Pasywne rozwiązania DWDM
1 sierpnia 2013

Zwielokrotnienie falowe DWDM (z ang. Dense Wavelength Division Multiplexing) jest techniką zwielokrotnienia pojemności łącza o największych możliwościach funkcjonalnych i transmisyjnych. Podstawowe wymagania dotyczące transmisji DWDM (takie jak ilość kanałów, odstęp międzykanałowy, nominalne centralne częstotliwości kanałów, itp.) zostały zdefiniowane w rekomendacji ITU-T G.694.1. Rekomendacja ta definiuje siatki kanałów DWDM z odstępem międzykanałowym od 12.5 GHz do 100 GHz i więcej. Obecnie najczęściej stosowane w praktyce siatki DWDM to 50 GHz i 100 GHz. W porównaniu do transmisji CWDM, odstęp międzykanałowy w technice DWDM jest dwa rzędy wielkości mniejszy i dostępnych jest więcej kanałów – przy siatce 100 GHz jest to zwykle do ok. 40 kanałów (dwa razy więcej przy wykorzystaniu siatki 50 GHz). Praktycznie zawsze do transmisji DWDM wykorzystywane jest tzw. okno C, czyli zakres długości fal od ok. 1525 nm do 1560 nm. W porównaniu do zakresu fal wykorzystywanego w technice CWDM (czyli 1270-1610 nm), spektralny zakres pracy systemów DWDM jest o wiele węższy, co w połączeniu z większą ilością kanałów oznacza, że wykorzystanie dostępnego spektrum jest dużo lepsze.

Dzięki prowadzeniu transmisji wyłącznie w okolicach fali 1550 nm, straty na włóknie światłowodowym widziane przez poszczególne kanały są praktycznie jednakowe (w przypadku transmisji CWDM może być zupełnie inaczej), dostępne są wzmacniacze optyczne EDFA pozwalające na istotne zwiększenie zasięgów (długość łącz CWDM jest zwykle limitowana budżetem mocy, w przypadku łącz DWM są one z reguły limitowane budżetem OSNR) oraz dyspersja chromatyczna dla wszystkich kanałów jest podobna, co umożliwia jej kompensowanie w razie potrzeby.

Podobnie jak w przypadku systemów CWDM, transportowe sieci DWDM mogą być budowane jako aktywne lub pasywne. Określenie „aktywne rozwiązania DWDM” oznacza systemy z dedykowaną platformą transportową warstwy 1, czyli z urządzeniami aktywnymi (głównie transponderami) odpowiadającymi za przesył sygnału. Aktywne  rozwiązania DWDM są stosowane w większości rozległych sieci szkieletowych, gdyż zapewniają rozbudowane funkcjonalności regeneracji, monitoringu, zarządzania całą siecią, provisioningu i demarkacji sygnału. Firma ELMAT posiada w ofercie również aktywne rozwiązania DWDM, które można znaleźć w kategorii „Urządzenia aktywne”.

Podstawową wadą aktywnych rozwiązań DWDM jest oczywiście ich koszt. Głównym składnikiem kosztowym są transpondery. Ich procentowy udział w koszcie całego systemu waha się naturalnie w zależności od funkcjonalności, ale w przypadku prostych sieci jest to zwykle ponad 70%. Dlatego też wielu operatorów decyduje się na budowę sieci DWDM bez transponderów, czyli tzw. „pasywne rozwiązania DWDM”. Dotyczy to zwłaszcza mniejszych i średnich operatorów, z których punktu widzenia dodatkowe koszty generowane przez konieczność zakupu transponderów nie są równoważone przez ich zalety i funkcjonalności. Określenie „pasywne rozwiązania DWDM” nie jest do końca ścisłe, gdyż często w takich sieciach stosowane są wzmacniacze optyczne (z reguły typu EDFA, ang. Erbium Doped Fiber Amplifier, wzmacniacze światłowodowe domieszkowane erbem), które są oczywiście urządzeniami aktywnymi. Koszt pasywnych rozwiązań DWDM jest znacząco niższy, niż w przypadku stosowania pełnej klasycznej platformy transportowej. Zasięg takich łącz projektowanych i dostarczanych przez firmę ELMAT może być porównywalny z zasięgiem łącz w aktywnych sieciach DWDM, gdyż, jak wspominano, w pasywnych rozwiązaniach DWDM w dalszym ciągu można stosować wzmacniacze optyczne, natomiast degradujący jakość sygnału szum optyczny produkowany przez wzmacniacze optyczne może być niwelowany poprzez zastosowanie unikalnych quasi-transponderów  OTN firmy Menara Networks, które dzięki implementacji kodowania korekcyjnego FEC (tzw. GFEC i EFEC) posiadają budżet OSNR taki sam jak klasyczne transpondery OTN. Podobnie dyspersja chromatyczna może być kompensowana. Nic więc nie stoi na przeszkodzie, aby przy użyciu pasywnych rozwiązań DWDM oferowanych przez firmę ELMAT zestawiać np. łącza 10G o długości 1 000 km! Tak naprawdę jednak największą zaletą oferowanych przez nas rozwiązań jest ich elastyczność i co za tym idzie efektywność kosztowa, gdyż jesteśmy w stanie zaprojektować i dostarczyć zarówno system np.  do transportu punkt-punkt 4 kanałów DWDM na odległość 100 km, jak i łącze z wieloma węzłami OADM (węzły add/drop) do transmisji 80 kanałów DWDM na odległość 1 000 km.

Pasywny system transmisyjny DWDM składa się z kilku elementów składowych:

- moduły optyczne (przetworniki, ang. transceiver) np. typu SFP, SFP+, XFP, Xenpak, X2, itp., zgodne ze wymaganiami stawianymi laserom stosowanym w sieciach DWDM. Firma ELMAT posiada w ofercie zarówno standardowe moduły z optyką DWDM wszystkich standardów, jak i unikalne moduły XFP, SFP+ i Xenpak z wbudowanym chipem ramkującym OTN i z koderem FEC (tzw. quasi-transpondery OTN) firmy Menara Networks (zapewniające większy budżet mocy i przede wszystkim większy budżet OSNR),

- pasywne filtry i multipleksery DWDM, stosowane w terminalach i węzłach add/drop do łączenia (multipleksery), rozdzielania (demultipleksery) i wyodrębniania wybranych kanałów DWDM z multipleksu optycznego (filtry add/drop),

- moduły kompensacji dyspersji  chromatycznej (DCM, z ang. dispersion compensating module), z reguły stosowane w łączach transmitujących sygnały 10G i szybsze. Dyspersja chromatyczna jest własnością włókna światłowodowego silnie degradującą jakość transmisji sygnałów 10G i szybszych, a ilość skumulowanej dyspersji chromatycznej zależy od długości łącza,

- wzmacniacze optyczne (zwykle EDFA, chociaż w ofercie firmy ELMAT są też mniej typowe wzmacniacze Raman i ROPA, z ang. remote optically pumped amplifier), stosowane do zwiększania efektywnego dostępnego budżetu mocy i wydłużania w ten sposób maksymalnej długości łącza. Firma ELMAT posiada w ofercie zarówno wzmacniacze jednokanałowe, jak i wielokanałowe DWDM (z filtrem GFF wygładzającym profil wzmocnienia). Posiadamy też w ofercie unikalne dwukierunkowe wzmacniacze EDFA, pozwalające na zestawiania dwukierunkowej transmisji DWDM ze wzmocnieniem optycznym po jednym włóknie. Wadą wzmacniaczy optycznych, zwłaszcza w długiej kaskadzie, jest zjawisko zwiększania się ilości szumu optycznego w łączu, co degraduje jakość sygnału (poprzez obniżanie optycznego stosunku sygnał-szum, OSNR, z ang. optical signal to noise ratio). Może to wymagać stosowania przetworników z wbudowanym kodowaniem korekcyjnym FEC.

- inne elementy specjalne, np. cyrkulatory, umożliwiające przejście z transmisji po dwóch włóknach na jedno włókno, czy też izolatory lub sprzęgacze.

 

Ze względu na bardzo małe odległości między sąsiednimi kanałami, wąskie pasma przenoszenia filtrów i, co za tym idzie, bardzo restrykcyjne wymagania na stabilność laserów DWDM, jakość komponentów składowych systemów DWDM odgrywa absolutnie kluczową rolę dla stabilności transmisji! Wystarczy wspomnieć, że pasmo przenoszenia typowego filtru DWDM 100 GHz wynosi jedynie +/-0.11 nm, przy długości fali ok. 1550 nm. Tak wyśrubowane wymagania techniczne na jakość i stabilność filtrów i laserów DWDM mogą być spełnione tylko przez dostawców dysponujących odpowiednią wiedzą i potencjałem technicznym. Stosowanie laserów (podobnie jak i filtrów) DWDM niskiej jakości od niesprawdzonych dostawców może skutkować dryftem długości fali (wraz z wiekiem lub temperaturą pracy), które w efekcie mogą powodować wyłączenia transmisji. Wyłączenia takie są często losowe i o zmiennym czasie trwania i ich przyczyna jest bardzo trudna do zidentyfikowania bez specjalistycznego sprzętu. Dlatego też w oferowanych przez nas rozwiązaniach zawsze rekomendujemy stosowanie zarówno filtrów, jak i modułów (przetworników) marki Fibrain. Posiadamy w ofercie przetworniki DWDM w praktycznie każdym standardzie (m.in. GBIC, SFP, SFP+, XFP, Xenpak, X2, itd), jak również strojone (w całym paśmie C, kompatybilne z siatką 50 GHz) moduły DWDM XFP i SFP+.

     

Ze względu na rygorystyczne tolerancje filtrów i multiplekserów DWDM muszą być one mierzone w odpowiedni sposób, przy użyciu wysokiej klasy sprzętu pomiarowego, gdyż przy tak niewielkich szerokościach pasma przenoszenia i odstępie międzykanałowym każde przesunięcie pomiarowego źródła światła o kilka GHz może już całkowicie przekłamać wyniki. Co więcej, użytkownik systemu DWDM musi mieć pewność, że wartości podane w raporcie testowym są wiarygodne i zmierzone dla najgorszego możliwego przypadku (ang. worst case). Wszystkie kluczowe z punktu widzenia niezawodności sieci parametry optyczne, takie jak tłumienność wtrąceniowa, izolacja międzykanałowa, jednorodność tłumienia i zafalowanie profilu pasma przenoszenia (ang. ripple) muszą być zmierzone z wysoką dokładnością i podane  w raporcie testowym dla najgorszego możliwego przypadku. Jedynie pomiar całego profilu spektralnego filtru daje pełne informacje o rzeczywistych wartościach tłumienności i izolacji. Co więcej, tylko pomiar metodą lasera strojonego jest w stanie zapewnić odpowiednią rozdzielczość (rzędu pojedynczych GHz), nawet pomiar metodą z wykorzystaniem źródła szerokopasmowego i optycznego analizatora widma jest zwykle niewystarczający, ze względu na niedostateczną rozdzielczość analizatora. Dlatego też przy zakupie filtrów i multiplekserów DWDM należy zawsze domagać się, aby były do nich dołączone raporty testowe ukazujące ich pełen profil spektralny, by mieć pewność co do ich jakości i wiarygodności producenta.

 

Oferowane przez firmę ELMAT pasywne systemy DWDM są w pełni specjalizowane i mogą mieć pojemność do 80 kanałów DWDM, z funkcjonalnościami regeneracji optycznej (wzmacniaczami optycznymi), kompensacji dyspersji, z kodowaniem korekcyjnym FEC, czy też dodatkowymi funkcjonalnościami multiplekserów (np. port monitoringu mocy 1%, port monitoring OTDR 1625/1650 nm, port szary 1310 nm, port Upgrade). Podobnie dostępne są rozwiązanie do dwukierunkowej transmisji po jednym włóknie, również ze wzmocnieniem optycznym. Hybrydowe systemy DWDM/CWDM są oczywiście  również dostępne.

Z punktu widzenia użytkownika, obsługa i instalacja pasywnego systemu DWDM jest zwykle bardzo prosta. W typowym przypadku, operator do klasycznej przełącznicy wpina po prostu z jednej strony kabel liniowy, natomiast porty klienckie łączone są patchcordami z przetwornikami DWDM, obsadzonymi w dowolnym urządzeniu sieciowym (może być to np. przełącznik ethernetowy, router IP czy też krotnica SDH). Dodatkowe elementy DWDM, np. kompensatory dyspersji DCM czy też wzmacniacze optyczne EDFA są równie proste do podłączenia.

Nie tylko funkcjonalności sieciowe mogą być w pełni specjalizowane i dopasowane do potrzeb użytkownika, ale również wykonanie i obudowy. Dostępne są zarówno typowe centralowe przełącznice 19’’, jak również filtry do zastosowań zewnętrznych (outdoor), np. do spawania w mufie czy też w multipleksery w obudowach hermetycznych do instalacji np.  w słupkach ulicznych. Inne typowe standardy obudów telekomunikacyjnych (np. LGX, DIN) są oczywiście również możliwe.

 

Ponieważ oferowane przez firmę ELMAT pasywne systemy DWDM są przez nas projektowane i produkowane, jesteśmy w stanie zapewnić pełną specjalizację i optymalizację proponowanego rozwiązania pod konkretne wymagania projektowe, jak również zapewnić najwyższy poziom wsparcia technicznego. Zakres wsparcia obejmuje m.in. konsultacje techniczne, projekt techniczny i policzenie realizowalności łącza, czy też modyfikacje elementów składowych na potrzeby danego projektu, jak również (jeśli są konieczne) pomiary terenowe. W celu uzyskania bliższych informacji technicznych prosimy o skontaktowanie się ze swoim opiekunem handlowym lub wysłanie email na adres elmat@elmat.pl

 

×

Pliki cookies w naszym serwisie.

Informacji zarejestrowanych w plikach "cookies" używamy m.in. w celach reklamowych i statystycznych oraz w celu dostosowania naszych serwisów do indywidualnych potrzeb użytkowników. Możesz zmienić ustawienia dotyczące "cookies" w swojej przeglądarce internetowej. Jeżeli pozostawisz te ustawienia bez zmian pliki cookies zostaną zapisane w pamięci urządzenia. Zmiana ustawień plików "cookies" może ograniczyć funkcjonalność serwisu. Nie pokazuj więcej tego komunikatu.