Лекція 2 / ФТСМ (с

Дидактичний матеріал до лекції 2 кредитного модулю ФТСМ-1, 10 сем.
“ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ о ФОТОННЫХ ТРАНСПОРТНЫХ
СИСТЕМАХ и СЕТЯХ»
1. Основные понятия, термины и определения
2. Элементы фотонного линейного терминала
РТSs (Photon Transport Systems) – фотонные транспортные системы
PTNs (Photon Transport Networks) – фотонныe транспортные сети
ВМ – волновое мультиплексирование
ООВ – одномодовое оптическое волокно
WDМ (Wavelength Division Multiplexing) – „мультиплексирование с
разделением по λ–длине волны”, или ВМ–„волновое
мультиплексирование”. На русский язык этот термин
переводится по-разному: спектральное мультиплексирование
по λ–длинам волн, ВМ–волновое мультиплексирование,
спектральное уплотнение и т. д.
FDM–Frequency Division Multiplexing и TDM–Time Division Multiplexing,
в
наших
нормативных
документах
закреплено
–
«мультиплексирование с разделением по частоте” (ЧРК) и
„мультиплексирование с разделением по времени” (ВРК)
Фотонная транспортная система РТS (Photon Transport System)
технологии ВМ – это ВОСП–волоконно-оптическая система передачи для
образования в одном ООВ N–заданного числа ОТр.–оптических трактов,
каждому из которых в рабочем диапазоне λ–длин волн (f–частот) волокна
отводится определенные диапазон λ–длин волн или полоса f–частот
ВОСП – волоконно-оптическая система передачи
ОТр. – оптические тракты
PTSs технологии DWDM – PTSs технологии Dense WDM (плотное ВМ)
PTSs
технологии NWDM – PTSs
(узкополосное ВМ)
технологии
Narrowband
WDM
ЦСП PDH – разнообразные и разноскоростные системы
(140 Мбит/с и 565 Мбит/с)
TDM:
Fiber Channel/FC – технологии FC на скорости передачи 1,062, 2,134,
4,268 Гбит/с
Gigabit Ethernet/GbE – технологии GbE на скорости передачи 1,2; 2,4;
4,8; 9,6 Гбит/с
СП SDH – системы передачи / транспортные системы технологии
SDH различных уровней (от STM-16 до STM-256) и др.
Дидактичний матеріал до лекції 2 кредит. модулю ФТСМ-1, 10сем. «Основные понятия о фотонных транспортных
системах и сетях»
2
PLT (Photon Line Terminal) – фотонный линейный терминал
PLP (Photon Line Path) – фотонный линейный тракт PTS технологии
ВМ
OLAs (Optical Line Amplifier) – оптические линейные усилители
OLR (Optical Line Repeater) – оптический линейный повторитель
ВОУ – широкополосный или сверхширокополосный
оптический усилитель
OLA (OLR)
λ1 + 2 + … + N
λ1 + 2 + … + N
λ1 + 2 + … + N
λ1 + 2 + … + N
волоконно-
Рис. 1. Условное обозначение двустороннего OLA (OLR)
TDFA (Terbium Doped Fiber Amplifier) – тербиевый ВОУ
EDFA (Erbium Doped Fiber Amplifier) – эрбиевый ВОУ
YDFA (Ytterbium Doped Fiber Amplifier) – иттербиевый ВОУ
Функции Функции
тракта
тракта
приема передачи
Табл. 1. Назначение PLT–фотонного линейного терминала
Приём от клиентов и обработку передаваемых оптических сигналов
Мультиплексирование полученных в результате обработки сигналов λ1,
λ2,…,λN в линейный оптический сигнал вида λ1+2+…+N
Нормирование параметров (усиление) этого сигнала и ввод его в ООВ PLP
Усиление принятого линейного оптического сигнала λ1+2+…+N
Его демультиплексирование на отдельные оптические сигналы λ1, λ2,…,λN
Доведение параметров этих сигналов до норм и передачу их клиентам
Тракт
передачи
Табл. 2. Состав PLT–фотонного линейного терминала
Тракт
Название элементов
IAIs (Input Access Interfaces) – входные интерфейсы доступа
VOAs (Variable Optical Attenuators) – переменные оптические аттенюаторы
TETs (Transmit End Transponders) – транспондеры передачи, или
преобразователи λ передаваемых оптических сигналов (волновые конвертеры)
OMX (Optical Multiplexer) – оптический мультиплексор
Дидактичний матеріал до лекції 2 кредит. модулю ФТСМ-1, 10сем. «Основные понятия о фотонных транспортных
системах и сетях»
3
Тракты
передачи
и приема
DCU (Dispersion Compensation Unit) – блок компенсации дисперсии
ОВ (Optical Booster) – оптический бустер или выходной оптический
усилитель мощности
OMC (Optical Monitoring Card) – платы оптического мониторинга для контроля
параметров
оптических
сигналов,
коррекции
амплитудно-волновой
характеристики (АВХ) тракта передачи (на выходе ОВ), выравнивания
отношение оптический сигнал/шум OSNR в тракте приёма (на выходе OP) и др.
Тракт приема
DCU (Dispersion Compensation Unit) – блок компенсации дисперсии
OP (Optical PreAmplifier) – входной оптический предусилитель
ODMX (Optical Demultiplexer) – оптический демультиплексор
VOAs (Variable Optical Attenuators) – переменные оптические аттенюаторы
RETs (Receive End Transponders) – транспондеры приёма
OAIs (Output Access Interfaces) – выходные интерфейсы доступа
Характеристика OMX
OMX (Optical Multiplexer) – оптический мультиплексор
Табл. 3. Общая характеристика и назначение OMX
Оптический многополюсник с двумя и более входами и одним выходом
Объединяет поступающие из TDM терминалов клиентов входные оптические
сигналы на разных λ; λ1, λ2,…,λN, в единый оптический сигнал λ1+2+…+N
Функционирует на явлениях оптической физики: дисперсии, дифракции,
интерференции
Пассивное устройство с немалым затуханием: от 5 … 12 дБ и более
ODMX
OMX
λ1
λ2
λ3
λN
OOB
.
.
.
λ1 + 2 + … + N
λ1
λ2
λ3
.
.
.
λN
Рис. 2. Условные обозначения ОМХ и ОDMX в структуре одного направления
передачи простейшей пассивной PTS
ODMX (Optical Demultiplexer) – оптический демультиплексор
Характеристика ODMX
Табл. 4. Общая характеристика и назначение ODMX
Оптический многополюсник с одним входом и двумя и более выходами
Надёжно разделяет принятый из PLP оптический сигнал λ1+2+…+N на
отдельные сигналы λ: λ1, λ2,…,λN.
Обеспечивает допустимую величину уровня возникающих между ОТр.
переходных помех для любых PTS любой технологии ВМ
ODMX это взаимообратный OMX многополюсник
Дидактичний матеріал до лекції 2 кредит. модулю ФТСМ-1, 10сем. «Основные понятия о фотонных транспортных
системах и сетях»
4
Пассивное устройство с немалым затуханием: от 5 … 12 дБ и более
TETs (Transmit End Transponders) – транспондеры передачи, или
преобразователи λ передаваемых оптических сигналов (волновые
конвертеры)
Характеристика ТЕТ
Табл. 5. Общая характеристика
транспондера передачи
и
назначение
транспондера
ТЕТ,
Оптический преобразователь λ–длины волны мультиплексируемого сигнала
(волновой конвертер)
Поддерживает стабильность λ–длины волны мультиплексируемого сигнала в
процессе эксплуатации PTS
В основе работы – принцип независимости λ–длины волны выходного сигнала
ТЕТ от λ–длины волны сигнала на его входе
Принцип действия основан на эффекте нелинейного взаимодействия
передаваемого оптического сигнала со спецсигналом от лазера ТЕТ
На выходе ТЕТ образуется оптический сигнал новой (заданной) λ–длины волны
со стабильными параметрами
Максимальное число ТЕТ в PTS не превышает числа мультиплексируемых в
ней сигналов, т. е. числа образуемых ею ОТр.
Сигнал с выхода ТЕТ, поступает на только ему отведённый вход OMX, на
выходе которого образуется результирующий сигнал вида λ1+2+…+N
RETs (Receive End Transponders) – транспондеры приёма
Характеристика
RЕТ
Табл. 6. Общая характеристика
транспондера приема
и
назначение
транспондера
RЕТ,
Транслятор оптического сигнала
Усиливает оптический сигнал, поступивший на его вход с одного из
выходов ODMX
Не преобразует λ–длину волны принятого оптического сигнала
ОВ (Optical Booster) – оптический бустер или выходной оптический
усилитель мощности
Характеристика OB
Табл. 7. Общая характеристика и назначение оптического бустера ОВ
Широкополосный или сверхширокополосный ВОУ мощности на выходе OMX
Компенсирует затухания, вносимое OMX и другими пассивными оптическими
компонентами
Обеспечивает заданный уровень мощности оптического сигнала на выходе PLT
OP (Optical PreAmplifier) – входной оптический предусилитель
входного оптического
Характе
ристика
OР
Табл. 8. Общая характеристика и назначение
предусилителя OP
Включается на входе тракта приёма PLT
Компенсирует затухания волокна предшествующего УУ–усилительного
участка PLP и других устройств, например затухания блока DCU
Дидактичний матеріал до лекції 2 кредит. модулю ФТСМ-1, 10сем. «Основные понятия о фотонных транспортных
системах и сетях»
5
Обеспечивает получение номинального значения уровня
мощности принятого линейного сигнала на входе ODMX
VOAs
(Variable
Optical
оптической
Attenuators) – переменные оптические
аттенюаторы
Характеристика
VOAS
Табл. 9. Общая характеристика и назначение аттенюаторов VOAS
Это ОРУ – оптические регуляторы уровня, пассивные оптические
двухполюсники
Изменяют уровень сигнала на их выходе
Включаются на входе TET и RET, в межкаскадной цепи OLA или OLR, между
ОТр. при их транзитном соединении и т. д
Обеспечивают
на
входе
ОМХ
требуемое
значение
уровня
мультиплексируемого сигнала
Обеспечивают заданный уровень принятого сигнала на входе выходного
интерфейса доступа
IAI (Input Access Interfaces) и OAI (Output Access Interfaces) – входные и
выходные интерфейсы доступа
Табл. 10. Характеристика и назначение интерфейсов доступа
Входные (IAI–Input Access Interfaces) и выходные (OAI–Output Access
Interfaces) интерфейсы доступа это набор оборудования трактов передачи и
приёма соответственно различных терминалов технологий IP, GbE, SDH и др.,
сигналы которых клиенты желают передать по ОТр. PTS. В состав
интерфейсов доступа входят блоки нескольких типов: IP, GbE, SDH и др.
IP over DWDM, IP over HDWDM, IP over NWDM – технологии IP в PTN
λr, λs , …, λu
а)
б)
.
.
.
.
.
.
.
.
.
OMX1
ODMХ1
λ1+2+…+N
Ввод
λ1+2+…+N
.
.
.
.
.
.
.
.
.
ODMХ2
Восток
OMX2
Запад
λ1+2+…+N
…
. .
Ввод
Выделение
λ1+2+…+N
Выделение
.
λ1+2+…+N
λ1+2+…+N
λ1+2+…+N
PXC
.
.
.
λ1+2+…+N
λ1+2+…+N
λ1+2+…+N
.
.
.
λ1+2+…+N
λ1+2+…+N
λ1+2+…+N
λ1+2+…+N
. .
…
.
λi, λк, …, λm
Рис. 3. Условные обозначения двустороннего OADM и PХС
Дидактичний матеріал до лекції 2 кредит. модулю ФТСМ-1, 10сем. «Основные понятия о фотонных транспортных
системах и сетях»
6
ПД – пункты доступа PTN
OADMs (Optical Add/Drop Multiplexers) – оптические мультиплексоры
выделения/ввода
Вack-to-Вack – „спина к спине”
РХС
(Photon
Cross-Connects) – фотонные кросс-коннекторы или
аппаратура оперативного переключения ОТр.
Табл. 11. Оптическая усилительная секция
OAS (Optical Amplifier Section – оптическая усилительная секция:
это часть PLP между двумя любыми соседними ПД или элементами сети
(PLT, OADM, РXC), в которых PLP разделяется на ОТр. (Рек. ITU-T G.681)
Короткие OAS (50…80 км), как правило, не содержат ВОУ
Средние OAS (120…150 км) обычно содержат OB и OP
Длинные OAS (600…800 км), кроме ОВ и ОР, содержат еще и несколько OLA
OTS (Optical Transmission Section) – оптическая секция передачи
Рек. ITU-T G.872
Максимальная дальность связи – это максимальная протяженность
PLP PTS когда выполняются требования ко всем параметрам ОТр.
Максимальная дальность связи определяется числом OAS и длиной
каждой OAS в PLP
Максимальную дальность связи можно удвоить путём установки и
соединения в заданном пункте двух терминалов PLT в режиме транзита
Протяжённость PLР увеличивают за счет применения технологии:
 РРУ–распределённых рамановских усилителей и
 метода FEC–улучшенного упреждающего исправления ошибок
Дидактичний матеріал до лекції 2 кредит. модулю ФТСМ-1, 10сем. «Основные понятия о фотонных транспортных
системах и сетях»
Дидактичний матеріал до лекції 2 кредит. модулю ФТСМ-1, 10сем. «Основные понятия о фотонных транспортных
системах и сетях»
Дидактичний матеріал до лекції 2 кредит. модулю ФТСМ-1, 10сем. «Основные понятия о фотонных транспортных
системах и сетях»