Слепов Н.Н. Современные технологии Цифровых оптоволоконных сетей связи (ATM, PDH, SDH, SONET и WDM)

Подождите немного. Документ загружается.

Глава 10

Функциональные элементы сетей

355

Схема модуля состоит из двух циркуляторов* и оптоволоконной решетки Брэгга между

ними. Входной (первый) циркулятор играет роль фильтра вывода несущей, а выходной (второй) -

играет роль мультиплексора ввода несущей. В принципе он может быть заменен на модуль муль-

типлексора WDM на два входа на основе стандартного разветвителя.

На рис. 10-42 приведена схема модуля для ввода-вывода 4 несущих на основе решеток

Брэгга с использованием циркулятора и разветвителя для вывода несущих и комбайнера с развет-

вителем на два входа для ввода несущих.

К недостаткам этого типа фильтров следует отнести то, что решетка Брэгга рассчитывает-

ся на определенную длину волны и не может перестраиваться.

10.5.3.3. Фильтры на основе резонатора Фабри-Перо

Основным элементом такого фильтра является резонатор Фабри-Перо*, составленный из двух

плоскопараллельных зеркал с высокой отражающей способностью внутренних поверхностей. Та-

кой фильтр широко используется в оптике, а принципы, заложенные в нем, используются в ин-

терференционных фильтрах на тонких пленках, поэтому они будут кратко рассмотрены ниже.

Пусть расстояние между зеркалами

равно l. Входной луч падает нормально к

плоскости поверхности левого зеркала (см.

рис. 10-43), проходит внутрь полости резона-

тора, частично проходит через правое зеркало

и частично отражается от него. Отраженный

луч вновь отражается от левого зеркала и

этот процесс многократно повторяется. Если

l целократно λ/2, то все многократно отра-

женные лучи, проходящие через правое зер-

кало, оказываются в фазе. Такие длины волн

называются резонансными.

Передаточная функция такого фильтра T

(f) (10-10) является периодической функцией

частоты f (см. рис. 10-44) [299].

где А - потери на поглощение света зеркалом; R - отражательная способность поверх-

ности зеркал; τ - задержка на распространение света через резонаторную полость.

Глава 10

Функциональные элементы сетей

356

Полосы пропускания фильтра повторяются на частотах, удовлетворяющих соотношению

= k/2, где k - целое положительное число. Крутизна спада характеристики фильтра в переходной

полосе тем больше, чем выше R. Из рис. 10-44 видно, что фильтр Фабри-Перо (ФП) фильтрует

гребенку частот, что может быть нежелательно при использовании их в системах с WDM, если

только все несущие не лежат в так называемом свободном спектральном диапазоне (FSR), рав-

ном расстоянию между центрами соседних полос пропускания.

Чтобы оценить, сколько несущих может быть расположено в этом спектральном диапазо-

не, достаточно вычислить отношение F = FSR/FWHM, где FWHM - ширина полосы фильтра ФП

на уровне половины от максимума. Это отношение (finesse) можно вычислить, используя выраже-

ние (10-10), в результате получим [299]:

Используя (10-11), можно получить оценку числа несущих, которые можно было бы раз-

местить в FSR в системе с WDM, использующей фильтр ФП. Если R меняется в диапазоне 0,9-

0,99, то F изменяется от 29 до 312. Однако эта оценка еще должна быть связана с тем конкретным

канальным (частотным) планом, который используется в конкретной системе WDM.

Отличительная особенность фильтров ФП - возможность их перестройки, а значит и воз-

можность реконфигурации мультиплексора ввода-вывода, где эти фильтры используются. Для пере-

стройки фильтра, достаточно изменить τ = nl/c, что эквивалентно изменению п - коэффициента пре-

ломления среды между зеркалами, или l. Механическое изменение расстояния l достаточно грубо и

может изменить параллельность зеркал, поэтому обычно используют пьезоэлектрическую среду ме-

жду зеркалами и изменяют расстояние между ними, прикладывая напряжение на пьезоэлектрик.

Вместе с тем нужно отметить, что и такое решение достаточно сложно, а сами фильтры ФП не на-

шли должного применения в современных системах WDM, уступив место конкурентным решениям.

10.5.3.4. Интерференционные фильтры на тонких пленках

Одно из таких решений - применение интерференционных фильтров на тонких пленках. Эти

фильтры применяется в современных системах с WDM также широко, как и фильтры на решетке

Брэгга.

В рассматриваемых фильтрах роль зеркал, ограничивающих резонаторную полость, игра-

ют тонкие диэлектрические пленки многократного отражения. Эти фильтры делятся на два

типа: тонкопленочные фильтры с одной резонаторной полостью (TFF) и тонкопленочные

фильтры со многими резонаторными полостями (TFMF).

Глава 10

Функциональные элементы сетей

357

На рис. 10-45 приведена схема трехрезонаторного фильтра, полости которого разделены

отражающими слоями тонких пленок (длиной λ/4) с чередованием слоев с высокими Н и низкими

L значениями показателя преломления. Эта структура в виде стека формируется путем последова-

тельного выращивания или осаждения диэлектрических отражающих и пропускающих слоев на

стеклянной подложке G.

На рис. 10-46 приведен вид нормированных АВХ таких фильтров с 1, 2 и 3 резонаторами [299].

Для однорезонаторного фильтра формула стека, например, имеет вид: G(HL)

HLL(HL)

HG [299].

Из рис. 10-46 видно, что форма АВХ фильтра зависит от числа резонансных полостей. Чем

их больше, тем выше крутизна спада характеристики фильтра в переходной полосе и тем более

плоской будет вершина АВХ. В отличие от фильтров ФП, фильтры на тонких пленках пропускают

только одну волну, длина которой зависит от высоты полости. Однако эти фильтры также имеют

FSR, нормированная ширина полосы которой составляет примерно ±0,4 λ

/λ [299].

К недостаткам этого типа фильтров следует отнести то, что они рассчитываются на опре-

деленную длину волны и не могут перестраиваться.

10.5.3.5. Поляризационные фильтры на жидких кристаллах

Еще одна технология фильтрации использует свойства жидких кристаллов вращать плоскость по-

ляризации (свойства, характерные для кристаллов с двойным лучепреломлением). Эта технология

выглядит многообещающей в плане возможности управляемой реконфигурации, однако она толь-

ко начала развиваться и имеет ряд нерешенных вопросов.

Фильтр на жидких кристаллах схематически можно представить в виде трехэлементной

сборки (см. рис. 10-47), где образец жидкокристаллической пленки, вращающей на 90° плоскость

поляризации света для волны определенной длины, помещается между поляризатором*, линейно

поляризующим свет, и анализатором*, пропускающим только линейно-поляризованный свет с

плоскостью поляризации, формируемой поляризатором.

Рис. 10-47. Схема поляризационного фильтра на жидких кристаллах

Так как жидкий кристалл в нормальном состоянии поворачивает плоскость поляризации

на 90°, для определенного диапазона волн, то этот диапазон блокируется на выходе анализатора

Оглавление

358

(сборка работает, как оптический изолятор). Если приложить к кристаллу определенное напряже-

ние, то плоскость поляризации для указанного диапазона доворачивается еще на 90° и совпадает с

плоскостью поляризации, пропускаемой анализатором. Луч света указанной длины волны (или

диапазона длин волн) проходит на выход.

Недостатком данного фильтра является то, что он работает с одной несущей длиной вол-

ны, которая должна быть предварительно выделена из обрабатываемого мультиплексором набора

несущих.

10.5.3.6. Акусто-оптические перестраиваемые фильтры

Наиболее продвинутой технологией фильтрации, основанной на вращении плоскости поляриза-

ции, является акустооптическая технология, достаточно подробно рассмотренная нами в разделе

"Оптические модуляторы" (см. разд. 10.4.3.1).

Схема акусто-оптического фильтра (см. рис. 10-48) [336] представляет собой п-п кри-

сталл ниобата лития, в котором сформированы титановые волноводы. На кристалле монтируется пье-

зоэлектрический вибратор акустических волн, управляемый ВЧ-источником с частотой 170-180 МГц.

Вибратор генерирует поверхностную акустическую волну (ПАВ), распространяющуюся по тонко-

пленочному акустическому волноводу, расположенному в центре под углом к основному световому

потоку.

Слева и справа от него расположены поляризационные расщепители светового потока.

Фильтр функционирует следующим образом: входной расщепитель разделяет входной поток

на ТЕ (показана внизу) и ТМ (вверху) моды, которые в потоке проходят через акустический волно-

вод. ПАВ этого волновода приводит к гармоническому изменению показателя преломления в нем

(возникновению акустической решетки Брэгга). Это создает условия для "акустической" (звуковой)

дифракции Брэгга или вращению на 90° плоскости поляризации одной из длин волн, которая и

фильтруется вторым расщепителем на выходе, как несущая, выводимая из мультиплексора.

Достоинством фильтра является возможность изменения длины волны выводимого сигна-

ла путем изменения частоты управляющего генератора, возбуждающего ПАВ, а следовательно,

постоянной решетки Брэгга. Фильтр может быт настроен на вывод одной несущей, группы несу-

щих или всех несущих. Другими достоинствами такого фильтра являются: низкий уровень вноси-

мых потерь, низкая потребляемая мощность, широкая полоса перекрытия при перестройке (по-

рядка 80 нм в 3 окне) и независимость от скорости передачи данных. Температурная нестабиль-

ность компенсируется использованием стабилизаторов.

Глава 11

Новые технологии оптических сетей связи

359

Глава 11

Новые технологии оптических сетей связи

Развитие оптоволоконных сетей связи сначала шло по линии увеличения скоростей передачи, ис-

пользуя иерархию SDH/SONET и схему "одно волокно - один канал". Промышленные системы связи бы-

стро перешли с STM-1 (155 Мбит/с) на STM-4 (622 Мбит/с), а затем и на STM-16 (2,5 Гбит/с). Необходи-

мость такого интенсивного развития диктовалась быстрым ростом трафика Internet ввиду его популярно-

сти и расширения числа предоставляемых им услуг. Увеличение емкости каналов доступа к сети Internet, в

свою очередь, давало возможность пользователям широко использовать каналоемкие мультимедийные при-

ложения, что, как положительная обратная связь, заставляло операторов сетей доступа увеличивать, как число

каналов, так и скорость передачи по ним.

Некоторая задержка на этом "интенсивном" пути развития произошла при переходе от STM-16

(2,5 Гбит/с) к STM-64 (10 Гбит/с). С одной стороны были объективные трудности в создании электронных

компонентов систем SDH для этого диапазона частот, с другой - "старые" типы ВОК в большинстве своем

не обеспечивали нужную надежность систем связи благодаря возросшему влиянию дисперсии поляризо-

ванной моды PMD. Результаты этой задержки заставили искать новые "оптические решения" не только

производителей ВОК и приверженцев "интенсивного" пути развития, но и приверженцев "экстенсивного"

пути развития, а именно: организации нескольких оптических каналов в одном волокне.

Производители ВОК откликнулись на этот вызов созданием новых образцов оптических кабелей

(см. гл. 12), приверженцы "интенсивного" пути развития видели выход не только в разработке новых высо-

коскоростных электронных схем, пригодных для использования в мультиплексорах SDH/SONET на скоро-

стях STM-64 и STM-256 (40 Мбит/с), но и в создании солитонной технологии передачи. Приверженцы же

"экстенсивного" пути развития предложили широко использовать известную технологию спектрального

мультиплексирования и двигаться в направлении создания полностью оптических сетей с оптической

коммутацией оптических несущих, каналов и пакетов и их оптической же маршрутизацией.

Ниже будут рассмотрены эти новые направления и технологии с той подробностью, которая соот-

ветствует масштабам их современного использования.

11.1. Основы технологии WDM

11.1.1. Введение в технологию WDM

Оптическое мультиплексирование с разделением по длинам волн (называемое также волновым, или спек-

тральным мультиплексированием) - МРДВ (WDM) - сравнительно новая технология оптического (или спектраль-

ного) уплотнения. Схема такого мультиплексирования была показана в разд. 1.3.4.

Не вдаваясь глубоко в историю вопроса, хочется отметить, что технология WDM была разработана

очевидно раньше 1980 г., несмотря на утверждение J.-P.Laude (компания Instruments SA) о приоритете ком-

пании в разработке указанной технологии, сделанное в [204] и повторенное автором этой книги в статье

[301]. Наиболее ранние описания не только техники волнового мультиплексирования, но и разработанных

мультиплексоров/демультиплексоров WDM, обнаруженные автором, относятся к 1977 г. [337, 338], тогда как

первая найденная автором публикация J.-P.Laude датирована 1981 г. [340].

Это говорит о том, что WDM (как технология) стала активно разрабатываться с начала 70-х годов.

Первые устройства были рассчитаны на использование в популярном в то время 1 окне (700-850 нм) [339] с

ориентацией на многомодовое ОВ, предназначались для объединения 2-4 ка-

Глава 11

Новые технологии оптических сетей связи

360

налов и базировались на макро- и микрооптике. Затем, в силу общей тенденции, произошло сме-

щение акцентов в сторону 2 и 3 окон и в пользу одномодового ОВ.

В 1985 г. специалистам Bell Labs (AT&T) впервые удалось мультиплексировать 10 каналов

(2 Гбит/с) с разносом 1,3 нм. С тех пор вот уже 15 лет эта технология совершенствуется и набира-

ет силу. Однако вплоть до 1995 г. (насколько известно автору) она была мало распространена.

Первые практические системы использовали для целей мультиплексирования потоков направлен-

ные ответвители, чтобы объединить два канала в одном волокне. Затем мультиплексоры WDM

стали использоваться для объединения двух несущих 1310 и 1550 нм в одном волокне, давая воз-

можность не только удвоить емкость ВОЛС, но и сопрячь старые сети на одномодовом ОВ (ис-

пользующие 1310 нм) с новыми (использующими 1550 нм).

Время широкого признания WDM как конкурентной технологии фактически пришло пять лет

назад, когда появились первые полнодуплексные 4 канальные системы с разносом несущих 800-400

ГГц. Их быстрому внедрению мешала высокая стоимость оборудования WDM и быстрый прогресс в

области создания массовых и дешевых мультиплексоров SDH/SONET. Однако последние три года эта

технология резко увеличила свое распространение на сетях операторов дальней связи. Сейчас про-

мышленные системы WDM позволяют объединять до 128-160 каналов, а. та же Bell Labs, сообщила в

начале 2000 г. об удачных экспериментах по мультиплексированию 1024 каналов в одном волокне.

В настоящее время WDM играет для синхронных оптических систем передачи ту же роль,

что и мультиплексирование с частотным разделением МЧР (FDM) для аналоговых систем пере-

дачи данных в 60-е годы. По этой причине системы с WDM часто называют системами оптиче-

ского мультиплексирования с частотным разделением ОМЧР (OFDM). Однако по сути своей эти

технологии (FDM и OFDM) существенно отличаются друг от друга. Отличие OFDM от FDM не

только в том, что OFDM использует оптический, а не электрический сигнал.

FDM использует механизм AM модуляции с одной боковой полосой - ОБП и определенную

систему поднесущих. Модулирующий сигнал для поднесущих одинаков по структуре, так как является

стандартным каналом ТЧ (см. разд. 1.З.1.). При OFDM механизм модуляции, необходимый в FDM для

сдвига несущих, вообще не используется, несущие генерируются отдельными источниками (лазерами).

сигналы которых затем объединяются мультиплексором в единый многочастотный сигнал. Каждая его

составляющая (несущая) принципиально может передавать поток цифровых сигналов, сформирован-

ный в соответствии с методами, применяемыми в различных синхронных технологиях. Например, одна

несущая формально может передавать ATM трафик, другая SDH, третья PDH и т.д. Для этого несущие

модулируются цифровым сигналом, соответствующим передаваемому трафику.

11.1.2. Модель взаимодействия транспортных технологий

Формально для систем WDM не важно, какие методы кодирования и формирования конкретного

цифрового сигнала использовались. Хотя, как правило, в этих системах и передается однотипный

трафик, но это диктуется, как правило, используемым методом синхронизации и единообразием

процесса обработки. В отличие от систем SDH транспортируемый сигнал не упаковывается в кон-

тейнеры и не подвергается обработке в соответствии со структурой мультиплексирования SDH

для формирования транспортного модуля STM-N, который только и может быть передан через

физический уровень в канал связи (среду передачи).

Если упрощенно представить многоуровневую модель взаимодействия основных техно-

логий SDH/SONET, ATM и IP (без учета возможности переноса IP через ATM), осуществляющих

транспортировку сигнала в глобальных цифровых сетях, то до появления систем WDM она имела

вид, представленный на рис. 11-1,а. Модель состояла из трех уровней и среды передачи и показы-

вала, что для транспортировки трафика верхнего уровня (ATM, IP) через оптическую среду пере-

дачи он должен быть инкапсулирован в транспортные модули/сигналы STM-N/STS-n(OC-n), спо-

собные, используя физический интерфейс технологии SDH/SONET, пройти через физический

уровень в оптическую среду передачи. Отсюда была ясна необходимость создания технологий ин-

капсуляции ячеек ATM, например, в виртуальные контейнеры SDH (ATM over SDH) или в вирту-

альные трибы SONET (ATM over SONET), или пакетов IP в виртуальные трибы SONET (IP over

Глава 11

Новые технологии оптических сетей связи

361

SONET), чем и занимались соответствующие подкомитеты по стандартизации в ANSI, ISO, ITU-T,

ETSI, разрабатывая стандарты на эти технологии.

После появления систем WDM модель принимает вид, представленный на рис. 11-1,6. Те-

перь модель имеет три или четыре уровня, не считая среды передачи. Появился промежуточный

уровень WDM, который, как и SDH/SONET, обеспечивает физический интерфейс, позволяющий

через физический уровень выйти на оптическую среду передачи не только технологии

SDH/SONET, но и технологиям ATM и IP.

Технология WDM не требует инкапсуляции ячеек ATM или пакетов IP в промежуточный

транспортный модуль/сигнал, что не только упрощает процедуру обработки и транспортировки

трафика, генерируемого системами ATM или IP, но и существенно уменьшает длину заголовков,

повышая процент информационной составляющей трафика, а значит и эффективность передачи в

целом. Естественно, что ATM и IP трафик может быть передан и по традиционной схеме с ис-

пользованием SDH/SONET, трафик которых может быть также передан с помощью систем WDM,

что сохраняет преемственность старых схем транспортировки и увеличивает гибкость систем

WDM-SDH/SONET в целом.

11.1.3. Блок-схема систем с WDM

Упрощенная схема системы с WDM (для примера показаны четыре канала) имеет вид, представ-

ленный на рис. 11-2 (показан один прямой канал).

Передающая часть системы принимает п (n=4) входных потоков данных (кодированных

цифровых импульсных последовательностей с длиной волны несущей λ

) от различных источников

(для примера на 1-ом канале показан SDH мультиплексор SMUX, на n-ом канале - ATM муль-

типлексор). Эти потоки обрабатываются

соответствующими интерфейсными блоками Инт

и мо-

дулируют несущие (модуляция осуществляется основной полосой) с помощью оптических моду-

ляторов М

. Модулированные оптические несущие с длиной волн λ

мультиплексируются (объе-

Глава 11

Новые технологии оптических сетей связи

362

диняются) с помощью мультиплексора WDM Mux в агрегатный поток на выходе, который после

усиления (с помощью бустера или мощного усилителя МУ) подается в волокно.

Приемная часть системы принимает поток с выхода волокна, усиливает его предваритель-

ным усилителем ПУ, демультиплексирует. т.е. разделяет на составляющие потоки с несущими Я,-,

которые детектируются с помощью детекторов Д

(на их входах могут дополнительно использо-

ваться полосовые фильтры Ф

для уменьшения переходных помех и увеличения помехоустойчи-

вости детектирования), и, наконец, демодулируются демодуляторами ДМ

восстанавливающими

на выходе исходные кодированные цифровые импульсные последовательности, подаваемые на

вход демультиплексоров соответствующих технологий (см. рис. 11-2). Кроме МУ и ПУ в системе

могут быть использованы и линейные усилители ЛУ (как рассматривалось выше).

11.1.3.1. Узкополосные и широкополосные WDM

Эра WDM, как указывалось выше, практически началась с объединения двух несущих 1310 и 1550

нм, что позволяло удвоить емкость системы и было оправдано всей историей развития ВОЛС.

Многие стандартные системы SDH предлагают это сейчас, как один из вариантов исполнения, на-

пример, [121]. Ряд исследователей называет такие системы широкополосными WDM (разнос по

длине волны составляет 240 нм) в противовес узкополосным WDM (разнос у них на порядок ниже -

24-12 нм, что давало возможность разместить в окне 1550 нм 4 канала) [248].

Такое деление систем WDM на узкополосные и широкополосные кажется на данный мо-

мент не совсем корректным, так как у "широкополосных" WDM спектр не перекрывался, а состо-

ял из двух изолированных полос. С другой стороны в настоящее время формируется класс дейст-

вительно широкополосных систем DWDM, полоса которых перекрывается в смежных окнах

прозрачности (3-м и 4-м), формируя полосу порядка 92 нм от 1528-1620 нм (в будущем эта полоса,

возможно, будет перекрывать диапазон 1280-1620 нм), если ориентироваться на характеристики

пионера в этой области WaveStar AllMetro DWDM System компании Lucent Technologies, исполь-

зующей волокно, устраняющее пик поглощения в области 5-го окна прозрачности (1383 нм) [250].

11.1.4. Канальный (частотный) план

Хотя рассчитывать и сейчас на совместимость оборудования разных производителей систем

DWDM не приходится, необходимо было стандартизовать номинальный ряд несущих - "каналь-

ный (частотный) план", чтобы дать производителям ориентир на будущее, а также позициониро-

вать уже существующие WDM и DWDM системы. Эту задачу в первом приближении решил МСЭ,

выпустив стандарт в конце 1998 г. ITU-T Rec. G.692 [247].

11.1.4.1. Стандартный канальный план

Первоначально в основу проекта стандарта ITU-T G.692 (он был предложен как G.mcs в 1997 г.)

был положен канальный план с равномерным расположением несущих частот каналов с мини-

мальным разносом {шагом) каналов на 0,1 ТГц, или 100 ГГц. Выбранная область частот покрыва-

ет стандартизованный диапазон ∆

ст

=5,1 ТГц и практически соответствует диапазону длин волн

(от 1528,77 до 1569,59 нм) АВХ широко используемых оптических усилителей. При использова-

нии постоянного шага h=0,1 ТГц (100 ГГц) в этом диапазоне можно максимально разместить 51

канал с несущими, указанными в верхнем ряду табл. 11-1 (для пересчета на длины волн использу-

ется формула λ = c/f= 2,99792458·10

-17

/f [нм/Гц], при этом шаг по А. получается разным от 0,780

до 0,821 нм, или в среднем 0,8 нм), см. табл. 11-1,а:

Глава 11

Новые технологии оптических сетей связи

363

Кроме указанного предполагалось использование шага 0,2 ТГц (200 ГГц, или в среднем 1,6

нм), см. табл. 11-1,6 ниже):

Предлагались также другие большие шаги 0,4 ТГц (400 ГГц, или 3,2 нм), 0,6 ТГц (600

ГГц, или 4,8 нм) и 1,0 ТГц (1000 ГГц, или 8,0 нм). Так, для шага 400 ГГц предлагалось два аль-

тернативных плана, рассчитанных на использование только 4 каналов (см. табл. 11-1,в):

В работе [250] приведена таблица соответствия канальных планов оборудования WDM семи

ведущих производителей канальному плану ITU-T по состоянию на 1.10.98, из которой было видно,

что все они соответствуют этому плану, так как не используют шага меньше 100 МГц (таблица не

включала компанию Ciena). Кроме того оказывалось (см. табл. 11-2), что весь стандартный диапа-

зон ∆

ст

поделен на два поддиапазона: S (Short band), использующий более короткие длины волн, и

L (Long band), использующий более длинные волны, в обозначении компании Alcatel [249] (компа-

ния ECI для тех же поддиапазонов использует обозначения В (Blue): 1529-1545 нм и R (Red): 1545-

1560 нм [257]. Эти обозначения в настоящее время стали доминирующими.).

Выбор того или иного поддиапазона диктуется неравномерностью АВХ, достижимой в

нем. Анализируя АВХ оптических усилителей становится ясно, что более предпочтителен в этом

смысле поддиапазон L, позволяющий получить хорошую неравномерность даже со стандартными

ОУ без специального выравнивания.

Упомянутая таблица может быть представлена в следующем расширенном виде (см. табл. 11-2):

Из табл. 11-2, где S и L соответствуют указанным выше поддиапазонам, видно, что в настоящее

время компании Ciena, а в будущем видимо и другие компании, использующие шаг 0,05 ТГц (50 ГГц),

выйдут за рамки первоначального стандартного плана, желая увеличить число каналов как в области

наиболее плоской АВХ стандартного ОУ (Ciena), так и во всей стандартизованной области выровнен-

ного усиления ОУ 1529-1565 нм. Однако этого не произошло, так как к моменту публикации проект

Глава 11

Новые технологии оптических сетей связи

364

стандарта был скорректирован и в окончательной версии (на 23.10.98), появилась таблица с канальным

частотным планом, учитывающим и меньший шаг 0,05 ТГц (50 ГГц, или 0,4 нм).

Ясно, что число каналов, которое можно разместить в стандартном диапазоне, можно оце-

нить по формуле N

=[∆

ст

/h], где функция Int означает операцию взятия целой части. Используя ее,

получим табл. 11-3 (где в верхней строке указан шаг, а в двух нижних - соответствующее ему мак-

симальное число каналов N

, и число каналов N

, выбираемое по схеме шага, кратного 2

Из этой таблицы видно, что схема канального плана с числом каналов кратным 2

, которой

придерживаются ряд производителей, нерациональна с точки зрения использования стандартизо-

ванной выровненной полосы ОУ. В окончательной редакции стандарта ITU-T G.692 [247] допус-

кается формирование не более 41 канала для шага 100 ГГц и 81 канала для шага 50 ГГц. Этот по-

казатель уже перекрыт рядом компаний, производящих 96 (Ciena), 128 (Pirelli-Cisco) и 160 (Cam-

brian-Nortel) канальные системы (см. табл. 11-5).

11.1.4.2. Перспективный канальный план

Расширения числа каналов можно достичь тремя путями: уменьшением шага h до 0,05 ТГц (50

ГГц) и частичным расширением частотного плана до 191,0 ТГц, что дает возможность довести

число каналов максимально до 102; кардинальным уменьшением шага до 25 ГГц и удвоением

числа каналов до 162 (в рамках G.692) или, максимально, до 204; расширением стандартной поло-

сы ∆

ст

вправо до частот порядка 186 ТГц (1612 нм), что позволяет удвоить ∆

ст

до величины 10,2

ТГц (84 нм) за счет частичного использования 4-го окна прозрачности (1600 нм) [250]. Первый

путь был использован компанией Ciena [252], второй - Lucent [250]. Эксплуатация вдвое большей

полосы (2x5,1 ТГц), хотя и требует использования специальных сверхширокополосных оптических

усилителей СШПУ (UWBA) с АВХ, охватывающих полосу 10,2 ТГц, но дает возможность увели-

чить число каналов до 102 при шаге 100 ГГц, до 204 при шаге 50 ГГц и до 408 при шаге 25 ГГц.

Это можно сделать, как мы видели выше (см. 10.1.7.), разбивая общую полосу усиления на

две, называемые C-Band (Conventional Band) - обычная полоса и L-Band (Longwave Band) - длин-

новолновая полоса (в терминологии Bell Labs.) - не путайте с поддиапазоном L band в терминоло-

гии Alcatel, который теперь оказывается расположенным в правой половине C-Band). В этом

смысле логично использовать обозначения ECI, т.е. говорить о C-band, как о полосе, состоящей из

высокочастотной части (синей полосе) В и низкочастотной части (красной полосе) R. Тогда, для

систем WDM получаем следующую перспективную схему канального плана на 102 канала с ша-

гом 100 ГГц и на 204 канала с шагом 50 ГГц (см. рис. 11-3):