.webp)
Представьте себе, как грунтовая дорога превращается в многополосное шоссе без необходимости строительства новых кабелей. Именно это позволяет сделать технология волнового мультиплексирования (WDM) в существующей оптоволоконной сети. Эта технология может значительно снизить затраты на увеличение пропускной способности сети, не требуя при этом ни единого сгребания земли или прокладки нового оптоволокна.
ПОЧЕМУ WDM?
Не секрет, что прокладка оптоволокна на открытом воздухе (OSP) обходится дорого. Стоимость строительства варьируется, но всегда высока, особенно при подземной прокладке кабеля. Помимо строительства, существенны расходы на получение разрешений, зонирование, сырье и сращивание. Поэтому лучше по возможности избегать прокладки нового оптоволокна.
Многие операторы связи сталкиваются с истощением оптоволоконных линий в своих сетях. Это означает, что изначально проложенное количество кабелей не способно удовлетворить современные потребности. Однако новые технологии в области транзитных соединений сотовой связи, услуг бизнес-класса и других создают потребность в ещё большем количестве оптоволоконных линий. Однако в большинстве случаев постоянно растущие цены на рабочую силу и материалы делают прокладку новых оптоволоконных линий слишком дорогостоящей для многих проектов.
Технология WDM позволяет операторам размещать новое оборудование на любом конце оптоволоконной нити и объединять каналы с несколькими длинами волн на одной оптоволоконной нити. Многие существующие системы используют лишь небольшую часть спектра, доступного на одном оптоволоконном кабеле. Используя грубое мультиплексирование с разделением по длине волны ( CWDM ) или плотное мультиплексирование с разделением по длине волны (DWDM), операторы могут объединять множество различных сервисов на одном волокне, назначая каждому сервису свой цвет или длину волны. Мультиплексоры используются для объединения всех этих длин волн на одном волокне, а демультиплексоры — для разделения цветов на более длинных участках сети.
Мобильные устройства, облачные вычисления, видео OTT, DOCSIS 3.1 с IPTV и онлайн-игры — лишь некоторые из факторов роста спроса на полосу пропускания. По мере роста спроса операторам связи потребуются долгосрочные стратегии для развития более мощной сети.
Транспортные сети сотовой связи, FTTx и коммерческие бизнес-услуги также создают потребность в увеличении пропускной способности оптоволокна. Сотовые услуги 3G и 4G требуют большей пропускной способности, чем услуги сотовой связи в прошлые годы, и поэтому требуют прокладки оптоволоконного кабеля к каждой базовой станции. Провайдер может владеть оптоволоконной оболочкой, проходящей прямо мимо вышки сотовой связи, но все её волокна в настоящее время могут использоваться на полную мощность. Предоставление услуг «освещения» или «темного» оптоволокна к вышкам сотовой связи может быть очень прибыльным, но не в том случае, если для этого требуется прокладка или прокладка нового оптоволокна к этим базовым станциям.
Услуги бизнес-класса становятся популярным источником дохода для телекоммуникационных компаний. Предприятия часто готовы заключать долгосрочные контракты и платить больше, чем частные клиенты. В некоторых случаях предприятиям требуется оптоволокно для удовлетворения своих потребностей в пропускной способности. Здесь возникает та же проблема: как можно обслуживать этих новых клиентов без прокладки нового оптоволокна OSP на этих объектах?
WDM спешит на помощь
В большинстве традиционных оптоволоконных сетей используется одна длина волны, или цвет, на каждом волокне. Представьте, что два человека на разных вершинах гор используют фонарики с белыми линзами для общения с помощью азбуки Морзе — не очень сложно, но работает.
Внезапно ещё два человека хотят начать общение между этими двумя горными вершинами. Каково решение? Используйте для связи линзы разных цветов на фонариках. Отправители и получатели будут распознавать и передавать только свои цвета света, игнорируя остальные.
По сути, именно это и делает сеть WDM. Она использует свет разных цветов в одной среде (волокне). Передатчики, настроенные на определённые длины волн, передают свет в пассивный сумматор, называемый мультиплексором (multiplexer). Все длины волн проходят по общему волокну и разделяются пассивным демультиплексором (также называемым демультиплексором). Теперь каждый приёмник на другом конце сможет принимать только свой собственный дискретный сигнал.
Другими словами, технология WDM преобразует несколько оптических сигналов в отдельные длины волн и мультиплексирует их по одному волокну. WDM позволяет передавать несколько протоколов без необходимости преобразования их в общий формат сигнала. Одно волокно способно выполнить практически всё необходимое.
Существует два основных типа WDM. Преимущество технологии CWDM заключается в её относительной дешевизне по сравнению с DWDM . Передатчики, используемые в CWDM, дешевле, поскольку не требуют такой точной настройки, как передатчики DWDM. Однако у CWDM есть и недостатки: доступно всего 18 каналов, и с ними нельзя использовать волоконно-оптические усилители. Таким образом, они не являются идеальным выбором для сетей большой протяжённости.
Каналы CWDM занимают по 20 нм каждый и вместе занимают большую часть рабочего диапазона одномодового сигнала. Наиболее часто используемые длины волн — восемь каналов в диапазоне от 1470 до 1610 нм. Любой приёмопередатчик, используемый в системах CWDM, работает в одном из этих каналов.
DWDM позволяет объединить гораздо больше длин волн в одном волокне. Технология также использует возможности волоконных усилителей, которые могут усиливать сигнал в диапазоне 1550 нм или C, обычно используемом в DWDM. Это делает технологию идеальной для использования на больших расстояниях и в зонах с высокой плотностью абонентов. Вместо 20-нанометрового интервала в CWDM (эквивалентного примерно 15 миллионам ГГц), DWDM использует интервал 50, 100 или 200 ГГц в C-, а иногда и в L-диапазонах. Это позволяет упаковать гораздо больше длин волн в одно и то же волокно.
Недостатком DWDM является то, что лазеры должны быть гораздо более точными и для работы необходимо соблюдать точные температурные диапазоны. Это делает приложения DWDM значительно дороже, чем CWDM. Внедрение сетки ITU-T G.694.1 в 2002 году упростило интеграцию технологии DWDM. Это привело к созданию отраслевого стандарта для DWDM.
ВЫБОР ТИПА WDM
Перед развертыванием любого WDM-оборудования необходимо убедиться, что используемое оптоволокно поддерживает все необходимые длины волн. Для WDM-приложений лучше подходит оптоволокно с низким или нулевым пиком водяного пика, а у старых типов оптоволокна могут возникнуть проблемы с пиком водяного пика. Если оптоволокно слишком старое, может потребоваться смириться с этим и установить новое оптоволокно.
Если стекло подходит для WDM, какую технологию использовать для решения проблемы истощения оптоволокна: CWDM или DWDM? Как уже отмечалось, CWDM поддерживает максимум 18 каналов и не подходит для длинных линий связи. Поэтому CWDM обычно лучше всего подходит для приложений, не требующих передачи сигнала на большие расстояния, и в местах, где требуется небольшое количество каналов. Наличие SFP-трансиверов также может быть ограничивающим фактором.
Для приложений, требующих большого количества каналов, или для дальних линий связи DWDM является идеальным решением. Хотя электроника и пассивные компоненты стоят недешево, они значительно более экономичны, чем прокладка нового оптоволокна.
СООБРАЖЕНИЯ О ПРОЕКТИРОВАНИИ
Важно убедиться, что пассивные модули CWDM и DWDM будут работать корректно в среде, в которой они будут установлены. Это особенно важно при установке пассивных модулей CWDM на наружных объектах. Прежде чем покупать мультиплексор или демультиплексор для использования в некондиционированном шкафу или корпусе для сращивания, убедитесь, что рабочая температура соответствует условиям эксплуатации. Многие поставщики указывают температуру хранения, но не рабочую температуру.
Рабочая температура оптического компонента — это фактический температурный диапазон, в котором он может работать. Обычно для обеспечения заданного уровня оптических характеристик компонент должен оставаться в заданном температурном диапазоне.
Температура хранения оптического компонента — это температура, при которой оптический компонент может храниться без ухудшения его характеристик или выхода из строя при использовании в указанных для него рабочих температурах. Некоторые температуры хранения могут превышать фактическую рабочую температуру компонентов. При выборе WDM-фильтров убедитесь, что они смогут работать в диапазоне температур, в котором будут использоваться.
Ещё одним фактором, который следует учитывать при проектировании любой сети WDM, является вносимое затухание. Хотя WDM значительно увеличивает ёмкость, оно также создаёт вносимые потери в сети. Рекомендуется использовать максимальные значения вносимых потерь в бюджете линии связи; имейте в виду, что некоторые производители не учитывают потери в разъёме, если устройство терминируется.
Рассчитайте потери для компонентов мультиплексирования и демультиплексирования. Максимальные вносимые потери для типичного восьмиканального CWDM-решения составляют 3 дБ, поэтому для решения с мультиплексированием/демультиплексированием добавьте 6 дБ вносимых потерь.
Фильтры WDM могут быть спроектированы так, чтобы отсеивать отдельные цвета в определённом месте и передавать остальные по оптоволоконному тракту. В некоторых приложениях может быть целесообразно объединить несколько длин волн в определённом месте и затем распределить отдельные каналы по абонентам по тому же маршруту. Это наиболее распространённый тип конструкции, используемый в системах «оптоволокно-оптические сети – бизнес» и сотовых вышек.
КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ
Технология WDM — очень эффективный метод решения проблемы истощения оптоволокна. Размещение пассивных фильтров и WDM-приёмопередатчиков на каждом конце оптоволоконной сети может значительно увеличить пропускную способность без необходимости капиталовложений в строительство новых волоконно-оптических сетей. Большинство современных оптоволоконных технологий используют лишь малую часть доступной пропускной способности одномодового оптического кабеля, поэтому правильно спроектированная сеть WDM может обеспечить доступ к неограниченному объёму доступной мощности. Использование нескольких каналов на одном участке оптоволокна позволяет операторам обслуживать предприятия, вышки сотовой связи и частных клиентов, используя одно и то же оптоволокно. Количество волокон больше не является ограничением.
Еще ни один комментарий не опубликован.