Основные элементы многоволновых систем

Система DWDM в общем случае состоит из одного или нескольких лазерных передатчиков, мультиплексора, одного или нескольких усилителей EDFA, мультиплексоров ввода/вывода, оптического волокна (кабеля), демультиплексора и соответствующего числа фотоприемников.

Передатчик для одного канала обычно представляет собой лазер с распределенной обратной связью DFB с выходной мощностью в волокне не менее 0 дБм (1 мВт) и модулятор. При высоких частотах модуляции модулятор обычно внешний. Современная интегральная оптика позволяет создавать недорогие и удобные в эксплуатации оптические передающие модули, объединяющие в одном кристалле лазер, модулятор и полупроводниковый усилитель. Разработаны оптические передающие модули, объединяющие мультилазеры, одновременно генерирующие сигналы на нескольких длинах волн, мультиплексор и полупроводниковый оптический усилитель мощности.

Рисунок 8.3 - Применение оптических аттенюаторов

Иногда за лазером устанавливают регулируемый аттенюатор (рисунок 8.3), плавно уменьшающий мощность лазера. Избирательное (по длинам волн) ослабление мощности часто требуется и для того, чтобы "выровнять" спектр сигнала на входе в усилителя EDFA и обеспечить равномерное усиление для всех каналов.

Хроматическая дисперсия приводит к уширению оптических импульсов по мере их распространения по волокну. При большой протяженности линии связи это проявляется в том, что близко идущие импульсы начинают перекрываться, ухудшая сигнал. Устройства компенсации дисперсии DCD(Dispersion Compensation Devices) придают сигналу равную по величине, но противоположную по знаку дисперсию и восстанавливают первоначальную форму импульсов.

Компенсатор дисперсии зачастую представляет собой просто отрезок оптического волокна, материал которого обладает аномальной хроматической дисперсией на рабочей длине волны. Его дисперсия отрицательная, в то время как среда основного волокна имеет положительную дисперсию. Величина удельной дисперсии компенсатора, приходящаяся на единицу длины, гораздо больше удельной дисперсии основного (компенсируемого) волокна. Это позволяет обходиться относительно короткими отрезками волокна для компенсации дисперсии в обычном волокне на значительных расстояниях, Компенсация дисперсии может также осуществляться с помощью дискретных компонентов, таких как брэгговские дифракционные решетки.

Своими успехами технология DWDM во многом обязана достижениям в разработке усилителей на оптическом волокне, легированном эрбием EDFA а также рамановских и полупроводниковых усилителей.

В последнее время на рынке появляются системы DWDM, которые разработаны специально для городских и региональных сетей MAN (Metropolitan Area Networks). Такие сети (DWDM MAN) исключительно надежны и могут поддерживать кольцевую и ячеистую топологию сети на оптическом уровне. Переключение на резервные каналы и маршруты в случае необходимости происходит значительно быстрее, чем в сетях SDH, что расширяет возможности передачи потоков голоса, видео и данных. В настоящее время стало возможным предоставление абонентам в аренду отдельных длин волн в волокне.

Развитие технологии DWDM позволяет надеяться, что рано или поздно будут созданы и начнут использоваться на практике полностью оптические сети AON (All Optical Network), в которых оптические сигналы не будут преобразовываться в электрическую форму на промежуточных узлах.

По мере разработки более эффективных методов борьбы с различными оптическими явлениями, ограничивающими максимальную скорость передачи волоконно-оптических сетей связи (поляризационно-модовая дисперсия, хроматическая дисперсия и особенно нелинейные эффекты), появляется возможность постепенного увеличения числа каналов и скорости передачи систем WDM. Практически сегодня не возникает сомнения, что будущее многоканальной связи за системами DWDM. DWDM представляет массу возможностей для дальнейшей модернизации связи, например, часть спектральных каналов DWDM, можно использовать видео, часть каналов под передачу данных, часть для речи, часть для сотовых систем т.е. распределить различные сервисы по волновым диапазонам. Ниже приведённые даты ярко свидетельствуют о стремительном развитии оборудования многоволновых систем:

1993 г. – начало практического использования оптических усилителей;

1995 г. – начало практического использования ВОСП с WDM;

1997 г. – разработка оптических мультиплексоров адресного ввода-вывода (OADM);

1998-2000 г. – создание систем DWDM и HDWDM;

2000 г. – практическое использование систем СWDM:

2002 г. – пояление DWDM-системы с пропускной способностью 1,6 Тбит/с;

2003 г. – применение DWDM-системы с пропускной способностью 11 Тбит/с.

В таблице 8.4 представлено оборудование многоволновых систем для супермагистралей, имеющее максимальную производительность, выпускаемое зарубежными фирмами в 2003 году.

Таблица 8.4

ПЕРЕЧЕНЬ ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1 Р.Р. Убайдуллаев. Волоконно–оптические сети. – М.: ЭКО – ТРЕНДЗ, 2001.

2 В.В. Шмытинский, В.П. Глушко. Многоканальные системы передачи. – М.: Маршрут, 2002.

3 В. В. Виноградов, В. К. Котов, В. Н. Нуприк. Волоконно-оптические линии связи. –М.: ЖЕЛДОРИЗДАТ, 2002.

4 Р. Фриман. Волоконно-оптические системы связи –М.: Техносфера, 2003.

5 В.Г. Фокин. Оптические системы передачи. Учебное пособие (части 1 и 2) – Новосибирск, 2002.

6 В.Г. Фокин. Волоконно-оптические системы передачи с подвесными кабелями на воздушных линиях электропередачи и контактной сети железных дорог. Учебное пособие – Новосибирск, 2000.

7 К.Е. Заславский. Волоконно-оптические системы передачи со спектральным уплотнением. Учебное пособие – Новосибирск, 2005.

8 О.К. Скляров. Волоконно-оптические сети и системы связи. – М.: СОЛОН-Пресс, 2004

9 Технические описания к оборудованию фирмы Siemens – SMA-1, SLT-4,

i. hit 7020, hit 7050, hit 7070.

10 Техническое описание к оборудованию фирмы NEC SMS600V.

11 Техническое описание к оборудованию фирмы Морион ТЛС-31.

12 Техническое описание к оборудованию «НТЦ НАТЕКС» FlexGain FOM4

13 Техническое описание к оборудованию ООО «Русская телефонная компания», г. Новосибирск ЦВОЛТ «Транспорт-32х30.