Post on 02-Jan-2016
description
Eksploatacija Telekomunikacionih Mreža-Saobraćajni Odsek –
26-03-2012
Eksploatacija Telekomunikacionih Mreža
Dense Wavelength Division Multiplex (DWDM)
Eksploatacija Telekomunikacionih Mreža-Saobraćajni Odsek –
OPTIČKE MREŽE - RAZVOJ
Optička vlakna u masovnoj upotrebi od 1970-tih
TDM mreže: PDH SDH
SONET/SDH mreže danas dominiraju kod “telekom” provajdera
SDH kapacitet: 2.5 Gb/s (STM-16), 10 Gb/s (STM-64), 40 Gb/s (STM-
256) Sistemi protoka 160 Gb/s (STM-1024) su u fazi
testiranja
OPTIČKE MREŽE - PROBLEMI
SDH mreža: optimizovana za prenos govora prenos podataka zahteva paketski komutiranu mrežu
Eksplozivan razvoj Interneta i novih aplikacija zahteva efikasnije iskorišćenje propusnog opsega vlakna
SDH nudi maksimalnih 40 Gb/s: Dalji rast ograničen brzinom procesorske elektronike
OPTIČKE MREŽE - PROBLEMI
Podaci
Govor
Kol
ičin
a sa
obra
ćaja
Telefonska mreža
Mreža za prenos podataka
WDM – WAVELENGTH DIVISION MULTIPLEXING
Multipleks optičkih signala različitih talasnih dužina
Talasna dužina = lambda () = WDM kanal: Prenosi digitalan signal nezavisno od protoka i formata
Deli raspoloživi spektar vlakna na nepreklapajuće intervale oko talasnih dužina na kojima se vrši prenos
Uslov: predajnici (laseri) uskog spektra i stabilne centralne talasne dužine
WDM (DE)MULTIPLEKSIRANJE
Ulazni interfejs
Optički ili električni
Ulazni digitalan signal nezavisan od formata i protoka
Konvertor talasnih dužina
Vrši konverziju talasne dužine ulaznog signala na odgovarajuću talasnu dužinu za prenos sa ITU-T definisane skale
Pasivni optički multiplekser
Formira WDM optički signal sastavljen iz sastavljen od većeg broja komponentnih signala
Izlazni optički pojačavač
Optički EDFA pojačavač namenjen izlaznom pojačanju signala za domet od 80-120 km
Optičko vlakno
WDM kompatibilno optičko vlakno
DWDM
D (Dense) WDM: veliki broj (>16)
Primer (današnji Long-Haul DWDM): 160 po vlaknu, 10 Gb/s ukupan protok kroz vlakno = 1.6 Tb/s !
ITU-T grid: razmak = 100 GHz; C i L opseg
Budući ciljevi: Smanjenje na 50, 25, 12.5 GHz 1260-1625 nm ~ 1000
ITU-T G.692 SKALA
Frekvencija[THz]
Tal. Dužina[nm]
Frekvencija[THz]
Tal. Dužina[nm]
Frekvencija[THz]
Tal. Dužina[nm]
196.1 1528.77 194.6 1540.56 193.1 1552.52
196 1529.55 194.5 1541.35 193 1553.33
195.9 1530.33 194.4 1542.14 192.9 1554.13
195.8 1531.12 194.3 1542.94 192.8 1554.94
195.7 1531.9 194.2 1543.77 192.7 1555.75
195.6 1532.68 194.1 1544.53 192.6 1556.56
195.5 1533.47 194 1545.32 192.5 1557.36
195.4 1534.25 193.9 1546.12 192.4 1558.17
195.3 1535.04 193.8 1546.92 192.3 1558.98
195.2 1535.82 193.7 1547.72 192.2 1559.79
195.1 1536.61 193.6 1548.51 192.1 1560.61
195 1537.4 193.5 1549.32 192 1561.42
194.9 1538.19 193.4 1550.12 191.9 1562.23
194.8 1538.98 193.3 1550.92 191.8 1563.05
194.7 1539.77 193.2 1551.72 191.7 1563.86
TAČKA-TAČKA DWDM SISTEMI
Prvi korak evolucije današnje optičke mreže ka potpuno-optičkoj mreži budućnosti
Par terminalnih (de)multipleksera standardizovanih interfejsa prema mrežnoj opremi u čvorovima mreže
Upotrebom optičkih pojačavača na svakih ~120 km raspon linka bez regeneracije preko 600 km
Teret se prebacuje na čvorove mreže – “uska grla”
TAČKA-TAČKA DWDM SISTEMI
Terminalni multiplekser
Na opisani način formira DWDM multipleksirani optički signal
Optički prenosni medijum
Prenos DWDM signala podložan degradaciji
Terminalni demultiplekser
Iz DWDM signala izdvaja komponentne signale
TERMINALNI OPTIČKI MULTIPLEKSER
Prihvata skup optičkih signala različitih talasnih dužina i kombinuje ih u jedinstven WDM optički signal
Demultiplekseri – vrše obrnutu funkciju najčešće koristeći isti fizički princip kao multiplekseri
Pasivni i aktivni
Problemi: preslušavanje i izdvojivost kanala
PRIZME – DE/MULTIPLEKSIRANJE
Demultipleksiranje optičkog DWDM signala na prizmi
Usmeren paralelan snop polihromatske svetlosti prelama se na površi AB
Komponente na različitim talasnim dužinama prelamaju se pod različitim uglovima
Izlazna svetlost – skup snopova različitih talasnih dužina međusobno razdvojenih za mali ugaoSistem sočiva prikuplja svaku frekvencijsku komponentu i fokusira je u odgovarajuće vlakno
Multipleksiranje optičkog DWDM signala na prizmi
Potpuno inverzan postupak prethodnom
AWG – Arrayed Waveguide Grating
Ulazni snop polihromatske svetlosti difraktuje se na ulaznom otvoru S1
Difraktovan talas prostire se kroz talasovode kod kojih postoji konstantna razlika u dužini optičkog puta
Na krajevima svakog talasovoda dolazi do konstruktivne interferencije komponenti na različitim talasnim dužinama
Izdvojeni signali usmeravaju se na odvojena optička vlakna
VIŠESLOJNI TANKI FILM-FILTRI
Thin Film FiltersTanki film-filtar
Niz tankih slojeva (filmova) dielektrika različitih indeksa prelamanja
Višestruke reflaksije na graničnim površima slojeva različitih indeksa prelamanja uzrok su konstruktivne i destruktivne interferencije
Propuštena komponenta svetlosti zavisi od debljine i indeksa prelamanja uzastopnih slojeva
Ulazni gubici: 0.2 – 2 dB
Potiskivanje u nepropusnom opsegu: 30 – 50 dB
TERMINALNI O-MUX
Osnovne karakteristike
Proširiv do 32 kanala
Interfejsi od 10 Mb/s do 2.5 Gb/s
Integrisan sistem upravljanja i dodele kanala SNMP protokolom
Modularan, laka nadogradnja
“Hot swappable”
Dometa 80 km
Podrška: STM-1, STM-4, STM-16, ATM, Fast Ethernet, GE, FDDI, ESCON, Fibre Channel
TAČKA-TAČKA DWDM SISTEM
Storage Area Network SAN provajder
Banka
Gradskauprava
Optički DWDM link(dometa 80 km)
OPTIČKA VLAKNA u DWDMu
Prvi optički prozor – 850 nm
Danas u upotrebi kod MM vlakana
Nije interesantan za DWDM primenu
Drugi optički prozor – 1310 nm
SMF G.652 vlakna projektovana za upotrebu u ovom prozoru
Približno nulta disperzija
Oko 95 % vlakana na daleko-dometnim linkovima su SMF
Treći optički prozor – 1550 nm – “C opseg”
Minimalno podužno slabljenje
Opseg rada EDFA pojačavača
Kod SMF G.652 vlakna problem velika disperzija
Dizajn DSF G.653 vlakna – Nepogodno za DWDM
Dizajn NZ-DSF G.655 DWDM vlakna
Četvrti optički prozor – 1625 nm – “L opseg”
Takođe u DWDM upotrebi
Teži se proširenju rada EDFA na ovaj opseg
DWDM – “C” i “L” OPSEG
Teži se proširenju spektralnog opsega za upotrebu u DWDMu na oblast 1260 – 1625 nm
Plavi opseg: 1529-1536 nm
16 kanala na 50 GHz razmaka
Crveni opseg: 1542-1561 nm
48 kanala na 50 GHz razmaka
Infra-crveni opseg: 1575-1602 nm
64 kanala na 50 GHz razmaka
ADD-DROP MULTIPLEKSERI - OADM
Vrše izdvajanje i umetanje jedne ili više talasnih dužina DWDM signala u nekoj tački prenosnog puta
Potpuno-optički uređaj: važan element buduće potpuno optičke DWDM mreže
OADM: Statički – izdvaja unapred definisan skup talasnih
dužina Dinamički – sa podesivim (tunable) filtrima
OPTIČKI DWDM PRSTENOVI
Linearni Add-Drop DWDM sistem
Proširenje tačka-tačka DWDM sistema OADM multiplekserima
OPTIČKE DWDM MREŽE
All-Optical Network = Optical Transport Network OTN = Wavelength Routed Network
OTN: Koncept u razvoju Mnoge neophodne tehnologije sazrevaju Teži se kvalitetnom procesu standardizacije Osnovni servis: iznajmljivanje talasnih dužina
OTN – TERMINOLOGIJA
OTN – Optička transportna mreža
OXC – Optical Cross-ConnectFXC – Fiber Cross-Connect
WSXC – Wavelength Selective Cross-Connect
WIXC – Wavelength Interchanging Cross-Connect
Optical Packet Routers
OLS – Optical Line SystemDWDM link: skup OLS kanala – talasnih dužina
Osnovna funkcija: međupovezivanje osnovnih elemenata OTN mreže: OXC, OA, OADM
Osnovna idejaIzmestiti elektronsku obradu podataka iz čvorova na krajeve OTN mreže
IP ruteri, ATM svičevi, SDH DXC – klijenti OTN mreže
?
?
OCh – Optical ChannelOptički kanal ili svetlosna putanja - Lightpath
Klijenti OTN mreže uspostavljaju optičku konekciju preko potpuno-optičke OTN mreže u vidu optičkog kanala - OCh
OPTIČKI OXC UREĐAJI
OXC – Optički komutacioni sistem
Osnovna funkcijaVrši uspostavljanje OCh kanala preko čvora mreže prespajanjem ulaznih i izlaznih OLS kanala () posredstvom optičke prostorne komutacione matrice
Kontrolna ravan:Signalizacija i
protokoli rutiranja
Ravan podataka:Optička Cross-
Connect matrica
Unidirekcioni DWDM OLS ka drugim OXC
Unidirekcioni DWDM OLS ka drugim OXC
Pojedinačni OLS kanali ka IP ruterima, SDH MUX, ATM
OXC – KOMUTACIJA OLS KANALA
Optička Komutacija
3
Dolazni interfejs
Ulazni OLS kanal - 1
Odlazni interfejs
Izlazni OLS kanal - 3
OXC - TEHNOLOGIJE
Fluidno punjenje
Ukrštanje talasovoda
Talasovod
Kanal
Si podloga
Termo-optički OXC
OXC - TEHNOLOGIJE
Silicijumska podloga
Rotirajućamikro-ogledala
Micro Opto-Electro Mechanical Systems
Pitanja?
Šta je to DWDM? Koliki kapacitet prenosa jednog optičkog vlakna je ostvariv upotrebom DWDM-a?
Šta je optička transportna mreža (OTN)? Koji je osnovni servis OTN mreže?