Transcript ETM_22_04_2014

Eksploatacija Telekomunikacionih Mreža
Eksploatacija Telekomunikacionih Mreža
-Saobraćajni Odsek –
22-04-2014
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 (STM256)
 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
Količina saobraćaja
Podaci
Govor
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
Optičko vlakno
WDM kompatibilno optičko vlakno
Konvertor
Ulazni interfejs
talasnih dužina
Pasivni
Izlazniulaznog
optički
optičkimultiplekser
pojačavač
Optički
Vrši
konverziju
ili električni
talasne dužine
signala na odgovarajuću
FormiraEDFA
Optički
talasnu
WDM pojačavač
optički
dužinu
signal
namenjen
sastavljen iz
Ulazni
za
prenos
digitalan
sa ITU-T
signal
sastavljen
izlaznom
definisane
pojačanju
odskale
većegsignala
broja komponentnih
za domet od
nezavisan od formata
signala
80-120
i protoka
km
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
DWDM – GUSTINA PAKOVANJA 

Granice na gustinu pakovanja 10 Gb/s (npr. STM-64 ili 10
GE) signala
TAČKA-TAČKA DWDM SISTEMI




Prvi korak evolucije današnje optičke mreže ka potpunooptičkoj 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
Optički prenosni medijum
Prenos DWDM signala podložan degradaciji
Terminalni multiplekser
Na opisani način formira DWDM
multipleksirani optički signal
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
Multipleksiranje optičkog DWDM signala na prizmi
Potpuno inverzan postupak prethodnom
Usmeren paralelan snop polihromatske
svetlosti prelama
Izlazna
Sistem
se na sočiva
svetlost
površi prikuplja
AB
– skup snopova
svaku frekvencijsku
različitih talasnih
dužina međusobno
komponentu
i fokusira
razdvojenih
je u odgovarajuće
za mali ugao
vlakno
Komponente na različitim talasnim dužinama
prelamaju se pod različitim uglovima
AWG – Arrayed Waveguide Grating
Ulazni snop Na
Difraktovan
polihromatske
krajevima
Izdvojeni
talas
svakog
svetlosti
prostire
signali
talasovoda
usmeravaju
se krozdolazi
sedo
difraktuje sekonstruktivne
talasovode
na ulaznom
na odvojena
kod
otvoru
interferencije
kojihSoptička
postoji
komponenti
konstantna
vlakna
na
1
razlika u dužini
različitim
talasnim
optičkog
dužinama
puta
AWG – INTEGRACIJA NA Si PLOČICI
VIŠESLOJNI TANKI FILM-FILTRI
Tanki film-filtar

Ulazni gubici: 0.2 – 2 dB
Thin Film
Niz Filters
tankih slojeva (filmova) dielektrika
različitih indeksa prelamanja
Potiskivanje u nepropusnom opsegu: 30 – 50 dB
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
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
TERMINALNI O-MUX
TAČKA-TAČKA DWDM SISTEM
Banka
Gradska
uprava
Storage Area Network
SAN provajder
Optički DWDM link
(dometa 80 km)
OPTIČKA VLAKNA u DWDMu
Drugi
Treći
optički
optički
prozor
prozor
– 1310
– 1550
nmnm – “C opseg”
SMF G.652
Minimalno
podužno
vlakna
projektovana
slabljenje za
Četvrti
optički
Prvi optički prozor
– 850
nm prozor – 1625 nm – “L opseg”
upotrebu u ovom prozoru
Opseg radauEDFA
pojačavača
DWDM
upotrebi
Danas u upotrebi Takođe
kod MM vlakana
Približno nulta disperzija
KodTeži
SMF
vlakna problem velika disperzija
seG.652
proširenju
Nije interesantan za
DWDM
primenurada EDFA na ovaj opseg
Oko 95 % vlakana na dalekoDizajn DSF G.653 vlakna – Nepogodno za DWDM
dometnim linkovima su SMF
Dizajn NZ-DSF G.655 DWDM vlakna
DWDM – “C” i “L” OPSEG
Plavi opseg: Crveni
1529-1536
opseg:
nm 1542-1561
Infra-crveni
nmopseg: 1575-1602 nm
16 kanala na 48
50 kanala
GHz razmaka
na 50 64
GHz
kanala
razmaka
na 50 GHz razmaka

Teži se proširenju spektralnog opsega za
upotrebu u DWDMu na oblast 1260 – 1625 nm
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
OADM - AOF

Danas najperspektivnija tehnologija: akustično-optički filtri
AOF
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
Osnovna
transportna
ideja
mreža
Izmestiti elektronsku obradu podataka iz čvorova na
krajeve OTN mreže
IP ruteri, ATM svičevi, SDH DXC – klijenti OTN mreže
OXCOCh
– Optical
– Optical
OLS
Cross-Connect
– Optical
Channel
Line System
FXC – Fiber
Optički
kanalCross-Connect
ili
DWDM
svetlosna
link: skup
putanja
OLS
- Lightpath
kanala – talasnih dužina
Klijenti–OTN
WSXC
Wavelength
mreže
Osnovna
uspostavljaju
Selective
funkcija:
Cross-Connect
međupovezivanje
optičku konekcijuosnovnih
preko potpuno-optičke
elemenataOTN
OTNmreže
mreže:
u vidu
OXC,optičkog
OA, OADM
WIXC – Wavelength Interchanging Cross-Connect
kanala - OCh
Optical Packet Routers
?
OPTIČKI OXC UREĐAJI
Osnovna funkcija
Vrši uspostavljanje OCh kanala preko čvora mreže
prespajanjem ulaznih i izlaznih OLS kanala ()
– Optički
komutacioni sistem
posredstvom optičkeOXC
prostorne
komutacione
matrice
Kontrolna ravan:
Signalizacija i
protokoli rutiranja 
Ravan podataka:
Optička CrossConnect 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
Dolazni interfejs
Ulazni OLS kanal - 1
Odlazni interfejs
Izlazni OLS kanal - 3
1
3
OXC - TEHNOLOGIJE
Fluidno punjenje
Ukrštanje talasovoda
Talasovod
Kanal
Si podloga
Termo-optički OXC
OXC - TEHNOLOGIJE
Rotirajuća
mikro-ogledala
Silicijumska
podloga
Micro Opto-Electro Mechanical Systems
OXC - TEHNOLOGIJE
SAVREMENI OPTIČKI OXC
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?
Dense Wavelength Division Multiplex
(DWDM)
Eksploatacija Telekomunikacionih Mreža
-Saobraćajni Odsek –