NGN - Tecnología WDM

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WDM es una tecnología que permite diversas señales ópticas que se transmite por una sola fibra. Su principio es básicamente el mismo como multiplexación por división de frecuencias (FDM). Es decir, varias señales se transmiten mediante diferentes operadores, ocupando las partes superpuestas de un espectro de frecuencia. En el caso de WDM, la banda del espectro radioeléctrico utilizado en la región es de 1300 o 1550 nm, que son dos ventanas de onda que las fibras ópticas tienen muy baja pérdida de señal. Inicialmente, cada ventana se utiliza para transmitir una sola señal digital. Con el avance de los componentes ópticos, tales como información distribuida (DFB) láseres, amplificadores de fibra dopada con erbio (dopada con erbio), y foto-detectores, pronto se dieron cuenta de que cada uno transmite ventana de hecho podría ser utilizado por varias señales ópticas, cada una ocupando una pequeña tracción de la ventana onda total disponible. De hecho, el número de las señales ópticas multiplexados dentro de una ventana sólo está limitado por la precisión de estos componentes. Con la tecnología actual, más de 100 canales ópticos se pueden multiplexar en una sola fibra. La tecnología fue entonces llamado DWDM (DWDM).

DWDM la principal ventaja es el potencial de aumentar de manera eficaz la fibra óptica banda ancha número de pliegues. La amplia red de fibras en existencia en todo el mundo puede tener su capacidad multiplicada colector, sin la necesidad de largas fibras nuevas, un proceso caro. Es evidente que las nuevas tecnología DWDM equipo debe estar conectado a las fibras. Además, regeneradores ópticos es posible que necesite el número y la frecuencia de las ondas que se utiliza está siendo normalizado por la UIT(T). La longitud de onda utilizada es de la mayor importancia, no sólo para la interoperabilidad, sino también para evitar interferencia destructiva entre las señales ópticas.Tabla-1, da nominal, las frecuencias centrales sobre la base de la 50 GHz, mínimo espacio del canal anclados a 193,10 en referencia. Tenga en cuenta que el valor de C (velocidad de la luz) se toma igual a 2,99792458 x 108 m/seg. para la conversión entre la frecuencia y la longitud de onda.

La red de ITU-T (en banda C), ITU(T) REC G.692

DWDM dentro de la red

Una típica red SDH tendrá dos fibras a cada lado de cada nodo, uno de transmitir a su vecino y uno recibir de su prójimo.

Mientras dos fibra entre un sitio no suena demasiado mal, en la práctica es probable que haya muchos sistemas de sitio, aunque no forma parte de la misma red.

Con tan solo las dos redes se muestra arriba cuatro fibras son ahora requeridos entre los sitios C & D, y por el que se establecen entre los sitios es muy caro. Es en este punto donde las redes DWDM entran en juego.

Utilizando un sistema DWDM la cantidad de fibra necesaria entre sitios C & D se reduce a una sola fibra. Moderno equipamiento DWDM multiplexada puede hasta 160 canales, lo que representa un gran ahorro en el consumo de fibra. Dado que la DWDM equipo sólo funciona con la señal física, no afecta a la capa SDH de la red. El SDH no se termina o interrumpe, por lo que respecta a la red SDH se refiere, no hay todavía una conexión directa entre los sitios.

Redes DWDM son independientes del protocolo. Que transporte las longitudes de onda de la luz y no funciona en la capa de protocolo.

Sistemas DWDM pueden guardar los operadores de la red grandes cantidades de dinero cuando fibra, más aún, a lo largo de grandes distancias. Utilizar amplificadores ópticos es posible transmitir una señal DWDM largas distancias.

Un amplificador recibe una señal de onda DWDM y simplemente se amplifica para llegar al siguiente sitio.

Un op-amp amplificará el rojo o azul las expresiones lambda, si es amplificar el rojo las expresiones lambda, que caerá el recibido canales azul y viceversa. Para amplificar en ambas direcciones uno de los dos tipos de amplificador es necesario.

Para el funcionamiento del sistema DWDM de manera satisfactoria la onda entrante para el amplificador óptico debe ser compensada.

Esto implica la configuración óptica todos los entrantes a la DWDM fuentes sistema óptico similar a los niveles de energía. Las longitudes de onda que no han sido igualadas puede mostrar errores cuando transportan el tráfico.

Algunos fabricantes equipos DWDM ayuda a los técnicos de campo óptico por la medición de la competencia de los canales entrantes y recomendar qué canales requieren ajuste de potencia.

Igualar la longitud de onda se puede hacer en varias formas; una variable atenuador óptico puede montarse entre el bastidor y administración de fibra óptica DWDM acoplador - un ingeniero puede ajustar la señal en el lado del acoplador DWDM.

De forma alternativa, el equipo de la fuente puede tener salida variable transmisores ópticos, esto le permite al ingeniero para ajustar la potencia óptica a través de software en el equipo de origen.

Algunos DWDM los acopladores atenuadores han construido en cada canal recibido, un ingeniero puede ajustar todos los canales DWDM en el punto de acceso.

Cuando varias frecuencias de luz viajan a través de una fibra que una condición conocida como cuatro ola mezcla puede ocurrir. Nuevas longitudes de onda de la luz son generados en el interior de la fibra a una longitud de onda y frecuencia determinada por la frecuencia de la onda original. La frecuencia de la nueva onda está dada por f123 = f1+f2-f3.

La presencia de la longitud de onda puede afectar negativamente a la óptica de la relación señal-ruido en el interior de la fibra, y afectan a la BER del tráfico dentro de la longitud de onda.

WDM COMPONENTES

WDM los componentes se basan en principios diferentes ópticas. A continuación la Figura representa un único enlace WDM. LA DFB los láseres se utilizan como transmisores, uno para cada longitud de onda. Un multiplexor óptico combina estas señales en la transmisión de fibra. Amplificadores ópticos se utilizan para la bomba de alimentación de la señal óptica, para compensar las pérdidas del sistema. En el lado receptor, demultiplexores ópticos separar cada longitud de onda, que se vayan a entregar a receptores ópticos al final del enlace óptico.las señales ópticas son agregados al sistema óptico de ADM (OADMs). Estos dispositivos ópticos son equivalentes a la digital adm, la manipulación y el hecho de dividir las señales ópticas a lo largo de la ruta de transmisión. OADMs son generalmente de arrayed-waveguide gratings (AWG, a pesar de que otras tecnologías ópticas, tales como rejillas de Bragg, también se han utilizado.

Un componente clave es la WDM interruptor óptico. Este dispositivo es capaz de conmutar señales ópticas de un puerto de entrada a un puerto de salida. Es el equivalente electrónico de un travesaño. Activar interruptores ópticos redes de fibra óptica que se va a construir, de manera que una señal óptica puede ser dirigido hacia su destino apropiado. Otro importante componente óptico del convertidor es la longitud de onda. La longitud de onda del convertidor es un dispositivo que convierte la señal óptica en una determinada longitud de onda en otra señal de una longitud de onda diferente, manteniendo el mismo contenido digital. Esta capacidad es importante para la gestión de la demanda las redes, ya que proporciona una mayor flexibilidad a la hora de enrutar las señales ópticas a través de la red.

LAS REDES ÓPTICAS DE TRANSPORTE

WDM se construye una red de interconexión mediante la conexión de onda (WXC) nodos en una cierta topología de elección. WXCs se realizan por longitud de onda multiplexores y desmultiplexores, switches, convertidores y la longitud de onda. Fig. 8 Muestra una arquitectura genérica nodo WXC. Las señales ópticas, multiplexado de la misma fibra, llegar a un demultiplexor óptico. La señal se descompone en varias de sus compañías aéreas onda y se envía a un banco de interruptores ópticos. Los interruptores ópticos la ruta varias señales de onda en un banco de la producción.

Multiplexores, donde las señales son multiplexados y se inyecta en el saliente de la transmisión las fibras. Los convertidores de onda puede ser usado entre el interruptor óptico multiplexores y la salida con el fin de proporcionar una mayor flexibilidad de enrutamiento. WXCs han sido investigadas por un número de años. Las dificultades son la interferencia con WXCs y coeficiente de extinción.

La longitud de onda interconexión Nodo

Las redes ópticas de transporte (OTNs) son WDM redes que presten servicios de transporte a través de rutas. Un recorrido de la luz es un ancho de banda alto tubo transporta datos a varios gigabits por segundo. La velocidad de la luz camino está determinado por la tecnología de los componentes ópticos (láser, amplificadores ópticos, etc. ). Las velocidades del orden de STM-16 (2488.32 Mbps) y STM-64 (9953.28 Mbps) es actualmente factible. La OTN WXC se compone de nodos, además de un sistema de gestión que controla el set-up y corte de rutas a través de funciones de supervisión, como el seguimiento de dispositivos ópticos (amplificador, receptores), recuperación de errores y así sucesivamente. La configuración y el desmontaje de la luz son las rutas que se ejecutará en una gran escala de tiempo, tales como las horas o incluso días, dado que cada uno de ellos ofrece backbone capacidad del ancho de banda.

Hay una gran flexibilidad en cuanto al modo de OTNs son desplegadas, en función de los servicios de transporte. Una de las razones de esta flexibilidad es que la mayoría los componentes ópticos son transparentes para codificación de la señal. Sólo en el límite de la capa óptica, donde la señal óptica se debe volver a convertir a los medios electrónicos de difusión de la codificación, no importa. Por lo tanto, transparente servicios ópticos legado de apoyo de diversas tecnologías de redes electrónicas, como la SDH, ATM, IP y frame relay, girando en la parte superior de la capa óptica, es un escenario probable en el futuro.

La capa óptica se subdivide en tres subcapas: la capa de red canal óptico, que se comunica con los clientes OTN, proporcionando canales ópticos (Ochs); la capa óptica red multiplexada, que permite multiplexar varios canales en una sola señal óptica; y la sección de transmisión por fibra óptica red de capa, que permite la transmisión de la señal óptica de la fibra.

FORMATO DE TRAMA OTN

Similar a la utilización de una trama SDH, el acceso a las och se espera que sea a través de un OC, que actualmente se define. El tamaño de la trama corresponde a STM-16 2488.32 Mbps velocidad o, lo que constituye la señal básica och. Figura a continuación describe una posible och formato de trama.

Un bastidor de canal óptico

La región del extremo izquierdo del bastidor (bajo la Fig.) está reservado para el tejado bytes. Estos bytes se que se utiliza en las funciones OAM &P, similar a la de bytes de la trama SDH, tratado anteriormente. Sin embargo, una serie de funciones adicionales es probable que se apoya, como el suministro de fibras oscuras (reserva de una longitud de onda entre dos puntos finales para un solo usuario) y la longitud de onda de la APS. La de más a la derecha de la trama es reservado para un forward error correction (FEC) para que lo ejerza en todos los datos de la carga útil. La FEC a través de una capa de transmisión óptica aumenta la máxima longitud del tramo, y se reduce el número de repetidores. UN código Reed-Solomon se pueden utilizar.

Varios Ochs se multiplexan en el dominio óptico, con el objetivo de crear la optical multiplexer signal (OMS). Este paralelismo con la multiplexación de varios STM-1 marcos en un SDH STM-N formato de trama. Varios Ochs se pueden multiplexar para formar OMS.

La señal óptica cliente se coloca dentro de la och carga señal. Señal Cliente no está limitada por la och formato de trama. En su lugar, el cliente señal es necesaria para ser sólo una tasa de bits constante señal digital. Su formato es también irrelevante para la capa óptica.

LOS ANILLOS WDM

Conceptualmente, un anillo WDM no es muy diferente de un anillo SDH. WXCs están interconectados en una topología de anillo, de forma similar a SDH SDH adm en un anillo. La principal diferencia arquitectónica entre un anillo SDH y DWDM un anillo está arraigado en el WXC capacidades de longitudes de onda y de la conversión. Estas características se pueden utilizar por ejemplo, para dar los niveles de protección sin paralelo en tecnología SDH. En otras palabras, la longitud de onda o ruta de la luz se puede proporcionar protección, además de ruta y la protección de la tubería.

APS Óptica protocolos son tan complejos como los servicios administrativos y SDH. Se puede proporcionar protección en la och nivel óptico o can/sección sección de nivel de transmisión por fibra óptica. Algunas funciones de protección adicionales pueden aplicarse sin paralelo en anillos SDH. Por ejemplo, un error lightpath (por ejemplo, un fallo del láser) puede ser fijado por conversión de una señal óptica de una determinada longitud de onda en una diferente, evitando el desvío de la señal. Esto es equivalente a span de conmutación de SDH, con la diferencia de que incluso los dos anillos de fibra óptica WDM puede aportar esta capacidad de och protección. En la OMS, sin embargo, span protección será de cuatro anillos de fibra, como en RLP. Estas características adicionales sin duda introducir más complejidad en la óptica APS protocolos de capa.

Una vez que el anillo es de WDM, caminos que se establecerán de conformidad con el patrón de tráfico a ser compatibles.

WDM REDES DE MALLA

WDM redes de malla se construye con el mismo los componentes ópticos como los anillos WDM. Sin embargo, los protocolos que se utilizan en las redes de malla son diferentes de los utilizados en los anillos. Por ejemplo, la protección de las redes de malla es mucho más compleja la proposición como es el problema de enrutamiento y asignación de onda WDM redes en malla.

Las redes de malla es probable que las infraestructuras como columna vertebral de los anillos WDM. Algunas de estas conexiones se espera ser óptico, evitando óptico/electrónica los cuellos de botella y de transparencia. Entre otros, requieren la conversión de la señal óptica en el dominio electrónico para la monitorización de la administración, y tal vez fines de facturación. Fig. muestra una red WDM.

Infraestructura. En la figura, tres capas topología se muestran: la red de acceso, la red regional y la red backbone.

Infraestructura de red WDM

Tanto los anillos SDH y passive optical networks (PONs) como redes de acceso. Por lo general, están basados en el bus, o de topología de estrella y control de medium access control (MAC) es el protocolo utilizado para coordinar las transmisiones entre los usuarios. No se proporcionan funciones de enrutamiento en dichas redes.

Estas arquitecturas son prácticos para la mayoría de las redes de apoyo a unos pocos cientos de usuarios en distancias cortas. Aunque Pons son menos costosas que las redes WDM anillos, debido a la falta de componentes activos y funciones de enrutamiento, como onda, los láseres es necesario, en el que fuentes PON la primera generación de este tipo de equipos aún más caro que los anillos SDH. Esto, a su vez, favorece la SDH en el acceso a nivel de red, al menos en un futuro próximo. Las redes Backbone contienen componentes ópticos activos, proporcionando así como las funciones de onda de enrutamiento y conversión. Las redes principales de interfaz con legado de alguna manera las tecnologías de los medios de transporte, tales como

ATM, IP, PSTN y SDH. La hipótesis general se muestra en la siguiente figura. Varios tipos de interfaz en la figura.

Una red de transporte WDM llevar tráfico ATM/IP de sobreposición.

Encapsulamiento de Trama SDH

La och trama debe definirse de manera que SDH encapsulamiento de trama puede hacerse fácilmente. Todo El STM-16xc, por ejemplo, ha de ser llevado como un och carga útil. Si un STM-16 canal óptico se utiliza, es posible que no se pueda englobar en SDH STM-16xc-16 canal óptico, debido a la sobrecarga och bytes. La och formato de trama se está definiendo. A continuación figura un ejemplo de encapsulamiento de trama SDH och.

Interfaces SDH para WDM

WDM equipos SDH con interfaces físicas entregar señales ópticas a SDH dispositivos. Estas interfaces deben ser para la compatibilidad con versiones anteriores con tecnología SDH. Por lo tanto, la SDH dispositivo no ser consciente de la tecnología WDM utilizada para transportar su señal (por ejemplo, el dispositivo puede pertenecer a un BLSR/4 anillo). En este caso, el WXC caerá y agregar en el medio óptico la longitud de onda utilizada originalmente en la SDH. Esta manera, WDM y SDH capas están completamente disociadas, que es necesaria para la gestión de la demanda SDH interoperabilidad con equipos anteriores. Esto pone limitaciones adicionales sobre la selección de longitudes de onda en la capa óptica, ya que la última onda de salto, una interfaz con el SDH dispositivo, debe ser el mismo que el utilizado por SDH dispositivo para poner fin a la ruta de la óptica, si no es onda conversión de SDH.

Interfaces SDH para WDM

WDM equipos SDH con interfaces físicas entregar señales ópticas a SDH dispositivos. Estas interfaces deben ser para la compatibilidad con versiones anteriores con tecnología SDH. Por lo tanto, la SDH dispositivo no ser consciente de la tecnología WDM utilizada para transportar su señal (por ejemplo, el dispositivo puede pertenecer a un BLSR/4 anillo). En este caso, el WXC caerá y agregar en el medio óptico la longitud de onda utilizada originalmente en la SDH. Esta manera, WDM y SDH capas están completamente disociadas, que es necesaria para la gestión de la demanda SDH interoperabilidad con equipos anteriores. Esto pone limitaciones adicionales sobre la selección de longitudes de onda en la capa óptica, ya que la última onda de salto, una interfaz con el SDH dispositivo, debe ser el mismo que el utilizado por SDH dispositivo para poner fin a la ruta de la óptica, si no es onda conversión de SDH.

UN Enlace WDM

Según la tabla-2, aunque es más rápida restauración de WDM que en tecnología SDH, detección de fallas de WDM es más lento. Seguro superposición de WDM/SDH mecanismos de protección requiere un plan de protección más rápido WDM. Por otra parte, los servicios administrativos y SDH puede ser artificialmente ralentizado si SDH los clientes pueden permitirse la degradación del rendimiento de este tipo de procedimientos. Recuperación de errores innecesarios en las capas superiores pueden causar inestabilidad ruta y la congestión del tráfico, y por lo tanto, debe ser evitada a toda costa. Fallo persistencia se pueden utilizar en las capas superiores para evitar una rápida reacción a los fallos en las capas inferiores.

Recuperación de un fallo en la subcapa OMS puede sustituir los procedimientos de recuperación de varias instancias de la SDH señales ópticas de capa. Por lo tanto, un número potencialmente grande de SDH los clientes están exentos de los procedimientos de recuperación de fallos en sus capas. Por lo tanto, una sola recuperación de fallos en la subcapa OMS óptica puede ahorrar cientos.

Evolución hacia una red de transportes todo-óptica

Evolución hacia una red óptica WDM es probable que ocurren de manera gradual. En primer lugar, los dispositivos WXC se conectarán a las fibras. Algunos componentes adicionales puede ser necesaria en el enlace óptico, como dopada con erbio, a fin de que legado enlaces de fibra óptica para tecnología WDM. WXCs, interactuar con equipos ya existentes, como la SDH y FDDI (fiber distributed data interface). UN plus de una red de transporte óptico transparente es que la transferencia de funciones SDH en la capa superior (IP/ATM) o por debajo (WDM) SDH es probable que suceda, por lo que ahorro en términos de red actualización y mantenimiento. Esa capa de organización podría afectar a las redes de transporte, se supone que tráfico en tiempo real, incluidas las de voz, es enviarlo (IP/ATM). Esto podría llevar a la extinción de los vcs señales SDH. Una cuestión clave, a continuación, sería la forma más eficaz de paquetes en SDH, o incluso directamente en och marcos. Cualquiera que sea el nuevo método de encapsulación emerge, compatibilidad con IP/PPP/HDLC es el encapsulamiento y ATM.