Развитием этой технологии стало "плотное" WDM (dense WDM, DWDM).

Сначала применение метода WDM ограничивалось сферой междугородной телефонной связи и телевещания. Перспективы его распространения стали более радужными после кардинального изменения ситуации на американском рынке телекоммуникационных услуг связи (в середине 90-х гг.). Прежде линии связи использовались главным образом для транспортировки голоса, теперь же значительную часть передаваемого по ним трафика составляют данные, объем которых растет опережающими темпами (годовой прирост речевого трафика - 8%, а трафика данных - 35%). Особенно быстро, на 80-100% в год, увеличивается объем трафика Internet, причем этот процесс приобрел труднопрогнозируемый характер.

В 1996 г. компания Trans-Formation (она специализируется на анализе рынка оборудования, предназначенного для передачи данных) представила доклад, согласно которому в 2000 г. объем американского рынка WDM-устройств должен был достичь 330 млн долл. Однако сотрудники Trans-Formation просчитались: уже в 1997 г. объем продаж систем данного типа превысил 1 млрд долл.! К концу того же года технология DWDM нашла применение во всех основных сетях дальней связи США.

Нехватка пропускной способности: возможные решения

Рост объема передаваемых данных постепенно привел к исчерпанию пропускной способности существующего оптического волокна, со всей остротой поставив вопрос ее увеличения. Его можно решить тремя способами: проложив новый кабель, перейдя к более производительной аппаратуре временного мультиплексирования или применив WDM.

Недостатки первого сценария очевидны. Реализация второго варианта в сетях дальней связи SONET/SDH тоже связана с рядом трудностей. До недавнего времени в таких сетях самым быстрым был канал OC-48/STM-16 (скорость передачи 2,4 Гбит/с). Затем началось внедрение аппаратуры уровня OC-192/STM-64, обеспечивающей производительность 10 Гбит/с, однако проложенное волокно изначально не было рассчитано на столь высокие скорости передачи.

Во-первых, при таких скоростях существенную роль начинают играть отражения сигнала от мест соединения кабелей и поляризационная модовая дисперсия, вызванная отклонением поперечного сечения волокна от круговой формы. Для компенсации дисперсии прокладываются отрезки волоконно-оптического кабеля с дисперсией противоположного знака. Во-вторых, с ростом скорости передачи усиливается затухание (рассеяние) светового потока и ухудшается чувствительность фотоприемника, т. е. увеличивается минимальная мощность входного сигнала, при которой частота появления ошибок (BER) соответствует определенному пределу. Чтобы обеспечить достаточную мощность принимаемого сигнала, приходится устанавливать дополнительные усилители и регенераторы.

Таким образом, планируя переход к канальным скоростям 10 Гбит/с и более, необходимо проанализировать ограничения, обусловленные искажениями сигнала в волокне и техническими возможностями аппаратуры. Многие специалисты сомневаются в том, что в ближайшие годы временное мультиплексирование (например, SONET/SDH) сможет на практике превзойти уровень 10 Гбит/с.

Теперь рассмотрим третий вариант - технологию WDM, позволяющую заметно повысить эффективность использования суммарной пропускной способности оптического волокна.



Рис. 1. Рабочие диапазоны оптического волокна
Напомним, что обычное оптическое волокно имеет три окна прозрачности в инфракрасной области; их центральные длины волн равны 850, 1300 и 1550 нм. Для передачи на большие расстояния используются только диапазоны 1300 и 1550 нм, характеризующиеся минимальным затуханием сигналов (рис. 1). Ширина каждого из этих двух диапазонов составляет 200 нм, что в сумме приблизительно эквивалентно частотному интервалу в 60 ТГц.

При оценке пропускной способности волоконно-оптического канала обычно принимают, что на каждые 1 Гбит/с требуется 2 ГГц полосы пропускания. При таком подходе 60 ТГц становятся эквивалентными пропускной способности 30 Тбит/с, однако не учитываются ограничения приемо-передающей аппаратуры, которая формирует канал передачи данных. Если, например, время срабатывания фотоприемника равно 1 нс, то скорость передачи трафика по каналу не превысит 1 Гбит/с, какой бы широкой ни была полоса пропускания волокна. Пропускная способность канала определяется такими характеристиками приемо-передающих устройств, как максимально достижимая скорость модуляции передатчика и способность фотоприемника быстро и точно распознавать биты данных.

Сегодня скорость передачи по каналу дальней связи, на которую может рассчитывать пользователь, составляет около 2,4 Гбит/с, а в отдельных случаях - 10 Гбит/с. Это означает, что из 60 ТГц потенциальной полосы пропускания канала на практике используется не более 20 ГГц. Если же разделить общую полосу пропускания на множество частотных каналов, скорость передачи каждого из которых сохранится на прежнем уровне, то объем данных, передаваемых по волокну в единицу времени, увеличится. Именно этот подход реализован в технологии WDM.

Техническая реализация



Рис. 2. Многоканальная передача по волокну (TX - передатчик, RX - приемник, ОУ - линейный оптический усилитель)
На рис. 2 показано, как осуществляется многоканальная передача по волокну. Волновой мультиплексор объединяет сигналы с разными несущими из нескольких входных волокон и передает их по одному магистральному волокну. Мультиплексирование выполняется пассивными устройствами, функционирование которых основывается на известных явлениях физической оптики - дисперсии, дифракции, интерференции. Обратную операцию реализует волновой демультиплексор: он выделяет одноканальные потоки из многоканального трафика и направляет их в отдельные волокна.

При выполнении данных операций используются довольно распространенные сегодня широкополосные волоконные усилители с добавками эрбия, каждый из которых одновременно обслуживает все каналы волокна. В таких усилителях излучение лазера накачки поглощается атомами примеси (эрбия), введенной в волокно, а затем накопленная в них энергия высвечивается в виде оптического сигнала. Чаще всего оптические усилители находятся в десятках километров друг от друга; некоторые WDM-системы дают возможность довести это расстояние до 120 км.

Существующие средства мультиплексирования/демультиплексирования позволяют вводить канальные потоки в многоканальный поток или выделять (выводить) из него заданные каналы без повторного мультиплексирования/демультиплексирования остальных каналов. Эти устройства, называемые мультиплексорами ввода/вывода (add/drop multiplexer, ADM), служат для связи местных сетей с опорными.

Следует отметить, что WDM не исключает мультиплексирования по времени: обычно пропускная способность канала делится между его подканалами на основе временного разделения (TDM) c использованием технологии SONET/SDH, а скорости в каналах соответствуют определенному уровню иерархии SONET/SDH. В связи с этим возникает задача сопряжения волнового мультиплексора (демультиплексора) с аппаратурой SONET/SDH, причем выпускаемой различными производителями. Ее решение затрудняется отсутствием стандартов на технологию WDM.

Если длины волн передатчиков SONET/SDH и несущих в каналах мультиплексора различаются, то между данными устройствами устанавливают многоканальный конвертор. Если же длины волн совпадают, применяется WDM без преобразования длин волн.

Обычные оптические усилители на основе волокна, легированного эрбием, работают только в определенной области окна прозрачности 1550 нм (в полосе 1530-1560 нм). Для нее Международный союз электросвязи (ITU) утвердил сетку частот с шагом 100 ГГц (0,8 нм). Кроме того, обсуждается вопрос о принятии сетки с шагом 50 ГГц. Разность между частотами соседних каналов выбирают исходя из характеристик аппаратуры, требуемой пропускной способности каналов и выраженности нелинейных явлений в волокне. Все эти факторы взаимосвязаны. В частности, WDM с шагом 50 ГГц трудно реализовать при скорости передачи 10 Гбит/с из-за перекрытия спектров соседних каналов. В DWDM-системах передача ведется, как правило, на 4, 8 или 16 длинах волн со скоростью 2,4 Гбит/с. Появляются системы на 32 или даже 40 каналов по 10 Гбит/с.

Области применения

Метод обычного WDM получил признание в конце 80-х гг. Традиционной сферой его применения стали междугородная телефонная связь и телевещание. На этой технологии, в частности, основывается работа каналов трансокеанской связи. К настоящему времени проложено 100 тыс. км подводного волоконно-оптического кабеля, соединяющего более 90 стран. Благодаря WDM скорость передачи по нему может быть удвоена, а в некоторых случаях - увеличена в четыре или даже восемь раз.



Рис. 3. Схема сети SEA-ME-WE-3
И все-таки возможности WDM удается задействовать в полной мере только во вновь создаваемых сетях. Так, сеть SEA-ME-WE-3 (рис. 3) протянется от Сингапура до Германии, связав между собой более десяти стран Юго-Восточной Азии (SEA), Среднего Востока (ME) и Западной Европы (WE). Ее физическую основу образует кабель с двумя парами волокон, в каждой из которых предусмотрено до восьми каналов STM-16 (2,4 Гбит/с). Подключение к магистральному кабелю осуществляется через мультиплексоры ввода/вывода.

Трансатлантическая сеть Atlantic Crossing-1 (AC-1) должна будет связать США, Великобританию, Нидерланды и Германию. По сравнению с TAT-8, первой трансатлантической волоконно-оптической кабельной системой (1988 г., 560 Мбит/с), суммарная скорость передачи данных по AC-1 возрастет в 250 раз.

В настоящее время WDM-устройства выпускают практически все ведущие производители средств связи: ADC, Alcatel, Bosch, DSC, Ericsson, Fujitsu, GPT-Siemens, Hitachi, Lucent Technologies, NEC, Nortel Networks, NTT, Pirelli, Tellabs и др. Волновые мультиплексоры предлагает и корпорация IBM. Особого успеха добилась молодая фирма Ciena, уже за первый год своего существования получившая доход 196 млн долл.

Современные WDM-системы обеспечивают подводную связь на расстоянии 8 тыс. км по 16 каналам STM-16 или по восьми 5-Гбит/с каналам. Разработчики стремятся увеличить дальность связи до 12 тыс. км. В экспериментах удается организовать передачу данных по 32 каналам (5 Гбит/с каждый) на расстояние 9,3 тыс. км и по 16 каналам (10 Гбит/с) - на 6 тыс. км. Однако для достижения таких же результатов в реальных подводных сетях технологию WDM необходимо значительно усовершенствовать.

К новым вершинам

Долгое время в WDM-системах использовались 2-4 канала, отстоящих друг от друга на десятки и сотни нанометров. Между тем еще с середины 80-х гг. разработчики пытались радикально увеличить данный параметр. Появление технологии DWDM позволило формировать в одном волокне десятки каналов и вести передачу с суммарной скоростью более 1 Тбит/с.

Первые эксперименты с DWDM датируются 1985 г., когда специалистам Bell Laboratories (исследовательского центра компании AT&T, ныне принадлежащего Lucent Technologies) удалось мультиплексировать 10 каналов по 2 Гбит/с, длины волн которых отстояли друг от друга на 1,3 нм. Аналогичные опыты были выполнены в том же году в BTRL (исследовательском центре British Telecommunications), где использовалось 7 каналов по 280 Мбит/с с шагом 15 нм. В лабораторных условиях скорости передачи 1 Тбит/с достигли в 1996 г. сразу три компании - Bell Laboratories, Fujitsu Laboratories и Nippon Telegraph and Telephone (NTT).

Первая из них использовала 25 инжекционных лазеров; их выходные сигналы расщеплялись на две составляющие с различной поляризацией, а затем полученные 50 несущих сигналов модулировались со скоростью 20 Гбит/с. Передача велась на расстояние 55 км. Специалисты Fujitsu Laboratories продемонстрировали связь на расстоянии 150 км с использованием 55 длин волн при скорости передачи 20 Гбит/с в каждом канале. NTT осуществила мультиплексирование 10 каналов по 100 Гбит/с при дальности связи 40 км. Во всех трех случаях использовался диапазон 1550 нм. В том же году NTT добилась суммарной скорости свыше 2,2 Тбит/с, а организация All-Optical Networking Consortium сообщила о возможности достичь показателя 4 Тбит/с при формировании 40 каналов по 100 Гбит/с каждый.

В начале 1998 г. центр Bell Laboratories объявил о двух новых достижениях - передаче данных по 100 каналам (скорость каждого - 10 Гбит/с) при дальности около 400 км и по 30 каналам (скорость 40 Гбит/с) при дальности 85 км. В обоих экспериментах применялись новые оптические усилители Bell Laboratories, полоса пропускания которых почти в семь раз шире, чем у серийных устройств.

Достоинства и недостатки

Главное достоинство технологии WDM заключается в том, что она позволяет преодолеть ограничения на пропускную способность канала и существенно увеличить скорость передачи данных. Причем используются уже проложенный волоконно-оптический кабель и стандартная аппаратура временного мультиплексирования, а увеличивать скорость передачи по отдельному каналу до 10 Гбит/с и выше не требуется. Благодаря WDM удается организовать двустороннюю многоканальную передачу трафика по одному волокну (в обычных линиях используется пара волокон - для передачи в прямом и обратном направлениях).

Существенно и то, что в сетях SONET/SDH появилась возможность выбирать для отдельного канала значение скорости (уровень иерархии), не зависящее от скорости других каналов, и затем использовать разные методы передачи. Наконец, распространению WDM способствуют последние технологические достижения: создание узкополосных полупроводниковых лазеров, имеющих ширину спектра излучения менее 0,1 нм, широкополосных оптических усилителей и оптических фильтров для разделения близких каналов.

У читателя могло сложиться представление, что технология WDM является универсальным решением проблемы увеличения пропускной способности, некой панацеей от всех бед, с которыми сталкиваются пользователи глобальных сетей. Между тем ее применение тормозится рядом факторов как экономического, так и чисто технического характера.

Если говорить об экономической стороне дела, то внедрение WDM в местных сетях сдерживается высокой стоимостью соответствующей аппаратуры, особенно передающих устройств, и сложностью коммутации трафика. Вместе с тем исследования показывают, что решения на базе WDM могут оказаться экономически эффективными и в сетях меньшего масштаба. Для этого, в частности, в них должны применяться недорогие мультиплексоры ввода/вывода, устанавливаемые в местах сопряжения местных и опорных сетей.

Фактор высокой стоимости аппаратуры оказывается еще более существенным для реализации технологии DWDM. При использовании близких частот требуются узкополосные полупроводниковые лазеры с высокой стабильностью длины волны генерируемого излучения, которые являются наиболее дорогим элементом DWDM-систем, сдерживающим распространение последних.

Среди технических проблем следует упомянуть значительные потери мощности сигналов в мультиплексорах/демультиплексорах, несовпадение, во многих случаях, рабочих длин волн WDM-оборудования и устройств временного мультиплексирования, необходимость повышения производительности узлов коммутации, усложнение управления сетью из-за различий в технологиях передачи данных по мультиплексируемым каналам, отсутствие промышленных стандартов. Наконец, не последнее место в этом перечне занимают нелинейные явления, которые при одновременной передаче на нескольких несущих способны приводить не только к ослаблению и искажению сигнала, но и к его проникновению в другие каналы.

Нелинейные явления в волокне

Такие явления обусловлены нелинейным откликом вещества на увеличение интенсивности светового потока. В результате оптические характеристики среды (электронная поляризуемость, показатель преломления, коэффициент поглощения) становятся функциями напряженности электрического поля световой волны, так что поляризация среды начинает нелинейно зависеть от напряженности поля, а волны с различными частотами и направлениями распространения - оказывать влияние друг на друга.

Нелинейные явления в оптическом волокне усиливаются с ростом интенсивности поля, т. е. мощности потока, приходящейся на единицу площади поперечного сечения сердцевины волокна. Чтобы увеличить дальность и скорость передачи, стремятся уменьшить накопленную дисперсию кабеля, поэтому применяют одномодовое волокно, имеющее малый диаметр сердцевины (10 мкм и менее). Однако использование одномодового носителя, а также низкие оптические потери могут приводить к возникновению высокой плотности потока излучения на достаточно протяженных участках.

При анализе технологии WDM следует учитывать следующие явления: нелинейное преломление, вынужденное рассеяние света и четырехволновое смешение.

Нелинейное преломление вызвано зависимостью показателя преломления сердцевины волокна, а значит, и фазы выходного сигнала от интенсивности оптического сигнала. Когда мощность сигнала достаточно велика, ее колебания приводят к фазовой самомодуляции (ФСМ) и фазовой кросс-модуляции (ФКМ). В первом случае сигнал воздействует сам на себя, во втором - на сигнал в другом канале. Каждый из этих эффектов может создавать помехи, когда передача ведется с помощью фазовой манипуляции. Максимально допустимое значение канальной мощности, обусловленное ФСМ и ФКМ, обратно пропорционально числу мультиплексируемых каналов.

Вынужденное рассеяние света представляет собой рассеяние на элементарных возбуждениях среды, индуцированных рассеиваемой волной. Поскольку процесс рассеяния стимулируется самим рассеиваемым светом, рассеянное излучение характеризуется высокой степенью когерентности, узкими диаграммами направленности отдельных компонентов и интенсивностью, сопоставимой с интенсивностью падающего света. Таким образом, при возбуждении среды мощным световым источником происходит модуляция ее параметров, что приводит к амплитудной модуляции рассеянного света, а следовательно, к появлению в нем новых спектральных компонентов.

Самые важные виды рассматриваемого явления - вынужденное комбинационное рассеяние (ВКР), иногда называемое рамановским, и вынужденное рассеяние Мандельштама-Бриллюэна (ВРМБ). Комбинационное рассеяние связано с возбуждением новых колебательных и, в меньшей степени, вращательных энергетических уровней частиц среды, а ВРМБ - с появлением в среде гиперзвуковых волн.

Влияние ВКР невелико (менее 1 дБ на канал), если произведение суммарной мощности каналов на разность между частотами крайних каналов меньше 500 Вт?ГГц. Другими словами, данный эффект существен лишь для систем с сотнями каналов.

В отличие от ВКР, излучение, рассеянное по механизму Мандельштама-Бриллюэна, распространяется только в направлении, противоположном направлению падающего. Его интенсивность значительно выше, чем при ВКР; ВРМБ порождает перекрестные помехи, если разность несущих частот составляет 11 ГГц, а передача ведется в противоположных направлениях. Другое отличие от ВКР состоит в том, что максимально допустимая мощность канала не зависит от числа мультиплексируемых каналов и расстояния между ними. Ее типичное значение для высокоскоростных линий дальней связи равно 10 мВт. ВРМБ является единственным из описываемых нелинейных явлений, влияние которого зависит от скорости передачи. С ростом последней оно уменьшается, причем особенно быстро - при использовании фазовой манипуляции. Им можно пренебречь для импульсов короче 10 нс.

Четырехволновое смешение заключается в том, что при наличии двух попутных волн с частотами f1 и f2 (f1 < f2) возникают еще две волны, с частотами 2f1 - f2 и 2f2 - f1, распространяющиеся в том же направлении и усиливающиеся за счет исходных. Аналогичные процессы происходят и в том случае, когда имеются три (или больше) падающие волны. При этом должно быть обеспечено согласование значений частот и волновых векторов всех волн.

Данный вид нелинейности теснее других связан с параметрами системы: на него влияют не только длина волокна и площадь поперечного сечения его сердцевины, но и расстояние между соседними каналами и дисперсия. Изо всех рассмотренных явлений четырехволновое смешение имеет наибольшее значение для современных DWDM-систем.

Четырехволновое смешение можно устранить, выбрав неодинаковые разности частот между соседними каналами. Кроме того, данный эффект подавляется дисперсией, так как она нарушает согласование фаз. По этой причине волокно со смещенной дисперсией (Dispersion-Shifted Fiber, DSF), созданное в целях устранения хроматической дисперсии в диапазоне 1550 нм, малопригодно для WDM с шагом 50 ГГц (0,4 нм) и меньше; вместо него используют специальные виды волокна (TrueWave, AllWave и др.).

В обычном одномодовом волокне со ступенчатым профилем показателя преломления четырехволновое смешение между каналами f1 и f2 отсутствует, если f2 - f1 > 20 ГГц. Максимально допустимая мощность канала в данном случае практически не зависит от числа мультиплексируемых каналов. Для обычного волокна при WDM с расстоянием между каналами 10 ГГц она равна нескольким милливаттам.

Необходимо отметить, что нелинейность среды играет в волоконно-оптической связи двоякую роль. С одной стороны, она ограничивает скорость и дальность передачи, с другой - может быть обращена во благо. Например, ВРМБ можно использовать для реализации режима ввода/вывода каналов. Кроме того, ФКМ и четырехволновое смешение применяются в волновых конверторах для переноса полезного сигнала с одной несущей длины волны на другую, а ВКР и ВРМБ - в волоконных лазерах и усилителях.


***

В своем изложении мы ограничились применением WDM в линиях связи, поскольку в большинстве современных сетей оптическое волокно используется только как среда передачи между смежными узлами, а коммутация и обработка данных осуществляются посредством преобразования оптических сигналов в электрические. Однако электронные коммутирующие устройства не способны достичь скоростей, соответствующих возможностям оптики, что стимулировало исследования в области построения полностью оптических сетей, где для передачи данных служат только оптические сигналы. На этом пути возникает задача оптической коммутации волновых каналов, но обсуждение подобных вопросов выходит за рамки настоящей статьи.


WDM в сети Sprin



Рост общей протяженности каналов с WDM в сети Sprint
Волоконно-оптическая сеть компании Sprint была введена в эксплуатацию в 1986 г. и в настоящее время охватывает почти всю территорию США, связывая местные телефонные сети. Пропускная способность ее линий постоянно возрастала, тем не менее к середине 90-х гг. аппаратура временного мультиплексирования оказалась не в состоянии удовлетворить потребности пользователей. В 1993 г. специалисты компании обратили взоры в сторону технологии WDM, после чего началось детальное изучение четырехканальных систем. Однако стихия заставила поторопиться: летом того же года наводнение в шт. Миссури вывело из строя одну из станций регенерации, и пришлось создавать обходные каналы с помощью WDM.

Выбор WDM в качестве средства увеличения пропускной способности был продиктован двумя причинами. Во-первых, в то время не было устройств временного мультиплексирования, обладавших требуемыми техническими характеристиками и прошедших надежное тестирование. Во-вторых, руководство Sprint считало, что в долгосрочной перспективе технология WDM способна обеспечить более высокую скорость передачи при меньших затратах.

В середине 1995 г. началось широкомасштабное развертывание WDM-систем для четырех каналов SONET типа OC-48. В последующем потребность в мультиплексной передаче далеко превзошла первоначальные оценки. К I кварталу 1996 г. основная часть аппаратуры WDM стала восьмиканальной, и с тех пор все новые каналы SONET формируются только на основе WDM. В том же году в сети появились 16-канальные системы. С 1996 по 1998 гг. общая протяженность каналов с WDM возросла в пять раз, приблизившись к 1,6 млн км.

В 1996 г. компания Sprint объявила, что создается опорная сеть ATM, состоящая из двунаправленных колец SONET с применением WDM и предназначенная для передачи речевого трафика, видео и данных, в том числе по протоколу IP. При построении сети используется аппаратура WDM компаний Ciena и Pirelli.

В дальнейшем внедрение технологии WDM в сети Sprint планируется вести по двум направлениям. Первое из них состоит в переходе к стандарту OC-192 для 8, 16 и, возможно, 32 длин волн. Второе направление - увеличение числа мультиплексируемых каналов OC-48 до 32, а затем до 40; разрабатываются также 64-канальные системы.


Оптическая маршрутизация в сетях DWDM

Тим Грин

Несколько молодых компаний планируют в скором времени выпустить на рынок маршрутизаторы нового класса, позволяющие формировать сетевую инфраструктуру с повышенной отказоустойчивостью и тем самым предоставлять пользователям большую полосу пропускания по меньшей цене.

Новые устройства, анонсированные, в частности, фирмами Monterey Networks и New Access, ориентированы на повышение "интеллектуальности" технологии DWDM, которая постепенно получает распространение в оптических магистральных каналах сетей операторов. Главная техническая идея при этом состоит в изменении топологии сетей DWDM путем установки в них оптических маршрутизаторов. Такие маршрутизаторы способны принимать трафик от DWDM-мультиплексоров и затем коммутировать потоки данных, передаваемые на индивидуальных несущих.

Маршрутизация "света"

Оптические маршрутизаторы фирмы Monterey Networks повышают интеллектуальность сетей DWDM. Все оптические машрутизаторы в сети обмениваются информацией. Изменение маршрута в обход отказавшего узла выполняется за 50 мс.



1 Входной световой DWDM-сигнал попадает после демультиплексирования в оптический маршрутизатор.

2 Маршрутизатор коммутирует световые потоки между оптическими волокнами и затем направляет их в локальные коммутаторы/маршрутизаторы либо...

3 ... передает световые потоки в выходной DWDM-мультиплексор.
Как известно, основной недостаток технологии DWDM связан с возможностью ее применения только в соединениях "точка-точка". При сбое оконечного оборудования на одном конце соединения все транспортируемые по нему данные будут потеряны и передача возобновится только после формирования альтернативного пути и восстановления всех индивидуальных сеансов.

Появление оптических маршрутизаторов позволит коммутировать входной DWDM-трафик на отдельных длинах волн и тем самым создавать полносвязные сети. На практике применение подобного подхода означает заметное повышение надежности функционирования сети, время простоя которой практически сведется к нулю. По словам Майкла Гесса, вице-президента по техническим разработкам компании-оператора IXC Communications, оптические маршрутизаторы будут "общаться" друг с другом, что в сочетании с их высокой интеллектуальностью позволит в кратчайшее время направлять трафик в обход неработоспособных участков сети. Для пользователей более эффективное управление пропускной способностью означает снижение цен на услуги передачи данных.

Фирма Monterey Networks разрабатывает так называемый оптический маршрутизатор длин волн, способный переключать световые DWDM-потоки с одного волокна на другое (см. рис.). Допустим, поток, передаваемый из Сан-Франциско в Чикаго, затем должен быть переадресован в Нью-Йорк. Установленный в Чикаго маршрутизатор производства Monterey Networks примет поток из Сан-Франциско во входной порт, преобразует его в электрический сигнал, а затем, после принятия решения о переадресации, выполнит обратное преобразование в световой сигнал с требуемой длиной волны несущей, который через один из выходных портов отправится в Нью-Йорк.

Таким образом, данное устройство никогда не анализирует пакеты в оптической форме. Существенно, что размещенные в сети оптические маршрутизаторы должны обмениваться друг с другом информацией о собственном состоянии, доступной полосе пропускания и другими данными.

В отличие от Monterey Networks, усилия которой направлены на повышение эффективности функционирования магистральной части сети оператора, фирма New Access сконцентрировалась на улучшении параметров локальных волоконно-оптических линий доступа.


Краткий глоссарий по технологии WDM

ADM (add/drop multiplexer) - мультиплексор ввода/вывода каналов.

AON (all-optical network) - полностью оптическая сеть.

DEMUX, DMUX (demultiplexer) - демультиплексор.

DSF (dispersion-shifted fiber) - волокно со смещенной дисперсией.

DWDM (dense wavelength division multiplexing) - плотное мультиплексирование с разделением по длине волны.

EDFA (erbium-doped fiber amplifier) - оптический усилитель на волокне, легированном эрбием.

FWM (four-wave mixing) - четырехволновое смешение.

MUX (multiplexer) - мультиплексор.

NZDSF (non-zero dispersion-shifted fiber) - волокно со смещенной ненулевой дисперсией.

RX (receiver) - приемник.

SBS (stimulated Brillouin scattering) - вынужденное рассеяние Мандельштама-Бриллюэна (ВРМБ).

SPM (self-phase modulation) - ФСМ (фазовая самомодуляция).

SRS (stimulated Raman scattering) - вынужденное комбинационное рассеяние (ВКР), рамановское рассеяние.

TX (transmitter) - передатчик.

WDM (wavelength division multiplexing) - МРДВ (мультиплексирование с разделением по длине волны).

XPM (cross-phase modulation) - ФКМ (фазовая кросс-модуляция).

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями