Выбор оптимальной технологии построения сети

Плотное спектральное мультиплексирование – DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) – позволяет одновременно передавать по одному оптическому волокну до 160 независимых информационных каналов на различных оптических несущих (длинах волн).

Рисунок 5 – Частотный план для DWDM систем

Частотный план для DWDM систем определяется стандартом ITU G.694.1. Согласно рекомендациям ITU в DWDM системах используются ”C” (1525…1565нм) и ”L” (1570…1610нм) окна прозрачности. В каждый диапазон попадают по 80 каналов с шагом 0.8нм (100ГГц). Обычно используется только ”C” диапазон, поскольку количество каналов, которые можно организовать в этом диапазоне итак хватает с избытком, к тому же затухание в волокне стандарта G.652 в С-диапазоне несколько ниже, чем в L-диапазоне.

DWDM системы предъявляют более высокие требования к компонентам, чем CWDM (ширина спектра источника излучения, узкополосные оптические фильтры), из-за чего стоимость DWDM-систем несколько больше, чем у CWDM-систем (стоимость 10Гбит/с оптических трансиверов практически одинакова. Таким образом, используя только С-диапазон, можно организовать до 40 каналов по одному оптическому волокну.

Рисунок 6 - Топология «точка-точка»

DWDM можно использовать и тогда, когда пропускной способности CWDM системы уже не хватает. В CWDM-окно 1550/1530нм попадает 16 несущих DWDM. Таким образом, появляется возможность поверх CWDM организовать от 1 до 8 DWDM каналов по одному волокну.

Рисунок 7 - Использование DWDM в CWDM

Помимо того, что на DWDM можно организовать большее число каналов, еще одно преимущество перед CWDM заключается в том, что в C и L диапазонах возможно усиление сигнала при помощи недорогих и эффективных эрбиевых усилителей (Erbium Doped Fiber Amplifier, EDFA), тем самым можно организовать протяженные оптические линии с большой пропускной способностью без использования промежуточной электрической регенерации.

Рисунок 8 - Организация протяженной линии с использованием EDFA и DCM

В G.652 стандарте оптического волокна в диапазоне 1550нм хроматическая дисперсия составляет 17пс/(нм*км). Это является главным ограничением для организации 10Гбит/с каналов на большие расстояния, так как с ростом скорости передачи данных дисперсия в большей степени влияет на фронт импульса. Для восстановления фронта импульсов используют компенсаторы дисперсии (Dispersion compensation module, DCM), позволяющие восстановить фронт импульсов, искаженных из-за дисперсии. При изготовлении таких устройств используется технология производства оптических волокон с отрицательным значением хроматической дисперсии.

DWDM технология получает все большее распространение при построении и модернизации волоконно оптических линий связи большой пропускной способности. Такие системы применяют там где, пропускной способности CWDM-систем не хватает, а также для построения протяженных магистральных линий DWDM SDH и Ethernet.

Выбор топологии сети

Задача выбора топологии сети может быть решена достаточно легко, если знать возможный набор базовых стандартных топологий, из которых может быть составлена топология сети в целом. Ниже рассмотрены такие базовые топологии и их особенности.

Топология "точка-точка". Сегмент сети, связывающий два узла А и В, или топология "точка-точка", является наиболее простым примером базовой топологии SDH сети. Она может быть реализована с помощью терминальных мультиплексоров ТМ, как по схеме без резервирования канала приема/передачи, так и по схеме со 100% резервированием типа 1+1, использующей основной и резервный электрический или оптический агрегатные выходы (каналы приема/передачи). При выходе из строя основного канала сеть в считанные десятки миллисекунд может автоматически перейти на резервный.

Несмотря на свою простоту, именно эта базовая топология наиболее широко используется при передаче больших потоков данных по высокоскоростным магистральным каналам, например, по трансокеанским подводным кабелям, обслуживающим магистральный цифровой телефонный трафик. Она же используется как составная часть радиально-кольцевой топологии (используется в качестве радиусов кольцевой сети) и является основой для топологии типа "последовательная линейная цепь".

Топология "звезда". В этой топологии один из удаленных узлов сети, связанный с центром коммутации (например, цифровой АТС) или узлом сети SDH на центральном кольце, играет роль концентратора, где часть трафика может быть выведена на терминалы пользователей, тогда как оставшаяся его часть может быть распределена по другим удаленным узлам.

Топология "последовательная линейная цепь". Эта базовая топология используется тогда, когда интенсивность трафика в сети не так велика и существует необходимость ответвлений в ряде точек на линии, где могут вводится и выводиться каналы доступа.

Она реализуется с использованием как терминальных мультиплексоров на обоих концах цепи, так и мультиплексоров ввода/вывода в точках ответвлений. Эта топология напоминает последовательную линейную цепь, где каждый мультиплексор ввода/вывода является отдельным ее звеном. Она может быть представлена либо в виде простой последовательной линейной цепи без резервирования, либо более сложной цепью с резервированием типа 1+1. Последний вариант топологии часто называют уплощенным кольцом.

Топология “кольцо”. Эта топология, широко используется для построения сетей SDH первых трех уровней SDH иерархии: 155, 622 и 2500 Мбит/с. Основное преимущество этой топологии - легкость организации защиты типа 1+1, благодаря наличию в мультиплексорах SMUX двух пар (основной и резервный) оптических агрегатных выходов (каналов приема/передачи): восток - запад, дающих возможность формирования двойного кольца со встречными потоками.

Так как перед нами стоит дополнительная задача по выделению цифровых потоков в нескольких населенных пунктах, наилучшим решением будет выбор топологии типа «последовательная линейная цепь». Резервирование производиться не будет, так как это дополнительно требует значительных финансовых затрат и не является обязательным для данной сети.

Выбор оборудования