 |
Многоканальные оптические интерфейсы
|
|
|
|
Многоканальный оптический интерфейс стандарта G.692 предназначен для построения волоконно-оптических систем передачи мультиплексирования с разделением по длине волны WDM. Это первый международный стандарт, которым предусмотрено эффективное использование полосы частот одномодового стекловолокна для передачи одновременно до 50 независимых оптических сигналов с аналоговым или цифровым трафиком. Оптические сигналы переносятся на оптических частотах, генерируемых отдельными лазерами. Частоты соответствуют диапазону длин волн 1520-1560 нм. В этом диапазоне несущие частоты расположены с шагом 100 ГГц, 200 ГГц, 400 ГГц, 500 ГГц, 500/400 ГГц, 600 ГГц, 1000 ГГц. Определен оптический сервисный канал на волне 1510± 10 нм (что соответствует частоте 198,5± 1,4 ТГц).
На рис. 6.4 представлены основные устройства и точки нормирования характеристик оптических интерфейсов. К основным устройствам относятся: передатчики Txn, генерирующие оптические частоты fn, модулируемые в передатчике информационным сигналом; оптический мультиплексор OMX (Optical Multiplex), объединяющий сигналы f1 – fn в многоканальный (многоволновый) оптический тракт; оптический усилитель OA (Optical Amplifier), повышающий мощности сигналов всех каналов до необходимого уровня в оптическом тракте; волоконно-оптическая линия; промежуточный оптический усилитель (OA) для увеличения дистанции передачи; оптический демультиплексор ODMX (Optical DeMultiplex), разделяющий сигналы f1 – fn на отдельные каналы; приёмники оптических сигналов Rxn, в которых оптический информационный сигнал преобразуется в электрический.
Рис. 6.4. Точки нормирования характеристик оптических интерфейсов
по рекомендации G.692
Блоки Tx1….Txn и Rx1…..Rxn входят в состав транспондеров
|
|
|
Сетка оптических частот согласно G.694.1 может соответствовать соотношениям:
12,5 ГГц между волнами (в ТГц) 193,1 + n x 0,0125;
25 ГГц между волнами (в ТГц) 193,1 + n x 0,025;
50 ГГц между волнами (в ТГц) 193,1 + n x 0,05;
100 ГГц между волнами (в ТГц) 193,1 + n x 0,1.
Число n – целое и может иметь знак “+” и “–”. Например, для волны 1624,89 нм будет частота 184,5 ТГц при значении скорости света 2,99792458x 108 м/с. Использование этой сетки частот предусмотрено стандартами G.696, G.698, G.959 в многоканальных интерфейсах для различных приложений, которые рассматриваются далее.
Для многоканальных оптических систем передачи с разреженным мультиплексированием по волнам СWDM (Coarse Wavelength Division Multiplexing) разработан стандарт G.694.2.
Сетка оптических волн согласно G.694.2 может соответствовать следующей последовательности: 1271 нм, 1291 нм, 1311 нм, 1331 нм, 1351 нм, 1371 нм, 1391 нм, 1411 нм, 1431 нм, 1451 нм, 1471 нм, 1491 нм, 1511 нм, 1531 нм, 1551 нм, 1571 нм, 1591 нм, 1611 нм. Интервал между волнами 20 нм при допустимом отклонении каждой из волн 6-7 нм от указанного номинала.
Рис.6.6. Пример двунаправленной схемы системы передачи CWDM
Стандарт G.698.1 содержит спецификацию многоканальных DWDM приложений с одноканальными оптическими интерфейсами сетей типа “МЕТРО”. При этом предусмотрены конфигурации транспортных сетей: точка-точка и кольцо с дистанцией между станциями доступа к отдельным каналам от 30 до 80км. Предусмотрено использование сетки оптических частот стандарта G.694.1 со спектральным интервалом 100ГГц и скоростью передачи данных в каждом канале DWDM до 10Гбит/с. Оптический тракт может строиться по двухволоконной и одноволоконной схемам. В двухволоконной схеме поддерживается односторонняя передача сигналов c DWDM, а в одноволоконной схеме поддерживается двухсторонняя передача сигналов c DWDM по одному волокну встречно на разных волнах.
Полоса длин волн пропускания одномодовых оптических волокон (1260-1675нм) разделена на диапазоны. Каждый диапазон имеет свой код. Различные коды определяют ограничение на диапазоны длин волн в зависимости от требований к дисперсии.
|
|
|
“Исходный” диапазон O, от 1260 нм до 1360 нм.
Рекомендациями МСЭ-Т G.652 предусмотрены волокна с низким пиком “водяного” затухания в виде подкатегории G.652.C. Указано, что “Эта подкатегория позволяет также передачу интерфейсом G.957 в частях диапазона свыше 1360 нм и ниже 1530 нм”. Влияние малого “водяного” пика пренебрежимо мало на длинах волн свыше 1460 нм. Это определяет
“Расширенный” диапазон E, от 1360 нм до 1460 нм.
Диапазоны для приложений с оптическими усилителями, с использованием одноканальной передачи согласно Рекомендации МСЭ-Т G.691 и многоканальной передачи согласно Рекомендации МСЭ-Т G.692, были позже разделены. Вначале усилитель на волокне, легированном эрбием (EDFA), имел полезные полосы усиления, которые начинались примерно на От 1530 нм до1565 нм. Эта полоса усиления получила название диапазон C, причем оценки его границы различаются в литературе и коммерческих спецификациях. Область от 1530 нм до 1565 нм была одобрена для волокна NZDSF (G.655) и систем SDH STM-64 (G.691), и для этой области были разработаны спецификации. Т.о.
“Обычный или условный” диапазон C, от 1530 нм до 1565 нм.
Область ниже диапазона C получила название диапазон S. В конкретных приложениях не весь этот диапазон может быть доступен для сигнальных каналов. Некоторые длины волн могут использоваться для накачки оптоволоконных усилителей как активно-ионного типа, так и рамановского типа. Некоторые длины волн могут резервироваться для оптического контрольного канала (OSC). Нижний предел этого диапазона берется равным верхнему пределу диапазона E, а верхний предел берется равным нижнему пределу диапазона C. Т.о. определен
диапазон S “ Коротких волн ”, от 1460 нм до 1530 нм.
При более длинных волнах над диапазоном C рабочие характеристики волоконно-оптических кабелей в некотором диапазоне температур приемлемы до волны 1625 нм для существующих типов волокон. Более того, желательно использовать такую широкую область длин волн, которая подходит для передачи сигналов.
Это диапазон L “Длинных волн”, от 1565 нм до 1625 нм.
Диапазон U (Ultra-long wavelength) “Сверхдлинных волн”, от 1625 нм до 1675 нм.
|
|
|
Диапазон U предназначен только для целей возможного технического обслуживания, а передача сигналов, переносящих трафик, в настоящее время не предполагается.
Использование диапазона U для целей, отличных от передачи, должно обеспечивать пренебрежимо малое влияние на сигналы передачи в других диапазонах. Работа волокна в этом диапазоне не гарантируется. Ожидается, что в ближайшем будущем различные приложения, с оптическими усилителями и без них, будут использовать передачу сигналов во всей области от 1260 нм до 1625 нм.
В любом из рабочих диапазонов предполагается, что оптическое затухание волокна компенсируется оптическими усилителями, а хроматическая дисперсия компенсируется с помощью компенсаторов хроматической дисперсии.
Также необходимо учесть, что при использовании технологии OTN-OTH скорости передачи в оптических каналах
2,7 Гбит/с для OTU-1;
10,7 Гбит/с для OTU-2;
43 Гбит/с для OTU-3;
120 Гбит/с для OTU-4).
Оптические интерфейсы пассивных оптических сетей (PON) предназначены для передачи в одноволоконной линии на 2-х и большем числе оптических волн трафика пользователей (абонентов). Эти сети строятся на различных технологиях (A-PON, B-PON, E-PON, G-PON). Эти технологии могут быть предметом отдельного изучения в рамках другого направления развития сетей связи – “Сети доступа”. Т.е. оптические интерфейсы PON поддерживают транспортные функции сетей доступа. Максимальная дальность передачи в сетях PON регламентирована до 60 км. Поддерживаемые скоростные режимы передачи данных составляют от 155Мбит/с до 10Гбит/с.
Список литературы
1. Фокин В.Г. Оптические системы передачи и транспортные сети. –М.: Эко-Трендз, 2008.- 288с.
2. Скляров О.К. Волоконно-оптические сети и системы связи. -М.: Солон-пресс, 2004.-261с.
3. Убайдуллаев Р.Р. Волоконно-оптические сети.–М.: Эко-Трендз, 2001.-267с.
4. Фриман Р. Волоконно-оптические сети. -3-е издание. –М.: Техносфера, 2007.-496с.
5. Заславский К.Е. Волоконно-оптические системы передачи со спектральным уплотнением. Учебное пособие УМО. – Новосибирск, СибГУТИ, 2005. -136с.
|
|
|
6. Листвин А.В., Листвин В.Н., Швырков Д.В. Оптические волокна для линий связи.–М.: ЛЕСАР арт, 2003. -288с.
7. Слепов Н.Н. Англо-русский толковый словарь сокращений в области связи, компьютерных и информационных технологий. – М.: Радио и связь, 2005.-800с.
8. ГОСТ 21.406-88. Обозначение устройств СЦИ.
9. Гринфилд Д. Оптические сети.–М.: Тид-Дс, 2002.-256с.
10. Технические рекомендации по применению оптических волокон фирмы Fujikura на волоконно-оптических сетях Российской Федерации. ОАО СКТБ-ТОМАСС. 2007.-39с.
11. Бакланов И.Г. SDH-NGSDH: практический взгляд на развитие транспортных сетей.-М.: Метротек, 2006.-736с.
12. Ершов В.А., Кузнецов Н.А. Мультисервисные телекоммуникационные сети.–М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2003.-432с.
13. Синепол В.С., Цикин И.А. Системы компьютерной видеоконференцсвязи.-М.: ООО “Мобильные коммуникации”, 1999. -166с.
14. Шмалько А.В. Цифровые сети связи. Основы планирования и построения.–М.: Эко-Трендз, 2001.-282с.
15. Фокин В.Г. Малинкин В.Б. Технологии транспортных сетей последнего поколения. Учебное пособие УМО. – Новосибирск, СибГУТИ, 2006.–132с.
16. Безопасность в электросвязи и информационных технологиях. Обзор содержания и применения действующих Рекомендаций МСЭ-Т для обеспечения защищенной электросвязи. – ITU, 2006.-130с.
17. Щербо В.К. Стандарты вычислительных сетей. Справочник. -М.: Кудиц-Образ, 2000.-272с.
18. Телекоммуникационные системы и сети. Том 3. Мультисервисные сети./Величко В.В, Субботин Е.А., Шувалов В.П., Ярославцев А.Ф./ Учебное пособие УМО.-М.: Горячая линия - Телеком, 2005.-592с.
18. Гук.М. Аппаратные средства локальных сетей. Энциклопедия. – СПб.: Питер, 2002.-576с.
19. Назаров А.Н., Разживин И.А., Симонов М.В. АТМ: Технические решения создания сетей. – М.: Горячая линия - Телеком, 2001.-376с.
20 Назаров А.Н. Модели и методы расчета структурно-сетевых параметров АТМ сетей. –М.: Горячая линия – Телеком, 2002.
21. Инструкция по паспортизации и эксплуатации ВОЛП с использованием аппаратуры спектрального уплотнения и синхронной цифровой иерархии. – М.: ЦНИИС - РОСТЕЛЕКОМ, 2007.-175с.
22. Сухман С.М., Бернов А.В., Шевкопляс Б.В. Синхронизация в телекоммуникационных системах. Анализ инженерных решений. – М.: Эко-Трендз, 2003.-272с.
23. Давыдкин П.Н., Колтунов М.Н., Рыжков А.В. Тактовая сетевая синхронизация. – М.: Эко-Трендз, 2004.-205с.
24. ITU-T Recommendation G.652. Characteristics of a single-mode optical fibre and cable.
25. ITU-T Recommendation G.653. Characteristics of a dispersion-shifted single-mode optical fibre cable.
26. Рекомендация МСЭ-Т G.654.Характеристики одномодового оптического волокна и кабеля со смещенной дисперсией и отсечкой.
27. Рекомендация МСЭ-Т G.655. Characteristics of a non-zero dispersion- shifted single-mode optical fibre and cable.
28. Рекомендация МСЭ-Т G.656.Характеристики волокна и кабеля с ненулевой дисперсией для широкополосной оптической передачи.
|
|
|
29. Рекомендация МСЭ-Т G.657.Характеристики одномодового оптического
волокна и кабеля, не чувствительного к потерям на макроизгибе, для использования в сетях доступа.
30. ITU-T Recommendation G.663. Application related aspects of optical amplifier devices and subsystems.
31. Рекомендация МСЭ-Т G.665. Типовые характеристики Рамановских усилителей и Рамановских усилительных подсистем.
32. Рекомендация МСЭ-Т G.666. Характеристики компенсаторов ПМД и приемники с компенсацией ПМД.
33. Рекомендация МСЭ-Т G.691. Оптические интерфейсы для одноканальных STM-64 и других систем СЦИ с оптическими усилителями.
34. ITU-T Recommendation G.692. Optical interfaces for multichannel systems with optical amplifiers.
35. Рекомендация МСЭ-Т G.693. Оптические интерфейсы для внутристанционных систем.
36. ITU-T Recommendation G.694.1. Spectral grids for WDM applications: DWDM frequency grid.
37. Рекомендация МСЭ-Т G.694.2. Спектральные сетки для применения технологий WDM: сетка длин волн технологии CWDM.
38. Рекомендация МСЭ-Т G.695. Оптические интерфейсы для приложений, использующих грубое мультиплексирование с разделением по длине волны.
39. Рекомендация МСЭ-Т G.696.1. Внутридоменные приложения плотного волнового уплотнения (DWDM), совместимые в продольном направлении.
40. ITU-T Recommendation G.697. Optical monitoring for DWDM systems.
41. Рекомендация МСЭ-Т G.698.1. Многоканальные приложения DWDM с одноканальными оптическими интерфейсами.
42. ITU-T Recommendation G.698.2. Amplified multichannel DWDM applications with single channel optical interfaces.
43. ITU-T Recommendation G.703. Physical/electrical characteristics of hierarchical digital interfaces.
44. ITU-T Recommendation G.707. Network node interface for the synchronous digital hierarchy (SDH).
45. ITU-T Recommendation G.709/Y.1331 (2003), Interfaces for the optical transport network (OTN).
46. ITU-T Recommendation G.783. Characteristics of synchronous digital hierarchy (SDH) equipment functional blocks.
47. ITU-T Recommendation G.784. Synchronous digital hierarchy (SDH) management.
48. ITU-T Recommendation G.798 (2002), Characteristics of optical transport network hierarchy equipment functional blocks.
49. ITU-T Recommendation G.803. Architecture of transport networks based on the synchronous digital hierarchy (SDH).
50. ITU-T Recommendation G.805. Generic functional architecture of transport networks.
51. ITU-T Recommendation G.810. Definitions and terminology for synchronization networks.
52. ITU-T Recommendation G.811. Timing characteristics of primary reference clocks.
53. ITU-T Recommendation G.812. Timing requirements of slave clocks suitable for use as node clocks in synchronization networks.
54. ITU-T RecommendationG.813. Timing characteristics of SDH equipment slave clocks (SEC).
55. ITU-T Recommendation G.832 (1998), Transport of SDH elements on PDH networks – Frame and multiplexing structures, plus Amendment 1 (2004), Payload type code for virtual concatenation of 34 368 kbit/s signals.
56. ITU-T Recommendation G.841. Types and characteristics of SDH network protection architectures.
57. ITU-T Recommendation G.842. Interworking of SDH network protection architectures.
58. ITU-T Recommendation G.872. Architecture of optical transport networks.
59. ITU-T Recommendation G.873.1. Optical Transport Network (OTN): Linear protection.
60. ITU-T Recommendation G.874. Management aspects of the optical transport network element.
61. ITU-T Recommendation G.955. Digital line systems based on the 1544 kbit/s and the 2048 kbit/s hierarchy on optical fibre cables.
62. Рекомендация МСЭ-Т G.957. Оптические интерфейсы для оборудования и систем, относящихся к синхронной цифровой иерархии.
63. ITU-T Recommendation G.958. Digital line systems based on the synchronous digital hierarchy for use on optical fibre cables.
64. Рекомендация МСЭ-Т G.959.1. Интерфейсы физического уровня оптической транспортной сети.
65. Рекомендация МСЭ-Т G.7041.Общая процедура формирования кадров (GFP).
66. ITU-T Recommendation G.7042. Link capacity adjustment scheme (LCAS) for virtual concatenated signals.
67. ITU-T Recommendation G.8010. Architecture of Ethernet layer networks.
68.ITU-T Recommendation G.8011. Ethernet Services Framework.
69. ITU-T Recommendation G.8012. Ethernet UNI and Ethernet NNI.
70. ITU-T Recommendation G.8021. Characteristics of Ethernet transport network equipment functional blocks.
71.ITU-T Recommendation G.8031. Ethernet Protection Switching.
72. ITU-T Recommendation G.8051Management aspects of the Ethernet-over-Transport (EoT) capable network element.
73. ITU-T Recommendation G.8251. The control of jitter and wander within the optical transport network (OTN).
74. ITU-T Recommendation G.8261. Timing and synchronization aspects in packet networks
75. ITU-T Recommendation G.8262. Timing characteristics of synchronous ethernet equipment slave clock (EEC).
76.G.8101 Terms and Definitions for Transport MPLS.
77. ITU-T Recommendation G.8110.1. Architecture of Transport MPLS (T-MPLS) layer network.
78. ITU-T Recommendation M.3010. Principles for a telecommunications management network.
79. ITU-T Recommendation X.86. Ethernet over LAPS.
80. G.Дополнение.39. Рассмотрение вопросов расчета и проектирования оптических систем.
81. Рекомендация МСЭ-T I.326. Функциональная архитектура транспортных сетей, базирующихся на ATM.
82. ITU-T Recommendation I.432.2.B-ISDN user-network interface – Physical layer specification: 155 520 kbit/s and 622 080 kbit/s operation.
83. ITU-T Recommendation I.432.4. B-ISDN user-network interface – Physical layer specification: 51 840 kbit/s operation.
84. ITU-T Recommendation I.432.5. B-ISDN user-network interface – Physical layer specification: 25 600 kbit/s operation.
85. ITU-T Recommendation I.610. B-ISDN operation and maintenance principles and functions.
86. ITU-T Recommendation I.630. ATM protection switching.
87. ITU-T Recommendation I.731. Types and general characteristics of ATM equipment.
89. ITU-T Recommendation I.732. Functional characteristics of ATM equipment
90. G.sup.43. Transport of IEEE 10G Base-R in Optical Transport Networks (OTN).
91. ITU-T Recommendation M.2130. Operational procedures for the maintenance of the transport network.
92. Рекомендация МСЭ-Т M.3060. Принципы управления сетями последующих поколений.
93. Руководство по технологиям объединенных сетей, 4-е издание.: Пер. с англ.-М.: Издательский дом “Вильямс”, 2005.-1040с.
94. Cisco TransportPlanner DWDM Operations GuideSoftware Release 8.5October 18, 2007Americas HeadquartersCisco Systems, Inc.170 West Tasman DriveSan Jose, CA 95134-1706USAhttp://www.cisco.com
95. ITU-T Recommendation G.680. Physical transfer functions of optical network elements.
96. Yutaka Miyamoto, Akira Hirano, Shoichiro Kuwahara. Novel Modulation and Detection for Bandwidth-Reduced RZ Formats Using Duobinary-Mode Splitting in Wideband PSK/ASK Conversion// Journal of Lightwave Technology, №12, 2002. P.2067-2077.
97. Никульский И.Е. Оптические интерфейсы цифровых коммутационных станций и сети доступа. –М.: Техносфера, 2006.-251с.
|
|
|
