CWDM- и DWDM-системы уплотнения каналов — связь на высоких скоростях

Быстрый рост объемов передаваемой информации обуславливает постоянно растущую потребность в повышении скорости, надежности и доступности предоставляемых сегодня сервисов связи.

Технологии спектрального мультиплексирования (WDM), т.е. уплотнения каналов по длинам волн, помогают значительно повысить пропускную способность транспортных сетей благодаря одновременной передаче данных сразу на множествах длин волн, вплоть до ста шестидесяти. Традиционные же сети при этом работают всего на одной.

WDM-системы отличаются гибкостью и экономичностью в решении задач увеличения надежности и скорости передачи данных по оптическим линиям по сравнению с капитальной прокладкой новых волоконно-оптических сетей. Внедрение таких систем позволяет решать проблемы нехватки пропускной способности и повышения надежности сети при минимальных капитальных затратах на ее построение.

Системы спектрального уплотнения WDM позволяют в разы увеличить пропускную способность оптических каналов, обладая рядом преимуществ перед другими методами:

— Экономия оптоволокна, поскольку технология wdm позволяет использовать давно проложенные и используемые линии. Увеличивается емкость существующего волокна;

— Экономическая эффективность. Например, один оптический усилитель сигнала заменяет десятки дорогостоящих регенераторов, использовавшихся ранее.

Принцип работы систем уплотнения каналов следующий: все генерируемые транспондерами на передачу сигналы с разной длиной волны между точками входа и выхода в оптическое волокно объединяются оптическим мультиплексором, имеющим множество портов на вход и один на выход. На другом конце линии объединенные потоки данных разделяются демультиплексором по длинам волн (каналам), после чего каждый из них передается на свой транспондер. Устройство мультиплексоров и демультиплексоров идентично и основано на явлении дифракции, позволяющем разложить в пространстве по длинам волн приходящий смешанный сигнал.

По мере распространения в волокне сигнал испытывает затухание, из-за чего дальность одного пролета на практике ограничена и не превышает 200 километров. Для его дальнейшей передачи без необходимости демультиплексирования, приема, генерации и снова мультиплексирования применяют специальные оптические усилители, которые за счет использования активного волокна и излучения накачки позволяют восстанавливать мощность каналов. Шаг между каналами, а также их абсолютные значения длин волн определятся международными рекомендациями, в частности ITU-T G.692.

Среди нескольких видов современных систем WDM, одними из наиболее распространенных являются CWDM-решения, или «грубое спектральное мультиплексирование» и DWDM-системы — «плотное спектральное уплотнение».

По технологии распределения потоков информации, а также ввода-вывода они во многом схожи. Однако по архитектуре и стоимости решения существенно разнятся.

— Использование 18 длин волн;

— Каналы разделены между собой по длинам волн;

— Сетка частот с шагом в 20 нм;

— Диапазон длин волн от 1270 до 1610 нм;

— Системы из-за отсутствия оптических усилителей не подразумевают усиление многокомпонентного сигнала;

— Дальность работы является относительно небольшой и составляет до 80 км.

— Применение до 160 волн для точного спектрального уплотнения;

— Сетка частот для стандартных DWDM технологий —100 ГГц;

— Использование сетки в 50 ГГц или даже меньше для технологии Flexgrid;

— Диапазон несущих частот от 1530 нм до 1605 нм. Всего используется до 160 длин волн;

— Предусмотрено усиление многокомпонентного сигнала;

— Способность передачи данных на расстояния, значительно превышающие сто километров. Возможность работы без регенерации на расстояниях более 1 тыс. км.

СWDM-мультиплексоры поддерживают меньше потоков. Небольшая дальность работы определяет область применения таких систем – городские сети. СWDM – технология грубого спектрального уплотнения, подходит для создания корпоративных сетей.

Отличаясь от грубых систем, DWDM-системы применяются в основном в магистральных сетях. Здесь необходимо передавать огромные потоки данных на значительные расстояния, применяя усилители.

Однако в последнее время в связи с переходом многих отечественных операторов на оснащение уровня 100G Ethernet, все чаще рассматривается возможность использования плотного мультиплексирования DWDM и в городских сетях с учетом роста узкополосного и широкополосного трафика.

Одним известным отечественным разработчиком DWDM и CWDM оборудования является компания Т8. Cистемам спектрального уплотнения Т8 присвоен статус телекоммуникационного оборудования российского происхождения Минпромторга РФ.

DWDM-платформа «Волга» для построения высокоскоростных DWDM-сетей — до 400 Гбит в секунду. Платформа работает с оптическими транспордерами 100G, что дает возможность передачи данных на расстояния более 4000 километров.

Компенсаторы дисперсии в каскаде усилителей и регенерация не применяются. Мультисервисная платформа «Волга» отличается лучшими в мире характеристиками по соотношению сигнал/шум. Оборудование способно работать на скоростях 1G, 2,5G, 10G, 40G и 100G.

В архитектуре «Волги» четыре типа шасси и широкий спектр усилителей: низкошумящие EDFA и рамановские, с мощностью до 33 дБм. Общая емкость платформы – 9,6 Тбит. По техническим характеристикам система «Волга» не уступает импортным аналогам. Основные конкуренты – Huawei (Китай), Alcatel-Lucent (Франция), Ciena (США). Стоимость российского оборудования в два раза дешевле.

Следующей российской разработкой Т8, безусловно заслуживающей внимания, является система управления для DWDM-сетей «Фрактал». С ее помощью осуществляется управление работой и мониторинг цифровых транспортных систем DWDM, CWDM, OTN.

«Фрактал» прекрасно подходит для работы WDM-оборудования компании Т8. Помимо этого, данная система применима к управлению оборудованием других производителей, в том числе, зарубежных. «Фрактал» дает возможность управлять конфигурацией сети, качеством, безопасностью, устранять неисправности. Путем удобной настройки фильтров можно быстро и качественно проанализировать работу системы, выявив предаварийные ситуации еще на ранних стадиях.

Конкурентной продукцией системы «Фрактал» являются разработки зарубежных компаний Huawei, Alcatel и др. Российская продукция, не уступая по своим техническим характеристикам зарубежным аналогам, обладает статусом оборудования российского производства. Тем самым она более приоритетна в использовании на территории РФ и намного дешевле, чем у конкурентов.

CWDM-система «ИРТЫШ» 2,5G предназначена для увеличения пропускной способности оптоволоконных линий связи посредством технологии CWDM. Система превосходно передает до восьми дуплексных cwdm-каналов по одному волокну или по паре. В случае передачи по второму варианту, за счет каскадирования число каналов увеличивается до 16.

Оборудование «ИРТЫШ-2,5» проводит 3R-регенерацию сигнала, восстанавливая его мощность, форму, сдвиг по фазе. Происходит преобразование в спектральные каналы, их объединение мультиплексором в общий сигнал. В одном линейном направлении число сигналов – 4, 8, 16. Оборудование имеет два блока питания, управляется системой «Фрактал».

Система CWDM 10G «ИРТЫШ» позволяет создать до восьми дуплексных cwdm-каналов. Эта система уплотнения каналов, являясь модифицированным вариантом аналога, описанного выше, выполняет такие же функции. Оборудование имеет восемь информационных каналов, резервирование линейных интерфейсов 1+1, возможность передачи сигнала до 60 км, работа на скоростях 1С, 2,5С и 10G. Цена систем «ИРТЫШ» гораздо ниже, чем у зарубежных конкурентов.

Кроме комплексных систем спектрального уплотнения российский производитель предлагает также отдельные устройства.

Удачным решением построения комбинированных cwdm/ dwdm-систем может служить восьмиканальный транспондер T8 V1-TO-10. В его корпусе размещены 16 пар портов. На вход устройства может поступать до восьми клиентских сигналов. 3R-регенерация сигнала выполняется для каждого из них. SFP+ разъёмов в значительной мере повышают экономичность оборудования.

Управляемые мультиплексоры и демультиплексоры Т8 используются в платформе «ВОЛГА». Уровень сигнала в каждом канале регулируется за счет встроенного аттенюатора, шаг перестройки которого равен 0,1 дБ.

Агрегаторы T8 MS-DC10FX объединяют восемь клиентских потоков, а также произвольное их сочетание, в два линейных потока OTN OTU2, 10 Гбит/с. Помимо 3R-регенерации, устройство корректирует ошибки G.709. Интерфейсами являются перестраиваемые лазеры или XFP-модули.

Компания 2TEST, являясь официальным представителем Т8, предлагает широкий выбор оборудования уплотнения каналов российского производства.