Лекція 4 / ФТСМ (Л

1
Дидактичний матеріал до лекції 5 кредитного модулю ФТСМ-1, 10 сем.
“КЛАССИФИКАЦИЯ ФОТОННЫХ ТРАНСПОРТНЫХ СИСТЕМ/PTSs”
1. Класифікація фотонних транспортних систем/PTSs
2. Загальний огляд існуючих PTSs
РТS (Photon Transport System) – фотонная транспортная система
волнового мультиплексирования – ВМ / PTS технологии
WDM, PTS технологии DWDM, PTS технологии NWDM и др.
ООВ – одномодовое оптическое волокно
ОК – оптический кабель
ОТр. – оптические тракты
Классификация
РТS
WDМ (Wavelength Division Multiplexing) – „мультиплексирование с
разделением по λ–длине волны”, или ВМ–„волновое
мультиплексирование”
Табл. 1. Классификация РТSs различных технологий ВМ
По ∆f (∆λ), на каждый ОТр. в рабочем диапазоне f–частот (λ–длин волн) ООВ,
или по ∆f(λ) j ± ( j ± 1) центральных значений смежных частот (длин волн) ОТр.
По году появления на рынке РТS различных технологий WDM, или
классификация РТS по поколениям.
По назначению и применению РТS различных технологий волнового
мультиплексирования в различных сетях
По диапазону длин волн (частот) / λ(f),используемому для построения
фотонных линейных трактов
λ, нм или мкм – длина волны
f, ГГц или ТГц – частота волны
∆f(λ) j ± ( j ± 1) – расстояние, на которое разносятся центральные
значения
f–частот
(λ–длин
волн)
сигналов,
передаваемых по соседним ОТр.
∆f – ширина полосы частот отводимая на один ОТр.
∆λ – диапазон длин волн отводимый на один ОТр.
PLP – фотонные линейные тракты
Табл. 2. Класифікація PTS технології WDM (Wavelength Division Multiplexing)
за шириною смуги частот (діапазону довжини хвилі), що відведено на ОТр.
Рознос за:
Диапазон
довжиною частопозна∆λ, нм
укр.
хвилі ∆λ, тою ∆f,
(∆f, ГГц)
чення
нм
ГГц
10
1250
1530…1560
С
грубе
(неточне)
20
2500
1460…1625 S+C+L
1,6
200
3,2
400
просте
1528…1561
С
(192…196)
4,0
500
(звичайне)
8,0
1000
Назва
Позначення
англ.
CWDM
Coarse
WDM
WDM
WDM
Кількість
ОТр.
8
4
20
10
8
4
Пропускна Рекомендації
спроможність
ITU-T
G.694.2
(2002 р.)
G.692
(1998 р.)
Дидактичний матеріал до лекції 5 кредит. модулю ФТСМ-1 «Классификация фотонных транспортных систем/PTS»
DWDM
Dense
WDM
щільне
High Dense високоHDWDM
щільне
WDM
NWDM
Narrowband вузькеWDM
смугове
Ultra
понадUNWDMNarrowband вузькосмугове
WDM
≈ 0,8
0,4
0,2
100
2
1530…1570
1530…1625
1530…1570
С
C+L
С
1530…1625
C+L
1476,81…
1619,06
S+C+L
273
1530…1570
С
160
50
25
32 або 40
64 або 80
64 або 80
160 або
192
40 Гбіт/с×
273=
10,92 Тбіт/с
0,2
12,5
0,08
10
0,04
5
й менш
G.694.1
(2002г.)
U – диапазон (1625…1675 нм)
1
L – диапазон (1565…1625 нм)
2
C – диапазон (1530…1565) нм
3
S – диапазон (1460…1530 нм)
4
О – диапазон (1260…1310 нм)
Многомодовая передача (850…900 нм)
5
Е – диапазон (1360..1460 нм)
α, дБ/км
λ, нм
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
Рис.1. Диапазоны рабочих длин волн для передачи оптических сигналов ВОСП
Дидактичний матеріал до лекції 5 кредит. модулю ФТСМ-1 «Классификация фотонных транспортных систем/PTS»
3
технологии WDM
Табл. 3. Класифікація транспортних систем різних технологій хвильового
мультиплексування за поколіннями
Загальна характеристика
Покоління
1
2
3
4
5
Диапазон, що
застосовується
Кількість
ОТ
Пропускна
спроможність
Роки початку застосування
ВОСП первинної мережі зв’язку НСЗ
України
PTSs технології WDM транспортних
мереж
λ: 1310 і
Одиниці
Кінец 80-х
2
років XX ст.
1550 нм
Гбіт/с
Десятки
права частина 4, 8
1995С-диапазону або 16
1996
рр.
Гбіт/с
32 або
Сотни
1997PTSs технології DWDM
С-диапазон
1998 рр.
40
Гбіт/с
PTSs технологии HDWDM глобальних
(C+L)160
Одиниці
(міжнародних) й магистральних (міждиапазон
або
2001 р.
Тбіт/с
місцевих) фотонних транспортних мереж довжин хвиль 192
(C+L)- або
PTSs технологии HDWDM глобальних
256,
Початок
(S+C+L)(міжнародних) й магистральних (між273
і > 10 Тбіт/с
диапазони
XXІ ст.
місцевих) фотонних транспортних мереж довжин хвиль більш
Табл. 4. Основные параметры некоторых PTS технологий DWDM и HDWDM
Вендеры
Alcatel
Ciena
Cisco
Lucent
Marconi
Nortel
Siemens
Марка
Optinex
1640 WM
CoreStrea
m
Cisco ONS
15800
WaveStar
OLS 800G
WaveStar
OLS 1.6T
StartPhoto
nix
PLT 160
OPTera
LH1600G
Infinity
WLS
SURPASS
hiT 7500
Число
образуемых ОТр.
80
192
64
80
160
Параметры
Используемый
Разнос
диапазон длин
ОТР.,
волн, нм
ГГц (нм)
(частот, ТГц)
100
(0,8)
1528,77…1612,62
(196,1…185,9)
50
(0,4)
1528,77…1602,31
(196,1…187,1)
100
(0,8)
1528,77…1612,62
(196,1…185,9)
50
(0,4)
Линейная МаксимальИнтерскорость
ная длина
фейсы
передачи, оптической доступа
Гбит/с
секции, км
800
900
1920
500
640
800
1000
IP,
STM-16,
STM-64
700
1600
4000
32
80/160
1528,77…1560,61
(196,1…192,1)
1528,77…1607,46
(196,1…186,5)
100
(0,8)
100/50
(0,8/0,4)
1280
385
STM-256
3200/1600
3000
STM-64,
STM-256
Примеры PTSs 5-ого поколения:
─ PTS (Alсatel), в суммарном (C+L)-диапазоне λ одного ООВ образует 256 ОТр.,
пропускная способность OB: (40 Гбит/с  256) = 10,24 Тбит/с
─ PTS (NEC), образует в суммарном (S+C+L)-диапазоне λ одного ОВ 273 ОТр.,
пропускная способность ОВ: (40 Гбит/с  273) = 10,92 Тбит/с
Дидактичний матеріал до лекції 5 кредит. модулю ФТСМ-1 «Классификация фотонных транспортных систем/PTS»
4
Табл. 5. Направления, на которых реализуется многофункциональность
PTS DWDM 3-его и 4-ого
НапраСущность направления
вления
Производство оборудования для строительства PTNs различной
архитектуры. При этом, кроме оборудования PTS (PLT, OLR, OADM), в сеть
1 входят и другие элементы, например, РХС. Типичный представитель этого
направления – комплекс оборудования, предложенный в 2000 г. компанией
Ericsson под торговой маркой ERIONTM (Ericsson Optical Network)
Создание совокупности оборудования на единой платформе,
предназначенного для использования в качестве многофункционального
PTN. Например, многофункциональная оптическая сетевая
2 элемента
платформа типа XDM компании ECI, предложенная на рынке в 2001 г.,
реализует не только функцию PLT, но и ряд других функций. Аналогичную
платформу типа Metropolis ADM предложила компания Lucent (2003 г.)
Табл. 6. Класифікація транспортних систем різних технологій хвильового
мультиплексування за призначенню і застосуванню
Групи PTS за призначенню й застосуванню
Параметри PTS
Призначення й застосування
Глобальні підводні (океан1 ськи та морски) волоконнооптичні лінії передачі
Національні та
міжнаціональні
2 магістральні транспортні
мережі (наприклад, OPEN)
3
Місцеві оптичні мережі
доступу класу Metro
Назва PTS
для
прикладу
Infinity WLS
(Siemens)
КільПропускна
кість ОТр.
спромож(технологія) ність,ГГбит/с
8 або 16
(WDM)
32
(DWDM)
20 або 40
320
Інтерфейси
доступу
STM-16
(2,5 ГГбіт/c)
STM-64
(10 ГГбіт/c)
OPTera
LH1600G
(Nortel)
160
(NDWDM)
1600
STM-64
(10 ГГбіт/c)
SURPASS
hiT 7500
(Siemens)
80
(DWDM)
3200
STM-256
(40 ГГбіт/c)
OPTera Metro
(Nortel)
32
64
80
160
GbE, FC, FE
(2,5 Гбіт/c)
Metro
24
60
E4,
STM-1, 4, 16
(Ciena)
Sentry 4000
(Ciena)
PMM Metro
(Ericsson і
Marconi)
PTS WLS (Wave Line System) технологии WDM/DWDM – PTS типа
TransXpress Infinity WLS компании Siemens
OPEN (Optical Pan-European Network) – панъевропейская оптическая
сеть
PTSs класса Metro – PTSs для местных (городских) оптических сетей
доступа
EDFA (Erbium Doped Fiber Amplifier) – эрбиевый ВОУ
Дидактичний матеріал до лекції 5 кредит. модулю ФТСМ-1 «Классификация фотонных транспортных систем/PTS»
5
1
назва
Права
(довгохвильова)
частина Сдиапазону
2
С-диапазон
3
L-диапазон
4
Сумарний (С+L)диапазон
значення, λ, нм
1546…
1561
WDM
DWDM
1528…
1561
HDWDM
1570…16
25
DWDM
1528…
1613
NWDM
Сумарний (S+С+L)диапазон
1477…
1619
λ,
нм
f,
ГГц
1,6
200
8
0,8
100
0,4
50
0,8
100
0,2
25
Приклад PTS
вендер
назва
Siemens
Infinity
WL-8/16
16 Ericsson
40
80
128
64
Lucent
80
Lucent
320
Alcatel
Siemens
HDWDM
5
Рознос за:
Кількість
ОТр.
Діапазон довжин хвиль
Назва
технології
Різновиди
PTS
Табл. 7. Класифікація транспортних систем різних технологій хвильового
мультиплексування за диапазоном довжин хвиль (частот)
CWDM
0,4
20
50
160
273
2500 8
Lucent
прим.
Табл.7
перед
ERION
WaveStar
Табл.4*
OLS 400G
WaveStar
Табл.4
OLS 800G
SURPASS
hiT 7500
Табл.4
WaveStar
OLS 1.6T
NEC
Табл. 8. Особенности и количественные показатели промышленных PTSs
Число ОТр., образуемых в одном ООВ PTSs ВМ, находится в пределах от 4
1 до 192, а пропускная способность ООВ, обеспечиваемая указанными PTSs ВМ,
охватывает диапазон скоростей передачи от 10 до 3200 Гбит/с
На транспортных сетях практически используются PTSs HDWDM, например,
2 PTSs CoreStream (Ciena) и OPTera LH 1600G (Nortel), которые обеспечивают
пропускную способность одного ООВ 1920 и 1600 Гбит/с соответственно
Характерны для оборудования PTSs компании Siemens:
Во-первых, Siemens первая в мире представила PTS WDM (WL-4) с разносом между
ОТр. в 1000 ГГц (8 нм) для образования в С-диапазоне λ–длин волн одного ООВ
4 ОТр. с передачею по каждому сигналов СП SDH уровня STM-256 (40 Гбит/с) и
3 общей пропускной способностью ООВ на 4 ОТр.×40 Гбит/с = 160 Гбит/с
Во-вторых, Siemens первая в мире преодолела трудности с возникновением
переходных помех между ОТр. при сочетании их высокой плотности (разнос
100 ГГц) и скорости передачи в каждом ОТр. 40 Гбит/с. Это позволило ей создать
PTS DWDM типа SURPASS hiT 7500 с пропускной способностью ООВ 3,2 Тбит/с
Большинство производимых PTSs являются комбинированными, т. е. могут
работать в различных режимах, образуя при этом разное число ОТр.. Примером
является PTS LumiNet-LR (ECI). Эта система в С-диапазоне λ–длин волн одного
4 ООВ может образовать 8, 16, 32 или 40 ОТр., обеспечивая пропускную
способность ООВ 20, 40, 80 или 100 Гбит/с соответственно. При работе в режиме
“WDM” PTS образует 8 или 16 ОТр., а при работе в режиме “DWDM” – 32 или
40 ОТр.. Указанная особенность характерна и для PTSs класса Metro [табл. 9].
Дидактичний матеріал до лекції 5 кредит. модулю ФТСМ-1 «Классификация фотонных транспортных систем/PTS»
6
Табл. 9. Параметры некоторых промышленных PTSs класса Metro
Вендеры
Alcatel
Ciena
ECI
Ericsson
IBM
Lucent
Nortel
Siemens
Параметры
Используемый
Число
Разнос Линейная Максимальдиапазон длин
скорость ная длина Интерфейсы
Марка
образуемых
ОТр.,
волн, нм
передачи, оптической доступа
ОТр.
ГГц (нм)
(частот, ТГц)
Гбит/с секции, км
Optinex
1528,77…1612,62
200
STM-16,
16
40
640
1640 WM
(196,1…185,9)
(1,6)
FDDI
E4,
1528,77…1565,50
200
STM-1,
Metro
24
60
500
(196,1…191,5)
(1.6)
STM-4,
STM-16
E4, IP,
LumiNet –
1528,77…1560,61
100/200
16/32/40
40/80/100
95
STM-4,
SR
(196,1…192,1)
(0,8/1,6)
STM-16
1534,25…1558,98
100
STM-16,
ERION
32
320
600
(195,4…192,3)
(0,8)
STM-64
CL,
1539,77…1558,98
125
9729 – 001
10
20
50
ESCON,
(194,7…192,4)
(1,0)
FDDI, FE
AllMetro
1528,77…1560,61
100/200
IP,
8/20/40
20/50/100
200
OLS
(196,1…192,1)
(0,8/1,6)
STM-16
OPTera
1528,77…1602,31
100/200
GbE, FC,
32/64
80/160
50
Metro
(196,1…187,1)
(0,8/1,6)
FE
TransXpres
1533,47…1557,36
1000
4
160
STM-256
s WL – 4
(195,5…192,5)
(8,0)
Infinity
1548,51…1561,42
100/200
STM-16,
8/16
80/160
600/2000
WL – 8/16
(193,6…192,0)
(0,8/1,6)
STM-64
Для PTSs, классифицирующихся по назначению к третьей группе,
т. е. эксплуатируемых на местных (городских) сетях доступа [табл. 9],
характерно следующее:
─ малое число (единицы, десятки) образуемых в одном ООВ ОТр.;
─ сравнительно невысокая (десятки Гбит/с) пропускная способность
ООВ;
─ малые (десятки км) ℓУУ OAS – длины оптических усилительных
участков;
─ разнообразие поддерживаемых логических интерфейсов, которые
позволяют работать с пакетами различных технологий и форматов:
 АТМ, IP, Ethernet, в том числе Fast Ethernet (FE) и Gigabit Ethernet (GbЕ);
 оптические интерфейсы распределения данных FDDI (Fiber
Distributed Data Interface), Fiber Channel (FC);
 интерфейсы компании IBM: разветвление линий CL (Coupling Links) и
соединение систем предприятий ESCON (Enterprise System Connection)
OAS (Optical Amplifier Section) – оптическая усилительная секция
Fast Ethernet (FE) – “быстрый” Ethernet
Gigabit Ethernet/GbE – технологии GbE на скорости передачи 1,2; 2,4;
4,8; 9,6 Гбит/с
FDDI
(Fiber
Distributed
Data
Interface) – оптический интерфейс
распределения данных
Дидактичний матеріал до лекції 5 кредит. модулю ФТСМ-1 «Классификация фотонных транспортных систем/PTS»
7
Fiber Channel/FC – технологии FC на скорости передачи 1,062; 2,134;
4,268 Гбит/с
CL (Coupling Links) – разветвление линий: интерфейс компании IBM
ESCON (Enterprise
Systems
Connection) – соединение
систем
предприятий: интерфейс компании IBM
ВЕR – коэффициент цифровых ошибок
Дидактичний матеріал до лекції 5 кредит. модулю ФТСМ-1 «Классификация фотонных транспортных систем/PTS»
8
Дидактичний матеріал до лекції 5 кредит. модулю ФТСМ-1 «Классификация фотонных транспортных систем/PTS»