Оптический кабель для wdm

Технология WDM

Оборудование оптоволоконных систем связи и информационных сетей способно передавать по паре оптических волокон данные только одного канала. Расширение сети и возрастание объема трафика, передаваемого по ВОЛС, приводит к увеличению количества каналов и задействованию новых пар оптоволокна.

В определенный момент выясняется, что использована вся емкость оптического кабеля и необходимо решать как выйти из создавшегося положения. Прокладка нового волоконно-оптического кабеля не всегда экономически рентабельна, особенно при наличии протяженной линии связи или сети большого масштаба. В этом случае можно быстро и недорого решить проблему путем установки оборудования производства АО «Компонент», работающего по техологии WDM.

На сайте компании АО «Компонент» представлено высокотехнологичное оборудование WDM по самым доступным ценам, изготовленное на собственном производстве.

Что такое технология WDM?

Технология WDM реализует принцип мультиплексирования оптических каналов с разделением по длине волны. За основу взято использование светового излучения с разными длинами волн для передачи/приема информационных сигналов. Волновые каналы объединяются на передающей стороне и разделяются на приемной при помощи специальных фильтров. Внедрение WDM позволило увеличить значительно пропускную способность линий связи и сетей при существующей емкости волоконно-оптических кабелей.

Вначале, применение технологии WDM ограничивалось спектральным уплотнением всего двух каналов с длинами волн 1310 и 1550 нм и межканальным интервалом 240 нм. В дальнейшем, развитие технологии позволило объединять десятки каналов с постепенным уменьшением межканального расстояния, то есть перейти к более плотному мультиплексированию. Так появились системы грубого уплотнения CWDM и точного уплотнения DWDM.

Особенность решений CWDM и DWDM состоит в создании системы точка-точка, которая мультиплексирует и демультиплексирует сигналы по определенному алгоритму:

• прием внешних информационных каналов от активного сетевого оборудования;
• генерация несущих на разных длинах волн;
• модуляция несущих информационными сигналами, или другими словами, перевод каждого сигнала на индивидуальную длину волны;
• объединение каналов в общий мультиплексный сигнал;
• передача многоволнового излучения по оптоволокну на противоположную сторону ВОЛС;
• демультиплексирование на отдельные информационные каналы и передача трафика на абонентское оборудование.

Важным преимуществом технологий CWDM и DWDM можно назвать отсутствие взаимовлияния большого числа объединяемых каналов ввиду продуманности сетки спектрального разноса рабочих частот.

Оборудование WDM

При создании систем CWDM и DWDM применяются несколько видов оборудования, позволяющего мультиплексировать и демультиплексировать до 48 абонентских каналов. Рассмотрим основные системные компоненты.

Оптические транспондеры

Оптический транспондер выполняет регенерацию клиентских сигналов, а также преобразование их длин волн в индивидуальные («цветные») волновые длины WDM для их последующего мультиплексирования. Процесс конвертирования длин волн осуществляется путем модуляции несущих, генерируемых лазерами, клиентскими оптическими сигналами. Транспондеры отличаются различным количеством оптических портов входа и выхода. Параметры абонентских каналов определяются рекомендацией G.957, а выходных — рекомендацией G.962.

Оптические мультиплексоры/демультиплексоры

Оптические сигналы на «цветных» длинах волн поступают на волновой мультиплексор. Мультиплексор WDM является полностью пассивным устройством, выполняющим функцию спектрального уплотнения нескольких волновых каналов за счет использования явлений физической оптики, таких как, дифракция и интерференция.

Объединение каналов осуществляется благодаря применению канальных фильтров (CWDM) или матричной волноводной решетки с фокусирующими линзами (DWDM). Демультиплексор WDM принимает многоволновой сигнал и разделяет его на каналы с индивидуальными длинами волн, которые передаются на транспондер.

CWDM и DWDM, как развитие технологии WDM

Важнейшей предпосылкой развития технологии WDM явилась модернизация производства оптических волокон, позволившая добиться расширения рабочей полосы пропускания до 350 нм. Значение затухания в пределах полосы пропускания было значительно снижено, что дало возможность увеличения шага несущих и упрощения их фильтрации на приеме. Таким образом, стало возможным упростить и удешевить создание систем плотного спектрального уплотнения.

Разработка оригинальной системы CWDM, осуществляющей, так называемое, грубое спектральное мультиплексирование, стало первым важным шагом на пути совершенствования технологии WDM.

CWDM позволяет уплотнять до 16 оптических каналов с межканальным интервалом 20 нм, расположенных в пределах диапазона 1270 — 1610 нм. Обеспечивается передача трафика со скоростью 2,5 Гбит/с на один канал.

Оптические мультиплексоры/демультиплексоры CWDM изготавливаются на собственном производстве АО «Компонент» на основе одноканальных многослойных тонкопленочных фильтров. Используется последовательное соединение фильтров, настроенных на индивидуальные длины волн. Величина вносимого затухания индивидуальна для каждого канала и варьируется в пределах 0,4 — 6 дБ.

Оптимальное сочетание возможности спектрального уплотнения большого числа каналов и невысокой стоимости оборудования определяет востребованность систем CWDM на рынке.

Основным отличием технологии DWDM является уменьшение межканального расстояния до 0,4 — 0,8 нм, позволяющего мультиплексировать до 48 абонентских каналов с интерфейсом SDH, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet и т. п. Соответственно, в системах используются два частотных плана с разнесением каналов на 50 ГГц и 1000 ГГц. В DWDM задействуется окно прозрачности 1550 нм. Пропускная способность каждого канала достигает 10 Гбит/с.

Частотная сетка с более плотным интервалом 50 ГГц эффективнее использует диапазон 1540 — 1560 нм, в котором функционируют усилители EDFA. Минусами данного варианта являются:

• возрастание влияния четырехволнового смешивания;
• ограничение возможности мультиплексирования каналов STM-64 из-за перекрытия спектров соседних каналов;
• ужесточение требований к компонентам системы, ведущим к их удорожанию.

Мультиплексоры DWDM производятся АО «Компонент» по технологии AWG, использующей вместо канальных фильтров решетку из массива волноводов с отдельными дорожками, соответствующими длинам волн. Волновые сигналы при объединении и разделении проходят одинаковое расстояние по планарным волноводам, независимо от длины волны. В результате затухание равномерно во всем диапазоне, составляя 5 — 7 дБ.

Главное преимущество систем DWDM — большое число мультиплексированных каналов сочетается с серьезным минусом — высокой стоимостью оборудования.

АО «Компонент» предлагает CWDМ и DWDM мультиплексоры и демультиплексоры, установленные в корпусе оптического кросса 19 дюймов. Возможна установка до четырех устройств внутри корпуса высотой 1U.

Где купить качественные мультиплексоры CWDM и DWDM?

Обращайтесь в АО «Компонент» для покупки качественных мультиплексоров CWDM и DWDM по разумной цене. Предлагаем большой ассортимент высокотехнологичного оборудования WDM для ВОЛС и сетей передачи данных любого масштаба. Специалисты компании с удовольствием помогут вам подобрать оптимальные модели с учетом специфики и технических условий вашего проекта.

Источник

WDM простыми словами

WDM — Wavelength Division Multiplexing (Спектральное уплотнение каналов). Это технология, которая позволяет собирать в одно оптическое волокно несколько «потоков» оптического сигнала. Каждый поток транслируется на своей длине волны.

Длину волны часто называют «цветом», хоты световые волны длиннее 740 нм человеческим глазом не воспринимаются, и различить эти цвета человек не в состоянии. Некоторые животные могут видеть этот свет, например некоторые змеи, смогли бы отличить свет 1310нм и 1550нм.

Модули WDM обычно называют «одноглазыми», хотя есть и более экзотические формулировки, например «циклопы».

Разберемся, как это работает на примере. Вначале рассмотрим обычный оптический модуль, например, ML-10GT (http://mlaxlink.ru/products/5/38/) . Принцип его работы показан на Рисунке 1. Для передачи сигнала используется два оптических волокна. Одно волокно в одну сторону, второе в другую. При этом в обоих направлениях используется свет одного и того же цвета 1310нм. Этот цвет на рисунке показан синим.

Рисунок 1. Работа модулей ML-10GT

Предположим, что у вас нет двух волокон, а есть только одно. Как передать сигнал по одному волокну? Есть несколько способов.

Первый заключается в разделении мощности сигнала на концах линии. Забегая вперед, скажем, что ничего хорошего из этого не выйдет. Можно поставить на концах линии оптический разветвитель (сплиттер). Принцип работы этого устройства прост, сигнал разделяется из одного волокна на два, мощность при этом разделяется, обычно, поровну. Во время работы в линии возникнет много многократно отраженного света, и эта линия работать, скорее всего, не будет (хотя есть примеры успешного применения этого решения). Тупиковое решение, хотя разветвители светового сигнала активно используются в технологиях PON, но это тема для отдельной статьи, или даже цикла статей.

Второй способ, с уверенностью, можно назвать работоспособным. Можно использовать такое свойство света, как поляризация. К примеру, изменив поляризацию света сразу после его излучения в начале линии, можно отфильтровать этот сигнал в конце. В этом случае, действительно можно передавать сигнал в обе стороны по одному волокну, но устройства для изменения поляризации достаточно дорогие, и подобное решение используется редко.

И, наконец, третий способ, получивший наибольшее распространение. Он заключатся в использовании света с разной длиной волны для передачи сигнала в разных направлениях. Свет разных длин волн можно легко разделить. Все мы учились в средней школе и помним Призму Ньютона. Для тех, кто помнит плохо, приведем рисунок 2.

Рисунок 2. Призма Ньютона

Этому способу уже более 300 лет. Устройство, которое разделяет свет в зависимости от длины волны, представляет собой ту самую призму, просто более сложную, и называется «оптический мультиплексор/демультиплексор».

Эта технология настолько популярна, что большинство устанавливаемых оптических трансиверов используют технологию WDM. Самыми популярными являются трансиверы SFP WDM с дальностью передачи до 3 километров. У MLaxLink это ML-10T и ML-10R (http://mlaxlink.ru/products/5/34/ и http://mlaxlink.ru/products/5/35/).

Эти трансиверы используют свет с длинами волн 1310нм и 1550нм для передачи сигнала в разных направлениях. Один из модулей использует передатчик 1310нм, второй 1550нм. Но, при использовании этих трансиверов, существуют особенности по сравнению с «двухглазыми» модулями. Модули WDM устанавливаются парами, и только парами они функционируют корректно.

Тем, кто имеет отношение к этому оборудованию не только с технической, но и с финансовой стороны стоит знать, что разные части пары таких трансиверов, часто, имеют разную цену, так как они имеют разную себестоимость в производстве. Хотя в MLaxLink цена на разные «половинки» одинакова, мы убеждены, что так проще со всех точек зрения.

На рисунке 3 наглядно показан принцип работы этих модулей.

Рисунок 3. Работа модулей ML-10T и ML-10R

Обратите внимание, что на откидном рычажке нанесен пластик определенного цвета. Это очень удобно, так как вы можете определить тип модуля, не изымая его из оборудования. Жаль, что не у всех производителей есть такая «приятная мелочь».

Кстати, цвета выбираются не случайным образом, а исходя из определенных правил, каждый цвет на рычажке соответствует определенной длине волны передатчика.

Список соответствия цветов модуля и длин волн передатчика:

Источник

Часто задаваемые вопросы по технологиям спектрального уплотнения (WDM)

Какие технологии могут применять операторы для увеличения возможностей существующих оптических сетей?

Имеются три легко-доступные и простые для установки и использования технологии спектрального уплотнения или мультиплексирования с разделением по длинам волн:

• 2-канальный WDM;
• грубое спектральное мультиплексирование (CWDM);
• плотное спектральное уплотнение (DWDM).

Эти технологии могут предложить оператору одну дополнительную длину волны (или виртуальное волокно), 18 добавочных длин волн или до 160 добавочных длин волн. Все эти технологии используют существующее волокно в операторской сети.

Что такое WDM (Wavelength Division Multiplexing)?

Технология для добавления двух или более оптических сигналов с разными длинами волн, передающихся одновременно по одному волокну и разделяемых на дальнем конце по длинам волн. Наиболее типичные приложения (2- канальный WDM) комбинируют длины волн 1310 нм и 1550 нм в одном волокне.

Что такое CWDM (Coarse Wavelength Division Multiplexing)?

Технология для объединения до 18 ITU длин волн и передаче их одновременно в одном волокне с последующим разделением на дальнем конце. Стандарт ITU для CWDM определяет 18 каналов от 1271 нм до 1611 нм с расстоянием между соседними каналами в 20 нм.

Что такое DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing)?

Технология для объединения до 160 длин волн, передаче их одновременно в одном волокне с последующим разделением на дальнем конце. DWDM использует расстояния между длинами волн вплоть до 25ГГц и требует применение лазеров с очень строгими допусками и стабильностью излучения. Полоса длин волн DWDM занимает округленно от 1530 нм до 1565 нм. В этой же полосе работают легированные эрбием усилители оптического сигнала (EDFA).

В чем основное различие между приложениями WDM, CWDM & DWDM?

В большинстве случаев, WDM наиболее экономичное решение при нехватке волокна в кабеле, дающее выигрыш волокна 2 к 1 или 3 к 1 за счет объединения длин волн 1310 нм, 1550 нм и 1490 нм в одном волокне. В случае, когда требуется больше каналов для расширения емкости существующей волоконно-оптической инфраструктуры, CWDM обеспечивает эффективное решение для оптических пролетов небольшой длины (до 80 км). За невысокую стоимость CWDM может обеспечить увеличение емкости существующего волокна 18 к 1. С текущими характеристиками потерь оптического сигнала в окнах прозрачности 1310 нм и 1490 нм приложения WDM и CWDM наилучшим образом подходят для коротких расстояний. Там где требуется высокая емкость или передача на большие расстояния, решения DWDM — предпочтительный метод для увеличения емкости волокна. С ее высоко-точными лазерами, оптимизированными для работы в окне 1550 нм (для уменьшения потерь), системы DWDM являются идеальным решением для более требовательных сетей. Системы DWDM могут использовать EDFA для усиления всех длин волн в DWDM окне и увеличение длины передачи до 500 км.

Какие преимущества каждой из этих трех WDM технологий?

Двух-канальный WDM (и трех канальный) может быть использован для быстрого и простого добавления дополнительной (или двух дополнительных) длин волн. Он очень прост для установки и подключения и очень недорогой.

CWDM может просто и быстро добавить до 18 дополнительных длин волн на стандартизованных ITU частотах. Она идеальна для сетей умеренных размеров с поперечными размерами до 100 км. Так как расстояния между длинами волн составляет 20 нм, то менее дорогие лазеры могут использоваться, что обеспечивает очень низкую стоимость для решений с умеренной емкостью.

DWDM предлагает высоко-емкие и дальнобойные решения для участков ВОЛС с высоким ростом потребностей в волокне и где необходима передача на большие расстояния. Системы DWDM могут быть развернуты за относительно низкую начальную стоимость и каналы (длины волн) легко добавляются по мере роста. Усилители EDFA вместе с компенсаторами дисперсии могут увеличить дальность систем до нескольких тысяч километров.

Какие ограничения каждой из этих технологий?

Двух (или трех) канальная WDM ограничена одним или двумя каналами, которые могут быть добавлены к каналу 1310 нм. Дальность системы обычно ограничена потерями в канале 1310 нм.

Системы CWDM, хотя и являются многоканальными, но не имеют никаких механизмов оптического усиления и ограничения в дальности определяются по каналу с максимальным затуханием. Более того, каналы из области от 1360нм до 1440 нм могут испытывать наибольшее затухание (от 1 до 2 dB/км) из-за водяного пика в этой области для некоторых типов оптического кабеля.

Системы DWDM обычно ограничены по дальности 4-5 участками усиления из-за шумов усиленного спонтанного излучения (ASE, Amplified Spontaneous Emissions) в EDFA. Имеются средства моделирования, позволяющие точно определить сколько EDFA может быть установлено. На длинных участках (> 120 км) может создавать проблемы дисперсия, что требует установки модулей компенсации дисперсии. Полоса DWDM ограничена длинами волн в пределах от 1530 нм до 1565 нм диапазоном усиления EDFA.

Что такое Reach Extension (увеличение дальности) и как я могу это использовать?

Увеличение дальности (Reach extension) — общепринятый термин для усиления или воссоздания сигнала, чтобы позволить ему пройти большую дистанцию. Из-за аналоговой природы передачи, оптический сигнал, когда передается через оптическое соединение, деградирует из-за дисперсии, потери мощности, перекрестных помех и нелинейных эффектов в волокне и оптических компонентах. Для борьбы с этими нежелательными эффектами используется два распространенных подхода: Регенерация и Усиление. Регенерация — воссоздание сигнала путем конвертирования оптического сигнала к электрическому сигналу, его обработка и затем конвертирование обратно к оптическому сигналу. Усиление — увеличение амплитуды (мощности dB) оптического сигнала без конвертирования к электрическому сигналу.

Что такое регенерация 1R, 2R и 3R?

Имеется три различных уровня оптической регенерации, которые могут быть применены, чтобы увеличить дальность передачи.

1R-amplification: Это техника регенерации добавляет оптическую мощность к сигналу без воздействия на его форму или синхронность. EDFA просто добавляет фотоны во входящий оптический сигнал на определенной длине волны и фазе этого сигнала. Это не восстанавливает и не ресинхронизует входящий сигнал. Побочный эффект EDFA — создание шума усиленного спонтанного излучения, который аккумулируется с каждым EDFA в линии и может быть «очищен» только конвертированием оптического сигнала к электрическому виду и обратно. Типичное количество EDFA в каскадном соединении не более 4 или 5.

2R-amplification and reshaping: Эта техника усиливает и восстанавливает форму деградированного сигнала. Форма воссозданного сигнала близка к оригинальному сигналу, но длительность временных циклов (синхронность) не восстанавливается. Накопление джиттера приводящее к потере синхронизации будет ограничивать количество каскадно-установленных 2R регенераторов.

3R-regeneration, reshaping and re-timing: Вместе с усилением и восстановлением 3R регенерация также воссоздает оригинальную длительность циклов (синхронность) исходного сигнала, таким образом, создавая идеальную возможность для увеличения жизни синхронных и асинхронных сигналов. Почти неограниченное количество 3R регенераторов могут быть установлены на пути следования сигнала.

Что такое конверсия длин волн и зачем это нужно?

Конверсия длины волны — преобразование из одной длины волны в другую для транспортировки. Из-за характеристик затухания сигналов 1310 нм и 850 нм, иногда необходимо конвертировать эти сигналы к длине волны 1550 нм для передачи их поверх длинных пролетов оптического волокна, получая выгоду от низких потерь на 1550 нм. Конверсия длин волн также используется для преобразования широкополосных оптических сигналов, таких как 1310нм или 1550нм к дискретным ITU CWDM или DWDM длинам волн, что позволяет комбинировать множество длин волн при передаче по одному волокну.

Если я конвертирую мой 1310 нм сигнал к длине волны xWDM, нужно ли мне конвертировать его обратно к 1310 нм перед приемом на дальнем конце?

Нет, обычно не требуется. Большинство оптического оборудования произведенного в последние 10 лет скорее всего имеет широкополосный приемник, который будет работать в диапазоне от

1620нм. Это означает, что интерфейс, который передает на 1310нм с большой вероятностью примет сигнал, который был конвертирован для DWDM или для CWDM приложений.

Источник