 20 Gb/s. Dane zebrane w marcu 2013 roku, dzięki przyjęciu technologii DWDM, jedno włókno może przesyłać jednocześnie ponad 150 różnych długości fal świetlnych, a maksymalna prędkość każdej wiązki może osiągnąć 10Gb/s. Ponieważ dostawcy dodają więcej kanałów do każdego światłowodu, prędkość transferu w terabitach na sekundę jest tuż za rogiem.
Kluczową zaletą DWDM jest to, że jego protokół i prędkość transmisji nie mają znaczenia. Sieć oparta na DWDM może przesyłać dane za pomocą protokołu IP, ATM, SONET/SDH, Ethernet, a przetworzony ruch danych mieści się w przedziale od 100 Mb/s do 2,5 Gb/s. W ten sposób sieć oparta na DWDM może przesyłać różne rodzaje ruchu danych z różnymi prędkościami w jednym kanale laserowym. Z perspektywy QoS (Quality Service) sieci oparte na DWDM szybko reagują na wymagania klientów dotyczące przepustowości i zmiany protokołów w opłacalny sposób.
Tło
Relacje między sieciami transmisji komunikacyjnej i usługami stają się coraz bardziej złożone w kontekście szybko rosnącego natężenia ruchu. Oryginalny TDM (światłowodowa transmisja jednofalowa i multipleksowanie z podziałem czasu) nie może zaspokoić potrzeb nowych technologii. Komercyjne aplikacje do transmisji pojedynczej fali światłowodowej mają maksymalną szybkość 40 Gbit/s i są drogie. Technologia TDM jest trudna do dostosowania do złożonych relacji sieciowych i biznesowych. Technologia światłowodowej transmisji wielofalowej wykorzystująca urządzenia wyłącznie optyczne do planowania długofalowego przełamuje granicę szybkości przetwarzania urządzeń elektronicznych. W oparciu o technologię SDH można znacznie poprawić zdolność propagacji światłowodu. Obecna szybkość komercyjnego zastosowania technologii DWDM (znanej również jako technologia OTN) osiągnęła 3,2 Tbit/s, co oznacza, że sieć komunikacyjna może być płynnie aktualizowana i rozwijana. [1]
Pierwszą proponowaną stroną technologii DWDM jest Lucent, którego chińskie tłumaczenie to gęste multipleksowanie optyczne. Technologia DWDM została wprowadzona w 1991 roku. W szczególności jest to połączenie grupy długości fal optycznych transmitowanych przez światłowód, który jest technologią laserową stosowaną do zwiększenia przepustowości w istniejących światłowodowych sieciach szkieletowych. Można również odnieść się do multipleksowania wąskich odstępów spektralnych poszczególnych nośników światłowodowych w konkretnym włóknie w celu uzyskania wymaganej wydajności podczas transmisji. I możesz spróbować zmniejszyć liczbę potrzebnych włókien przy określonej ilości transmisji informacji. W ostatnich latach wiele uwagi poświęcono rozwojowi technologii DWDM, aw przyszłości technologia DWDM będzie szerzej wykorzystywana w komunikacji.
Zasada
W rzeczywistej pracy, w celu racjonalnego wykorzystania zasobów szerokopasmowych generowanych przez światłowód jednomodowy w obszarze niskostratnym 1,55 µm, konieczne jest podzielenie obszaru niskostratnego światłowodu na wiele kanałów optycznych zgodnie z do różnych częstotliwości i długości fal i muszą być w każdym. Kanał optyczny ustala falę nośną, którą nazywamy falą optyczną. Jednocześnie rozdzielacz łączy sygnały o różnych określonych długościach fal na końcu nadawczym, a połączone sygnały są zbiorczo przesyłane do jednego światłowodu w celu transmisji sygnału. Podczas transmisji do strony odbiorczej są one łączone z różnymi długościami fal za pomocą demultipleksera optycznego. Rozkład sygnałów różnych fal świetlnych do stanu początkowego realizuje funkcję przesyłania wielu różnych sygnałów w jednym włóknie światłowodowym.
Struktura systemu
DWDM jest strukturalnie podzielony i obecnie posiada system zintegrowany oraz system otwarty. Zintegrowany system: Sygnał optyczny terminala pojedynczego urządzenia transmisji optycznej, do którego wymagany jest dostęp, to standardowe źródło światła G.692. Otwarty system znajduje się na przednim końcu sumatora i na tylnym końcu rozdzielacza, plus jednostka konwersji długości fali OTU, która będzie powszechnie używana. Długość fali interfejsu 957 jest konwertowana na interfejs optyczny o standardowej długości fali G.692. Tak więc systemy otwarte wykorzystują technologię konwersji długości fali. Spełnij każdą satysfakcję G. Sygnał świetlny wymagany przez zalecenie 957 można przekonwertować na G. przez konwersję długości fali po zastosowaniu metody fotoelektryczno-optycznej. Sygnał optyczny o standardowej długości fali wymagany przez 692 jest następnie przesyłany przez multipleksowanie z podziałem długości fali w systemie DWDM.
Obecny system DWDM może zapewnić przepustowość transmisji dla pojedynczego włókna 16/20 fal lub 32/40 fal, do 160 fal i elastyczne możliwości rozbudowy. Użytkownicy mogą na początku zbudować system 16/20 fal, a następnie w razie potrzeby uaktualnić go do 32/40 fal, co może zaoszczędzić początkową inwestycję. Zasada jego schematu uaktualnienia: jeden polega na uaktualnieniu 16-pasma i 16-fali pasma czerwonego pasma C do schematu fal 32-; drugim jest użycie przeplotu, a pasmo C jest uaktualniane z interwału 200 GHz 16/32 do interwału 100 GHz 20/. 40 fal. W celu dalszej rozbudowy można zapewnić schemat rozszerzenia pasma C plus L, aby jeszcze bardziej zwiększyć pojemność transmisji systemu do 160 fal.
DWDM, które są obecnie używane przez głównych operatorów krajowych, to w większości otwarte systemy DWDM. W rzeczywistości zintegrowane systemy multipleksowania z podziałem gęstej długości fali mają swoje zalety:
1. Łącznik i rozdzielacz zintegrowanego systemu DWDM są używane oddzielnie po stronie nadawczej i stronie odbiorczej, to znaczy tylko po stronie początkowej sumatora, tylko po stronie odbiorczej rozdzielacza, a po stronie odbiorczej i nadawczej są usunięte. Sprzęt do konwersji OTU (ta część jest droższa)? Dzięki temu inwestycja w urządzenia systemu DWDM może zostać zaoszczędzona o ponad 60 proc.
2. Zintegrowany system DWDM wykorzystuje wyłącznie elementy pasywne (takie jak: sumator lub rozdzielacz) po stronie odbiorczej i nadawczej. Jednostka obsługi telekomunikacyjnej może bezpośrednio zamówić producenta urządzenia, zmniejszyć łącze zasilające i obniżyć koszty, a tym samym obniżyć koszty sprzętu. .
3. Otwarty system zarządzania siecią DWDM odpowiada za: monitorowanie OTM (głównie OTU), OADM, OXC, EDFA, a inwestycje w jego sprzęt stanowią około 20 procent całkowitych inwestycji systemu DWDM; podczas gdy zintegrowany system DWDM nie wymaga sprzętu OTM, Zarządzający siecią odpowiada jedynie za monitorowanie OADM, OXC i EDFA. Może wprowadzić więcej producentów do konkurowania, a koszty zarządzania siecią można zaoszczędzić o około połowę w porównaniu z zarządzaniem otwartą siecią DWDM.
4. Ponieważ urządzenie z multipleksowaną falą/demultipleksacją zintegrowanego systemu DWDM jest urządzeniem pasywnym, wygodnie jest świadczyć wiele usług i interfejsów o wielu szybkościach, o ile długość fali nadajnika-odbiornika optycznego urządzenia końcowego usługi spełnia wymagania G. Standard 692 może być używany dla dowolnych usług, takich jak PDH, SDH, POS (IP), ATM itp., obsługując PDH i SDH z różnymi prędkościami, takimi jak 8M, 10M, 34M, 100M, 155M, 622M, 1G, 2.5G i 10G, ATM i IP Ethernet? Unikając otwartego systemu DWDM ze względu na OTU, czy można używać tylko urządzeń SDH, ATM lub IP Ethernet o długości fali optycznej (1310nm, 1550nm) i szybkości transmisji określonej przez zakupiony system DWDM? W ogóle nie można korzystać z innych interfejsów.
5. Jeśli moduł urządzenia laserowego optycznego sprzętu transmisyjnego, takiego jak router SDH i IP, jest jednolicie zaprojektowany jako standardowy pin o rozmiarze geometrycznym, interfejs jest znormalizowany, co jest wygodne do konserwacji i podłączania, a połączenie jest niezawodne. W ten sposób personel konserwacyjny może swobodnie wymieniać głowicę laserową o określonej długości fali koloru zgodnie z wymaganiami dotyczącymi długości fali zintegrowanego systemu DWDM, co zapewnia dogodne warunki do konserwacji głowicy laserowej i pozwala uniknąć wady całej płyty musi zostać wcześniej wymieniony przez całą fabrykę. Wysokie koszty utrzymania.
6. Kolorowe źródło światła o długości fali jest tylko nieznacznie droższe niż zwykłe źródła światła o długości fali 1310nm i 1550nm. Na przykład źródło światła kolorowego o długości fali 2.5G kosztuje obecnie ponad 3 000 juanów, ale gdy jest podłączone do zintegrowanego systemu DWDM, może kosztować system kosztowy prawie 10 razy, a przy dużej liczbie zastosowań kolorowych źródeł światła cena będzie zbliżona do zwykłych źródeł światła.
7. Zintegrowane urządzenie DWDM jest proste w konstrukcji i mniejsze, a tylko około jedna piąta przestrzeni zajmowanej przez otwarte DWDM pozwala zaoszczędzić zasoby sali komputerowej.
Podsumowując, zintegrowany system DWDM powinien znaleźć szerokie zastosowanie w dużej liczbie systemów transmisji DWDM i stopniowo zastępować dominującą pozycję otwartego systemu DWDM. Biorąc pod uwagę, że sprzęt do transmisji optycznej z dużą liczbą powszechnych źródeł światła jest obecnie używany w sieci, zaleca się stosowanie zintegrowanej i otwartej hybrydy DWDM, aby chronić inwestycję początkową.
Zasada systemu
Technologia DWDM wykorzystuje przepustowość i niskie straty charakterystyki światłowodu jednomodowego, wykorzystując wiele długości fal jako nośniki, umożliwiając każdemu kanałowi nośnemu jednoczesną transmisję w światłowodzie.
W porównaniu z uniwersalnym systemem jednokanałowym, gęsty WDM (DWDM) nie tylko znacznie poprawia przepustowość systemu sieciowego, ale także w pełni wykorzystuje przepustowość światłowodu i ma wiele zalet, takich jak prosta rozbudowa i niezawodność wydajność, zwłaszcza może być bezpośrednio podłączony. Wejście do różnych firm sprawia, że perspektywy aplikacji są bardzo jasne.
W analogowym systemie komunikacji nośnej, w celu pełnego wykorzystania zasobów pasma kabla i zwiększenia przepustowości systemu, stosuje się zwykle metodę multipleksacji z podziałem częstotliwości. Oznacza to, że w tym samym kablu przesyłane są jednocześnie sygnały kilku kanałów, a koniec odbiorczy filtruje sygnały każdego kanału za pomocą filtra pasmowego zgodnie z różnymi częstotliwościami nośnymi.
Podobnie, multipleksowanie z podziałem częstotliwości optycznej może być również stosowane w systemach komunikacji światłowodowej w celu zwiększenia przepustowości systemu. W rzeczywistości takie metody multipleksowania są bardzo skuteczne w systemach komunikacji światłowodowej. W odróżnieniu od multipleksowania z podziałem częstotliwości w analogowym systemie komunikacji nośnej, w systemie komunikacji światłowodowej fala świetlna jest wykorzystywana jako nośnik sygnału, a okno o niskiej stratności światłowodu jest podzielone na kilka w zależności od częstotliwości ( lub długość fali) każdej fali świetlnej kanału. Kanały umożliwiające zwielokrotnioną transmisję wielu sygnałów optycznych w jednym włóknie.
Ponieważ niektóre urządzenia optyczne (takie jak filtry o wąskich pasmach, spójne źródła światła itp.) nie są jeszcze dojrzałe, trudno jest zrealizować optyczne multipleksowanie z podziałem częstotliwości (technologia koherentnej komunikacji optycznej) z bardzo gęstymi kanałami optycznymi, ale w oparciu o obecne urządzenie osiągnięto multipleksację z podziałem częstotliwości dla optycznie odseparowanych kanałów. Multipleksowanie kanałów optycznych o dużych odstępach czasu (nawet w różnych oknach światłowodów) jest zwykle nazywane multipleksowaniem z podziałem długości fali (WDM), a DWDM o mniejszych odstępach między kanałami w tym samym oknie nazywa się gęstym multipleksowaniem z podziałem długości fali (DWDM). Wraz z postępem technologii, nowoczesna technologia była w stanie osiągnąć zwielokrotnienie na poziomie nano przedziałów długości fali, a nawet osiągnąć zwielokrotnienie w skali kilku nanometrów przy zerowym przedziale długości fali. Jest tylko bardziej rygorystyczne w wymaganiach technicznych urządzenia, więc 1270nm Pasmo o długości fali od 20 nm do 1610 nm nazywa się zgrubnym multipleksowaniem z podziałem długości fali (CWDM).
Strukturę i widmo systemu DWDM przedstawiono na rysunku. Nadajnik optyczny na końcu nadawczym emituje sygnały optyczne o różnych długościach fal oraz dokładności i stabilności, aby spełnić określone wymagania, i jest multipleksowany razem przez multiplekser długości fali optycznej, aby zasilać wzmacniacz światłowodowy domieszkowany erbem (wzmacniacz światłowodowy domieszkowany erbem jest używany głównie do zrekompensować multiplekser). Strata mocy i moc transmisji sygnału optycznego są zwiększane, a następnie wzmocniony wielościeżkowy sygnał optyczny jest przesyłany do transmisji światłowodowej, a wzmacniacz optyczny można określić z lub bez wzmacniacza linii optycznej w zależności od sytuacji, a przedwzmacniacz optyczny jest odbierany na końcu odbiorczym (używany głównie do zwiększenia czułości odbioru w celu wydłużenia odległości transmisji. Po wzmocnieniu optyczny rozdzielacz długości fali jest wysyłany w celu rozłożenia oryginalnych sygnałów optycznych.
Funkcje OADM i OXC systemu DWDM
OADM może w razie potrzeby dostarczać sygnały optyczne o długości fali w dowolnym miejscu przekaźnika optycznego (obecnie można uzyskać 8 fal). Ta funkcja współpracuje z OXC, wysyłając dowolny sygnał optyczny z dowolnego portu na dowolną długość fali systemu. Dzięki temu nawet jeśli sygnały optyczne dwóch górnych portów są takie same, nie powodują blokowania. W ten sam sposób funkcja przypisywania portów może być również używana do przesyłania określonej długości fali do dowolnego portu w razie potrzeby, co znacznie zwiększa elastyczność aplikacji OADM. Ponadto połączenie OADM i OXC może zapewnić tryby ochrony, takie jak dwuwłóknowa jednokierunkowa ochrona sekcji multipleksu, dwuwłóknowa dwukierunkowa ochrona sekcji multipleksu i ochrona kanału, dzięki czemu można zrealizować samonaprawiającą się sieć pierścieniową, a system wydajność jest bezpieczna. wiarygodny.
Zastosowanie technologii DWDM w systemie elektroenergetycznym
Pojawienie się nowych urządzeń komunikacyjnych nie oznacza odrzucenia oryginalnego sprzętu i technologii, ale powinno być dziedziczeniem, rozwojem i innowacją. Subrate 64k — PDH — SDH — DWDM odzwierciedla tę zasadę i jest z nią zgodne. Z aktualnej analizy stanu aplikacji systemów elektroenergetycznych, poziom technologii DWDM zwielokrotnienia z podziałem długości fali nie może całkowicie zastąpić SDH, ale może współpracować z pionem technologii SDH, wzajemnie się uzupełniać, optymalizować sieć komunikacji elektroenergetycznej, kompleksowo poprawiać przepustowość komunikacji oraz zapewnić bezpieczeństwo systemów sieciowych. I stabilny.
Z obecnego sprzętu i technologii multipleksowania gęstej fali optycznej (DWDM), urządzenie musi wykorzystywać nie tylko komponenty, takie jak wzmacniacz optyczny, rozdzielacz, multiplekser, kompensacja dyspersji, ale także więcej zworek światłowodowych. Teoretycznie urządzenia SDH o współczynniku DWDM mają większe prawdopodobieństwo awarii, więc używanie DWDM do przesyłania danych harmonogramu jest nienaukowe.
Z innej perspektywy DWDM, jako uzupełnienie i uzupełnienie SDH, jest w pełni zdolny do zapewnienia kanału ochrony do planowania transmisji danych. Ponadto dane zarządzania siecią SDH oparte są na transmisji pakietowej, a większość z nich to Ethernet. Dlatego technologia WDM DWDM może zapewnić kanał ochrony dla zarządzania siecią SDH, a SDH może również stabilizować zarządzanie siecią DWDM, aby zapewnić kanał ochrony.
Możemy przewidzieć, że promocja i wdrożenie technologii multipleksacji gęstej fali świetlnej (DWDM) zapewni silne wsparcie w telewizji konferencyjnej w wysokiej rozdzielczości, zdalnym monitoringu wideo i NGN w celu zwiększenia przepustowości komunikacji energetycznej. Największą zaletą jest wysoka wydajność i niska cena. Naukowy i racjonalny podział usług DWDM i SDH może w pełni wykorzystać ich zalety, zmniejszyć nacisk na zarządzanie siecią i poprawić poziom zarządzania operacjami komunikacyjnymi.
