Kakšna je definicija DWDM?
DWDMje kombinacija nizaoptičnivalovne dolžine, ki jih lahko prenaša eno vlakno. To je laserska tehnologija, ki se uporablja za povečanje pasovne širine na obstoječih optičnih hrbtenicah. Natančneje, tehnika je multipleksiranje tesnega spektralnega razmika posameznih nosilcev vlaken v danem vlaknu, da se izkoristi dosegljiva zmogljivost prenosa (npr. za doseganje minimalne disperzije ali slabljenja). Tako se lahko z dano zmogljivostjo prenosa informacij zmanjša skupno število potrebnih vlaken.
DWDM lahko kombinira in oddaja različne valovne dolžine hkrati v istem vlaknu. Da bi bilo učinkovito, se eno vlakno pretvori v več virtualnih vlaken. Torej, če nameravate ponovno uporabiti 8 optičnih nosilcev (OC), torej 8 signalov v enem vlaknu, se bo prenosna zmogljivost povečala z 2,5 Gb/s na 20 Gb/s. Podatki, zbrani marca 2013, zaradi sprejetja tehnologije DWDM lahko eno vlakno prenaša več kot 150 različnih valovnih dolžin svetlobnih valov hkrati, največja hitrost vsakega žarka pa lahko doseže 10 Gb/s. Ker prodajalci vsakemu vlaknu dodajo več kanalov, je hitrost prenosa v terabitih na sekundo tik za vogalom.
Ključna prednost DWDM je, da sta njegov protokol in hitrost prenosa nepomembna. Omrežje, ki temelji na DWDM, lahko prenaša podatke z uporabo protokolov IP, ATM, SONET/SDH in Ethernet, promet obdelanih podatkov pa je med 100 Mb/s in 2,5 Gb/s. Na ta način lahko omrežje, ki temelji na DWDM, prenaša različne vrste podatkovnega prometa z različnimi hitrostmi na enem laserskem kanalu. Z vidika QoS (Quality Service) se omrežja, ki temeljijo na DWDM, hitro odzivajo na zahteve strank po pasovni širini in spremembe protokola na stroškovno učinkovit način.
Ozadje
Razmerje med komunikacijskimi prenosnimi omrežji in storitvami postaja vse bolj zapleteno v kontekstu hitro naraščajočega obsega prometa. Izvirni TDM (fiber single-wave transfer and time-division multiplexing) ne more zadostiti potrebam novih tehnologij. Komercialne aplikacije za enovalovni prenos iz optičnih vlaken imajo največjo hitrost 40 Gbit/s in so drage. Tehnologijo TDM je težko prilagoditi zapletenim omrežnim in poslovnim odnosom. Tehnologija večvalnega prenosa optičnih vlaken z uporabo čistih optičnih naprav za dolgovalovno razporejanje razbija mejo hitrosti obdelave elektronskih naprav. Na podlagi tehnologije SDH je mogoče močno izboljšati zmogljivost širjenja optičnih vlaken. Trenutna komercialna stopnja uporabe tehnologije DWDM (znana tudi kot tehnologija OTN) je dosegla 3,2 Tbit/s, kar pomeni, da je komunikacijsko omrežje mogoče nemoteno nadgrajevati in razvijati. [1]
Prva predlagana stranka za tehnologijo DWDM je Lucent, katerega kitajski prevod je gosto optično multipleksiranje. Tehnologija DWDM je bila uvedena leta 1991. Natančneje, gre za kombinacijo skupine optičnih valovnih dolžin, ki jih oddaja optično vlakno, kar je laserska tehnologija, ki se uporablja za povečanje pasovne širine na obstoječih optičnih hrbteničnih omrežjih. Lahko se nanaša tudi na multipleksiranje tesnega spektralnega razmika posameznih nosilcev vlaken v določenem vlaknu, da se doseže zahtevana zmogljivost med prenosom. In lahko poskusite zmanjšati število vlaken, ki jih potrebujete pri določeni količini prenosa informacij. V zadnjih letih je razvoj tehnologije DWDM deležen velike pozornosti, tehnologija DWDM pa se bo v prihodnosti bolj uporabljala v komunikaciji.
Načelo
V dejanskem delovanju je treba za razumno uporabo širokopasovnih virov, ki jih ustvari enomodno vlakno v območju z nizkimi izgubami 1,55 pm, razdeliti območje z majhnimi izgubami vlakna na več optičnih kanalov glede na na različne frekvence in valovne dolžine in morajo biti v vsaki. Optični kanal vzpostavi nosilni val, ki mu pravimo optično val. Hkrati razdelilnik združuje signale različnih določenih valovnih dolžin na oddajnem koncu, združeni signali pa se skupaj prenašajo v eno optično vlakno za prenos signala. Pri oddaji na sprejemni konec se te kombinirajo z različnimi valovnimi dolžinami z uporabo optičnega demultiplekserja. Razgradnja signalov različnih svetlobnih valov v začetno stanje uresničuje funkcijo prenosa množice različnih signalov v enem optičnem vlaknu.
Struktura sistema
DWDM je strukturno razdeljen in ima trenutno integriran sistem in odprt sistem. Integrirani sistem: Optični signal terminala enotne opreme za optični prenos, do katere je treba dostopati, je standardni svetlobni vir G. 692. Odprti sistem je na sprednjem koncu združevalnika in na zadnji strani cepilnika, plus enota za pretvorbo valovne dolžine OTU, ki se bo običajno uporabljala. Valovna dolžina vmesnika 957 se pretvori v optični vmesnik standardne valovne dolžine G. 692. Torej, odprti sistemi uporabljajo tehnologijo pretvorbe valovne dolžine. Zadovoljite G. Svetlobni signal, ki ga zahteva priporočilo 957, je mogoče pretvoriti v G. s pretvorbo valovne dolžine po uporabi fotoelektrično-optične metode. Standardni optični signal valovne dolžine, ki ga zahteva 692, se nato prenese z multipleksiranjem z delitvijo valovne dolžine v sistemu DWDM.
Trenutni sistem DWDM lahko zagotovi 16/20 valovno ali 32/40 valovno zmogljivost prenosa z enim vlaknom, do 160 valov in prilagodljivo zmožnost razširitve. Uporabniki lahko na začetku zgradijo 16/20 valovni sistem, nato pa ga po potrebi nadgradijo na 32/40 valov, kar lahko prihrani začetno naložbo. Načelo njegove sheme nadgradnje: ena je nadgradnja 16-pasa in 16-vala rdečega pasu C-pasa na 32-valno shemo; druga je uporaba Interleaverja, C-pas pa se nadgradi iz intervala 200 GHz 16/32 val na 100 GHz interval 20/. 40 valov. Za nadaljnjo širitev se lahko zagotovi shema razširitve pasu C plus L za nadaljnjo razširitev prenosne zmogljivosti sistema na 160 valov.
DWDM, ki jih trenutno uporabljajo večji domači operaterji, so večinoma odprti DWDM sistemi. Pravzaprav imajo integrirani sistemi multipleksiranja z gosto valovno dolžino svoje prednosti:
1. Kombinator in cepilnik integriranega sistema DWDM se uporabljata ločeno na izhodiščnem in sprejemnem koncu, to je samo kombinator na izvoru, samo cepilnik na sprejemnem koncu ter tako na sprejemnem koncu kot na oddajnem koncu. so odstranjeni. Oprema za pretvorbo OTU (ta del je dražji)? Tako lahko pri naložbi v sistemsko opremo DWDM prihranimo več kot 60 odstotkov.
2. Integrirani sistem DWDM uporablja samo pasivne komponente (kot so: združevalnik ali razdelilnik) na sprejemnem in oddajnem koncu. Telekomoperacijska enota lahko neposredno naroči proizvajalca naprave, zmanjša napajalno povezavo in zniža stroške ter tako prihrani stroške opreme. .
3. Odprti sistem upravljanja omrežja DWDM je odgovoren za: spremljanje OTM (predvsem OTU), OADM, OXC, EDFA, njegova naložba v opremo pa predstavlja približno 20 odstotkov celotne naložbe v sistem DWDM; medtem ko integrirani sistem DWDM ne zahteva opreme OTM, je upravljanje omrežja odgovorno samo za spremljanje OADM, OXC in EDFA. Lahko predstavi več proizvajalcev za konkurenco, stroški upravljanja omrežja pa se lahko prihranijo za približno polovico v primerjavi z upravljanjem odprtega omrežja DWDM.
4. Ker je naprava za multipleksiranje valov/demultipleksiranje integriranega sistema DWDM pasivna naprava, je priročno zagotoviti več storitev in večstopenjskih vmesnikov, če valovna dolžina optičnega oddajnika končne naprave storitve izpolnjuje zahteve G. Standard 692 se lahko uporablja za vse storitve, kot so PDH, SDH, POS (IP), ATM itd., ki podpira PDH in SDH z različnimi stopnjami, kot so 8M, 10M, 34M, 100M, 155M, 622M, 1G, 2,5G in 10G, ATM in IP Ethernet? Če se zaradi OTU izogibate odprtemu sistemu DWDM, lahko uporabljate samo naprave SDH, ATM ali IP Ethernet z optično valovno dolžino (1310nm, 1550nm) in hitrostjo prenosa, ki jo določa kupljeni sistem DWDM? Drugih vmesnikov je sploh nemogoče uporabljati.
5. Če je modul laserske naprave opreme za optični prenos, kot sta usmerjevalnik SDH in IP, enotno zasnovan kot standardni zatič geometrijske velikosti, je vmesnik standardiziran, kar je priročno za vzdrževanje in priklop, povezava pa je zanesljiva. Na ta način lahko vzdrževalno osebje svobodno zamenja lasersko glavo določene valovne dolžine barve v skladu z zahtevo po valovni dolžini integriranega sistema DWDM, kar zagotavlja priročen pogoj za vzdrževanje okvare laserske glave in se izogne pomanjkljivosti celotne plošče. predhodno zamenjati celotno tovarno. Visoki stroški vzdrževanja.
6. Barvni svetlobni vir valovne dolžine je le nekoliko dražji od običajnih svetlobnih virov z valovno dolžino 1310 nm in 1550 nm. Na primer, svetlobni vir z barvno valovno dolžino 2,5G trenutno znaša več kot 3,000 juane, ko pa je povezan z integriranim sistemom DWDM, se lahko Stroški stroškovnega sistema zmanjšajo za skoraj 10-krat in z velikim številom aplikacij barvnih virov valovne dolžine bo cena blizu cene običajnih svetlobnih virov.
7. Integrirana naprava DWDM je enostavne strukture in manjše velikosti, le približno petina prostora, ki ga zaseda odprti DWDM, prihrani vire računalniške sobe.
Če povzamemo, je treba integrirani sistem DWDM široko uporabljati v velikem številu prenosnih sistemov DWDM in postopoma nadomestiti prevladujoči položaj odprtega sistema DWDM. Glede na to, da je v omrežju trenutno v uporabi oprema za optični prenos z velikim številom običajnih svetlobnih virov, je za zaščito predhodne naložbe priporočljiva uporaba integriranega in odprto združljivega hibridnega DWDM.
Sistemsko načelo
Tehnologija DWDM izkorišča pasovno širino in značilnosti z nizkimi izgubami enomodnega vlakna, pri čemer kot nosilce uporablja več valovnih dolžin, kar omogoča, da vsak nosilni kanal oddaja istočasno v vlaknu.
V primerjavi z univerzalnim enokanalnim sistemom gosto WDM (DWDM) ne le močno izboljša komunikacijsko zmogljivost omrežnega sistema, temveč tudi v celoti izkoristi pasovno širino optičnega vlakna in ima številne prednosti, kot so enostavna razširitev in zanesljivost. zmogljivost, še posebej je mogoče neposredno povezati. Z vstopom v različna podjetja so možnosti njegove uporabe zelo svetle.
V komunikacijskem sistemu analognega nosilca, da bi v celoti izkoristili vire pasovne širine kabla in povečali prenosno zmogljivost sistema, se običajno uporablja metoda frekvenčnega multipleksiranja. To pomeni, da se signali več kanalov hkrati prenašajo v istem kablu, sprejemni konec pa filtrira signale vsakega kanala z uporabo pasovnega filtra glede na različne nosilne frekvence.
Podobno se lahko multipleksiranje z optično frekvenčno delitvijo uporablja tudi v komunikacijskih sistemih z optičnimi vlakni za povečanje prenosne zmogljivosti sistema. Pravzaprav so takšne metode multipleksiranja zelo učinkovite v komunikacijskih sistemih z optičnimi vlakni. Za razliko od frekvenčnega multipleksiranja v komunikacijskem sistemu analognega nosilca, se v komunikacijskem sistemu z optičnimi vlakni svetlobni val uporablja kot nosilec signala, okno z majhnimi izgubami optičnega vlakna pa je razdeljeno na več glede na frekvenco ( ali valovna dolžina) vsakega kanalskega svetlobnega vala. Kanali za doseganje multipleksiranega prenosa več optičnih signalov v enem samem vlaknu.
Ker nekatere optične naprave (kot so filtri z ozkimi pasovnimi širinami, koherentni svetlobni viri itd.) še niso zrele, je težko realizirati optično frekvenčno multipleksiranje (koherentna optična komunikacijska tehnologija) z zelo gostimi optičnimi kanali, vendar na podlagi trenutne naprave. nivojev, je doseženo frekvenčno multipleksiranje optično ločenih kanalov. Multipleksiranje optičnih kanalov z velikimi intervali (tudi na različnih oknih optičnih vlaken) se običajno imenuje multipleksiranje z optično valovno dolžino (WDM), DWDM z manjšim razmikom kanalov v istem oknu pa se imenuje multipleksiranje z gosto valovno dolžino (DWDM). Z napredkom tehnologije je moderni tehnologiji uspelo doseči nano-nivojsko multipleksiranje intervalov valovnih dolžin in celo doseči nekaj nanometrov multipleksiranja z intervalom valovne dolžine nič. Strožji je le v tehničnih zahtevah naprave, zato se 1270nm Pas od 20 nm valovne dolžine do 1610 nm imenuje grobo multipleksiranje z valovno dolžino (CWDM).
Struktura in spekter sistema DWDM sta prikazana na sliki. Optični oddajnik na oddajnem koncu oddaja optične signale z različnimi valovnimi dolžinami ter natančnostjo in stabilnostjo, da izpolni določene zahteve, in ga multipleksira optični multiplekser valovne dolžine, da napaja ojačevalnik moči z vlakni, dopiranim z erbijem (ojačevalnik z erbijem se uporablja predvsem za kompenzirajo multiplekser). Izguba moči in prenosna moč optičnega signala se povečata, nato pa se ojačani večpotni optični signal pošlje v prenos optičnih vlaken, optični ojačevalnik pa je mogoče določiti z ali brez optičnega linijskega ojačevalnika glede na situacijo, in optični predojačevalnik je sprejet na sprejemni strani (večinoma se uporablja za povečanje občutljivosti sprejema za podaljšanje razdalje prenosa. Po ojačanju se optični delilnik valovne dolžine pošlje za razgradnjo originalnih optičnih signalov.
Funkcije OADM in OXC sistema DWDM
OADM lahko po potrebi zagotovi optične signale valovnih dolžin na katerem koli mestu optičnega releja (trenutno je mogoče doseči 8 valov). Ta funkcija deluje z OXC za pošiljanje kakršnega koli optičnega signala iz katerega koli vrat na katero koli valovno dolžino sistema. Tako da tudi če so optični signali obeh zgornjih vrat enaki, ne bodo povzročili blokiranja. Na enak način se lahko po potrebi uporabi tudi funkcija dodelitve vrat za prenos določene valovne dolžine navzdol na katera koli vrata, kar močno razširi fleksibilnost aplikacije OADM. Poleg tega lahko kombinacija OADM in OXC zagotovi zaščitne načine, kot so zaščita enosmernega multipleksa z dvema vlaknima, zaščita dvosmernega multipleksnega odseka z dvema vlaknima in zaščita kanala, tako da je mogoče realizirati samozdravilno obročno omrežje in sistem delovanje je varno. zanesljiv.
Uporaba tehnologije DWDM v elektroenergetskem sistemu
Pojav novih komunikacijskih naprav ne pomeni zanikanja originalne opreme in tehnologije, ampak bi morala biti dedovanje, razvoj in inovacija. 64k Subrate—PDH—SDH—DWDM odraža in sledi temu načelu. Iz trenutne analize stanja uporabe elektroenergetskih sistemov raven tehnologije DWDM multipleksiranja z valovno dolžino ne more v celoti nadomestiti SDH, lahko pa sodeluje s tehnološko divizijo SDH, se dopolnjuje, optimizira komunikacijsko omrežje moči, celovito izboljša komunikacijsko pasovno širino in zagotoviti varnost omrežnih sistemov. In stabilen.
Od trenutne opreme in tehnologije za multipleksiranje z gosto optično valovanje (DWDM) naprava ne potrebuje le komponent, kot so optični ojačevalnik, cepilnik, multiplekser, kompenzacija disperzije, temveč tudi več skakalcev vlaken. V teoriji imajo naprave SDH z razmerjem DWDM večjo verjetnost okvare, zato je uporaba DWDM za prenos podatkov razporejanja neznanstvena.
Z drugega zornega kota je DWDM kot dopolnilo in dopolnilo SDH v celoti sposoben zagotoviti zaščitni kanal za načrtovanje prenosa podatkov. Poleg tega podatki za upravljanje omrežja SDH temeljijo na paketnem prenosu in večina jih je Ethernet. Zato lahko tehnologija WDM DWDM zagotovi zaščitni kanal za upravljanje omrežja SDH, SDH pa lahko stabilizira tudi upravljanje omrežja DWDM, da zagotovi zaščitni kanal.
Predvidevamo lahko, da bosta promocija in implementacija tehnologije multipleksiranja z gostimi svetlobnimi valovi (DWDM) zagotovila močno podporo pri konferenčni televiziji visoke ločljivosti, oddaljenem videonadzoru in NGN za povečanje pasovne širine energetske komunikacije. Največja prednost je visoka zmogljivost in nizka cena. Znanstveno in racionalno ločevanje storitev DWDM in SDH lahko v celoti izkoristi njune prednosti, zmanjša pritisk na upravljanje omrežja in izboljša raven upravljanja komunikacijskih operacij.
