Олифер В.Г., Олифер Н.А. - Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы (4-ое изд.) - 2010 - обработка (953099), страница 85
Текст из файла (страница 85)
11.14. Перекрытие спектра соседних волн для разных частотных планов и скоростей передачи данных Волоконно-оптические усилители Практический успех технологии РЖРМ, оборудование которой уже работает иа магипрзлях многих ведущих мировых операторов связи, во многом определило появление вискозно-оптических усилителей. Эти оптические устройства непосредственно усилимютсветовые сигналы в диапазоне 1550 пм, исключая необходимость промежуточного арпбразоваиия их в электрическую форму, как это делают регеиераторы, применяемые ассах 5РН. Системы электрической регенерации сигналов весьма дороги и, кроме того, мзасят от протокола, так ках оии должны воспринимать определенный вид кодирования шпала.
Оптические усилители, «прозрачио» передающие информацию, позволяют иарщзззть скорость магистрали без необходимости модернизировать усилительные блоки. Протяженность участка между оптическими усилителями может достигать 150 км и бом« что обеспечивает экономичность создаваемых магистралей РТлгРМ, в которых длина вультвплексиой секции составляет иа сегодня 600-3000 км при применении от 1 до 7 армгкуточных оптических усилителей.
ззв Глава 11. Первичные сети В рекомендации 1Т(1-Т С.692 определено три типа усилительных участков, то есть участков между двумя соседними мультиплексорами Р'тт'РМ: О 1, (Гопй) — участок состоит максимум из 8 пролетов волоконно-оптических линий связи н 7 оптических усилителей, максимальное расстояние между усилителями — до 80 км при общей максимальной протяженности участка 640 км; О У (Чету 1опй) — участок состоит максимум из 5 пролетов волоконно-оптических линий связи и 4 оптических усилителей, максимальное расстояние между усилителямн — до 120 км при общей максимальной протяженности участка 600 км; О 11 (111гга 1опй) — участок без промежуточных усилителей длиной до 160 км.
Ограничения на количество пассивных участков и их длину связаны с деградацией оптического сигнала при оптическом усилении. Хотя оптический усилитель восстанавливает мощность сигнала, он не полностью компенсирует эффект хроматической дисперсии (то есть распространения волн разной длины с разной скоростью, из-за чего сигнал на приемном конце волокна «размазываетсяь), а также другие нелинейные эффекты. Поэтому для построения более протяженных магистралей необходимо между усилительными участками устанавливать мультиплексоры ГЖГ)М, выполняющие регенерацию сигнала путем его преобразования в электрическую форму и обратно. Для уменьшения нелинейных эффектов в системах РЮШАМ применяется также ограничение мощности сигнала.
Оптические усилители используются не только для увеличения расстояния между мультиплексорами, но и устанавливаются внутри самих мультиплексоров. Если мультиплексирование и кросс-коммутация выполняются исключительно оптическими средствами без преобразования в электрическую форму, то сигнал при пассивных оптических преобразованиях теряет мощность и перед передачей в линию его нужно усиливать.
Новые исследования привели к появлению усилителей, раббтающих в так называемом 1,-диапазоне (4-е окно прозрачности), от 1570 до 1605 нм. Использование этого диапазона, а также сокращение расстояния между волнами до 50 и 25 ГГц позволяет нарастить количество одновременно передаваемых длин волн до 80-160 и более, то есть обеспечить передачу графика со скоростями 800 Гбит/с-1,6 Тбит/с в одном направлении по одному оптическому волокну.
С успехами РЖАМ связано еще одно перспективное технологическое направление — полностью оптические сети. В таких сетях все операции по мультиплексированию/демультиплексированию, вводу-выводу и кросс-коммутации (маршрутизации) пользовательской информации выполняются без преобразования сигнала нз оптической формы в электрическую.
Исключение преобразований в электрическую форму позволяет существенно удешевить сеть. Однако возможности оптических технологий пока еще недостаточны для создания масштабных полностью оптических сетей, поэтому их практическое применение ограничено фрагментами, между которыми выполняется электрическая регенерация сигнала. Типовые топологии Хронологически первой областью применения технологии 1)ЪЧ)М (как и технологии 51)Н) стало создание сверхдальних высокоскоростных магистралей, имеющих топологию двухточечной цепи (рис. 1!.15). Для организации такой магистрали достаточно в ее конечных точках установить терминальные мультиплексоры ГтЮРМ, а в промежуточных точках — оптические усилители, если этого требует расстояние между конечными точками.
зз1 Сети РЮОМ Терминальный Терминальный мулыиплексор мультиплексор 1 , ', 'Оптический , '', Оптический , ',' 1 Е=1 Оборудование компьютерной сети (маршрутизаторы, коммутаторы) Рис. 11.15. Сверхдальняя двухточечная связь на основе терминальных мультиплексоров ОУУОМ В приведенной на рисунке схеме дуплексный обмен между абонентами сети происходит за счет однонаправленной передачи всего набора волн по двум волокнам.
Существует и другой вариант работы сети 0%Ч)М, когда для связи узлов сети используется одно волокно. Дуплексный режим достигается путем двунаправленной передачи оптических сигналов по волокну — половина волн частотного плана передают информацию в одном направлении, половина — в обратном. Естественным развитием топологии двухточечной цепи является цепь с промежуточными подключениями, в которой промежуточные узлы выполняют функции мультиплексоров ввода-вывода (рис. 11.16).
Рис. 1! .16. Цепь ОУУОМ с вводом-выводом в промежуточных узлах ззв Глава 11. Первичные сети Оптические мультиплексоры ввода-вывода (Орг!са! А<Ы-1)гор Мц!г!р!ехег, ОА!ЭМ) могут вывести из общего оптического сигнала волну определенной длины и ввести туда сигнал этой же длины волны, так что спектр транзитного сигнала не изменится, а соединение будет выполнено с одним из абонентов, подключенных к промежуточному мультиплексору. ОА!)М поддерживает операции ввода-вывода волн сугубо оптическими средствами или с промежуточным преобразованием в электрическую форму.
Обычно полностью оптические (пассивные) мультиплексоры ввода-вывода могут отводить небольшое число волн, так как каждая операция вывода требует последовательного прохождения оптического сигнала через оптический фильтр, который вносит дополнительное затухание. Если же мультиплексор выполняет электрическую регенерацию сигнала, то количество выводимых волн может быть любым в пределах имеющегося набора волн, так как транзитный оптический сигнал предварительно полностью демультиплексируется. Кольцевая топология (рис. 11.17) обеспечивает живучесть сети РЖ!) М за счет резервных путей.
Методы защиты трафика, применяемые в ВРУ11М, аналогичны методам в 8!)Н (хотя в РЮОМ онн пока не стандартизованы). Для того чтобы какое-либо соединение было защищено, между его конечными точками устанавливаются два пути: основной и резервный. Мультиплексор конечной точки сравнивает два сигнала и выбирает сигнал лучшего качества (или сигнал, заданный по умолчанию). Рис. 11.17. Кольцо мультиплексоров РВОМ По мере развития сетей 1)ЪЧ)М в них все чаше будет применяться ячеистая топология (рис. 11.18), которая обрепечивает лучшие показатели в плане гибкости, производительности и отказоустойчивости, чем остальные топологии: Однако для реализации ячеистой топологии необходимо наличие оптических кросс-коннекторов (Орг!са! Сгозз-Соппессог, ОХС), которые не только добавляют волны в общий транзитный сигнал и выводят их оттуда, как это делают мультиплексоры ввода-вывода, но и поддерживают произвольную коммутацию между оптическими сигналами, передаваемыми волнами разной длины.
ззе Сети РМ0М Рис. 11.1В. Ячеистая топология сетя СМЮМ Оптические мультиплексоры ввода-вывода Оатическнй мультиплексор выполняет операции смешения нескольких длин волн в общий сигнал, а также выделения волн различной длины из общего сигнала. Для выделения волн в мультиплексоре могут использоваться разнообразные оптические механизмы. В оптических мультиплексорах, поддерживающих сравнительно небольшое количество длин волн в волокне, обычно 16 или 32, применяются тонкопленочные фильтры. Они состоят из пластин с многослойным покрытием, в качестве такой пластины на практике применяется торец оптического волокна, скошенный под углом 30-45', с нанесенным на него слоями покрытия.
Для систем с большим числом волн требуются другие принципы фильтрации и мультиплексирования. В мультиплексорах Р%1)М применяются интегрально выполненные дифракциониые фазовые решетки, или дифракционные структуры (Аггауе1 т1гачейшбе Сгас1пя, АЖС). Функции пластин в них выполняют оптические волноводы или волокна. Приходящий иультнилексный сигнал попадает на входной порт (рис. 11.19, а). Затем этот сигнал проходит через волновод-пластину и распределяется по множеству волноводов, представляющих дифракционную структуру АЮС.
Сигнал в каждом из волноводов по-прежнему является мультиплексным, а каждый канал (Х1, Хь ..., Х„) остается представленным во всех волноводах. Далее происходит отражение сигналов от зеркальной поверхности, и в итоге световые потоки вновь собираются в волноводе-пластине, где происходит их фокусировка в интерференция — образуются пространственно разнесенные интерференционные максивуиы интенсивности, соответствующие разным каналам.
Геометрия волновода-пластины, в частности расположение, выходных полюсов, и значения длины волноводов структуры АяГС рассчитываются, таким образом, чтобы интерференционные максимумы совпадали с внходнымн полюсами. Мультиплексирование происходит обратным путем.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
