Руководство по технологии и тестированию систем WDM - Жирар А.
Скачать (прямая ссылка):
Сложность современных сетей и требования к их надежности за последние годы значительно возросли. Раньше в оптической сети было достаточно нескольких коммутаторов с простыми возможностями перенаправления сигнала, теперь в сетях требуются мощные системы кросс-коммутации типа NxN, выполняющие сложные операции по полной переконфигурации N оптических сигналов. Способность осуществлять полную неблокируемую коммутацию сигналов становится крайне важной функцией для современных полностью оптических сетей. Поэтому огромную практическую важность приобрели устройства оптической кросс-коммутации OXC (Optical Cross Connect), в которых не происходит оптоэлектронного преобразования .
Ранее обычно использовались коммутаторы типа 1 xN с электрическим управлением, переключающие сигнал со входного волокна между несколькими выходными волокнами. В оптических сетях они выполняли функцию восстановления связи и не позволяли осуществлять динамическое выделение или перераспределение полосы пропускания.
2.5.5 Устройства оптической кросс-коммутации OXC
Для перенаправления нескольких каналов могут использоваться простые оптические переключатели. Однако, они не подходят для сложных сетевых архитектур (кольцевой, ячеистой) с большим количеством узлов и точек доступа, где необходима гибкая быстрая коммутация большого числа каналов. Несколько лет назад начали внедряться технологии оптической кросс-коммутации.
Поначалу коммутация была оптомеханической - выполнялась с помощью крошечных зеркал, размещенных на пути оптического луча. Использование микротехнологии и
3 Такой способ коммутации получил название «непрозрачной коммутации» - прим. ред.
4
"Прозрачная коммутация" - прим. ред.
ГЛАВА 2
ОСНОВЫ
технологии на основе систем MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems) позволяет разместить множество коммутирующих линз и микрозеркал вместе с их приводами на одном кремниевом кристалле. Такие устройства могут иметь сотни портов, обладают низкими вносимыми потерями, очень высокой изоляцией каналов (до 80 дБ) и могут использоваться в широком диапазоне длин волн.
В настоящее время с целью разработки устройств кросс-коммутации изучаются возможности применения полностью оптических технологий на основе оптических волноводов, жидких кристаллов и технологии цилиндрических магнитных доменов, параметры которых можно быстро менять с помощью изменения температуры, управляющего электрического тока или оптических вентилей (отдельных оптических усилителей, которые можно быстро включать и выключать).
Постоянно возрастающий спрос на быстрое, надежное и недорогое оборудование для оптической коммутации будет в ближайшем будущем стимулировать научные исследования и разработки в этой области.
Адресные устройства ввода/вывода каналов
Адресные устройства ввода/вывода каналов (Addressable Add/Drop Device) обеспечивают селективную маршрутизацию каналов в системах DWDM. В этих устройствах оптические коммутаторы применяются вместе с другими компонентами, основанными на технологии коммутации волокон или на технологии коммутации длины волны. Адресные устройства ввода/вывода каналов дают возможность осуществлять маршрутизацию полностью на оптическом уровне и исключают, таким образом, необходимость преобразования оптического сигнала в электрический и затем обратно. Неплохим примером такой технологии являются решетка массива волноводов AWG. Общая схема устройства оптической кросс-коммутации OXC показана на рис. 2.9. В этом устройстве оптические каналы с различными длинами волн, поступающие на входные порты, могут переключаться между всеми выходными портами произвольным образом. Такое устройство может быть дополнено управляемым портом, позволяющим осуществлять селективную маршрутизацию по длине волны.
Управляющий сигнал
A.1
Выход
Выход
OXC
Рис. 2.9 Канал с длиной волны А, с любого входного порта может быть перенаправлен на любой выходной порт
ГЛАВА 2
ОСНОВЫ
2.5.6 Волновые разветвители
В системах WDM часто бывает необходимо выделять отдельные информационные каналы с заданной длиной волны. В настоящее время имеются полностью пассивные оптические устройства, выполняющие эту функцию. Зависимость параметров от частоты, которую нужно избегать при производстве таких оптических компонентов, как широкополосные разветвители, в то же время может быть использована для производства компонентов с сильной зависимостью выходного сигнала от длины волны на входе, что и имеет место в случае волновых разветвителей. В первых системах WDM волновые разветвители повсеместно использовались для разделения длин волн 1310 нм и 1550 нм, или для объединения сигнала накачки с длиной волны 980 нм или 1480 нм с входным сигналом с длиной волны 1550 нм в волокне, легированном эрбием, в усилителе EDFA.
2.5.7 Устройства компенсации дисперсии
Оптическое волокно и некоторые компоненты систем WDM обладают хроматической дисперсией. Показатель преломления волокна зависит от длины волны сигнала, что приводит к зависимости скорости распространения сигнала от длины волны (материальная дисперсия). Даже если показатель преломления не зависел бы от длины волны, сигналы разных длин волн все равно распространялись бы с разной скоростью из-за внутренних геометрических свойств волокна (волноводная дисперсия). Результирующее воздействие материальной и волноводной дисперсий называется хроматической дисперсией.
