Định nghĩa của DWDM là gì?
DWDMlà sự kết hợp của một tập hợp cácquang họcbước sóng mà một sợi quang có thể truyền được. Đây là một công nghệ laser được sử dụng để tăng băng thông trên các xương sống sợi quang hiện có. Cụ thể hơn, kỹ thuật này là ghép khoảng cách phổ chặt chẽ của các sóng mang sợi quang riêng lẻ trong một sợi quang nhất định để tận dụng hiệu suất truyền dẫn có thể đạt được (ví dụ, để đạt được sự phân tán hoặc suy giảm tối thiểu). Như vậy, với một công suất truyền thông tin cho trước, tổng số sợi cần thiết có thể giảm xuống.
DWDM có thể kết hợp và truyền đồng thời các bước sóng khác nhau trong cùng một sợi quang. Để có hiệu quả, một sợi được chuyển đổi thành nhiều sợi ảo. Vì vậy, nếu bạn định sử dụng lại 8 sóng mang cáp quang (OC), tức là 8 tín hiệu trong một sợi quang, dung lượng truyền tải sẽ tăng từ 2,5Gb / s lên 20Gb / s. Dữ liệu được thu thập vào tháng 3 năm 2013, do áp dụng công nghệ DWDM, một sợi quang duy nhất có thể truyền đồng thời hơn 150 bước sóng ánh sáng khác nhau và tốc độ tối đa của mỗi chùm có thể đạt 10Gb / s. Khi các nhà cung cấp thêm nhiều kênh vào mỗi sợi quang, tốc độ truyền terabit trên giây chỉ ở mức gần.
Một ưu điểm chính của DWDM là giao thức và tốc độ truyền của nó không liên quan. Mạng dựa trên DWDM có thể truyền dữ liệu bằng giao thức IP, giao thức ATM, SONET / SDH và Ethernet, và lưu lượng dữ liệu được xử lý là từ 100 Mb / giây đến 2,5 Gb / giây. Bằng cách này, mạng dựa trên DWDM có thể truyền các loại lưu lượng dữ liệu khác nhau với các tốc độ khác nhau trên một kênh laser duy nhất. Từ góc độ QoS (Dịch vụ Chất lượng), các mạng dựa trên DWDM đáp ứng nhanh chóng các yêu cầu băng thông của khách hàng và các thay đổi giao thức theo cách hiệu quả về chi phí.
Tiểu sử
Mối quan hệ giữa các mạng truyền thông tin liên lạc và các dịch vụ ngày càng trở nên phức tạp trong bối cảnh lưu lượng truy cập tăng nhanh. TDM ban đầu (truyền sóng đơn sợi quang và ghép kênh phân chia theo thời gian) không thể đáp ứng nhu cầu của công nghệ mới. Các ứng dụng thương mại truyền dẫn đơn sóng bằng sợi quang có tốc độ tối đa là 40 Gbits / s và đắt tiền. Công nghệ TDM khó thích ứng với các mối quan hệ kinh doanh và mạng phức tạp. Công nghệ truyền dẫn đa sóng bằng sợi quang sử dụng các thiết bị quang thuần túy để lập lịch sóng dài đã phá vỡ giới hạn về tốc độ xử lý của các thiết bị điện tử. Trên cơ sở công nghệ SDH, khả năng lan truyền của sợi quang có thể được cải thiện rất nhiều. Tốc độ ứng dụng thương mại hiện tại của công nghệ DWDM (còn được gọi là công nghệ OTN) đã đạt tới 3,2 Tbits / s, có nghĩa là mạng truyền thông có thể được nâng cấp và phát triển một cách trơn tru. [1]
Bên được đề xuất đầu tiên cho công nghệ DWDM là Lucent, bên có bản dịch tiếng Trung Quốc là ghép kênh quang học dày đặc. Công nghệ DWDM được giới thiệu vào năm 1991. Cụ thể, nó là sự kết hợp của một nhóm các bước sóng quang được truyền bởi một sợi quang, là công nghệ laser được sử dụng để tăng băng thông trên các mạng cáp quang hiện có. Nó cũng có thể được gọi là ghép kênh khoảng cách phổ chặt chẽ của các sóng mang sợi quang riêng lẻ trong một sợi cụ thể để đạt được hiệu suất cần thiết trong quá trình truyền. Và bạn có thể cố gắng giảm số lượng sợi bạn cần trong một lượng truyền thông tin nhất định. Trong những năm gần đây, sự phát triển của công nghệ DWDM đã nhận được sự quan tâm rộng rãi, và công nghệ DWDM sẽ được sử dụng rộng rãi hơn trong truyền thông trong tương lai.
Nguyên tắc
Trong thực tế hoạt động, để sử dụng hợp lý tài nguyên băng rộng do sợi đơn mode tạo ra trong vùng suy hao thấp 1,55 pm, cần chia vùng suy hao thấp của sợi quang thành nhiều kênh quang theo đến các tần số và bước sóng khác nhau, và cần phải có trong mỗi Kênh quang thiết lập sóng mang, chúng ta gọi là sóng quang. Đồng thời, bộ tách kết hợp các tín hiệu của các bước sóng xác định khác nhau ở đầu phát, và các tín hiệu kết hợp được truyền chung vào một sợi quang để truyền tín hiệu. Khi truyền đến đầu nhận, chúng được kết hợp với các bước sóng khác nhau bằng cách sử dụng bộ phân kênh quang. Sự phân hủy tín hiệu của các sóng ánh sáng khác nhau thành trạng thái ban đầu thực hiện chức năng truyền nhiều tín hiệu khác nhau trong một sợi quang.
Cấu trúc hệ thống
DWDM được phân chia theo cấu trúc và hiện có một hệ thống tích hợp và một hệ thống mở. Hệ thống tích hợp: Tín hiệu quang của đầu cuối của thiết bị truyền dẫn quang đơn cần được truy cập là nguồn sáng tiêu chuẩn G. 692. Hệ thống mở nằm ở đầu trước của bộ kết hợp và đầu sau của bộ chia, cộng với đơn vị chuyển đổi bước sóng OTU, sẽ được sử dụng phổ biến. Bước sóng giao diện 957 được chuyển đổi thành giao diện quang bước sóng tiêu chuẩn G. 692. Vì vậy, các hệ thống mở sử dụng công nghệ chuyển đổi bước sóng. Làm hài lòng G. Tín hiệu ánh sáng theo khuyến nghị 957 có thể được chuyển đổi thành G. bằng cách chuyển đổi bước sóng sau khi sử dụng phương pháp quang điện. Tín hiệu quang bước sóng tiêu chuẩn theo yêu cầu của 692 sau đó được truyền đi bằng cách ghép kênh phân chia bước sóng trên hệ thống DWDM.
Hệ thống DWDM hiện tại có thể cung cấp khả năng truyền dẫn sợi đơn 16/20 sóng hoặc 32/40 sóng, lên đến 160 sóng, khả năng mở rộng linh hoạt. Người dùng có thể xây dựng hệ thống sóng 16/20 ngay từ đầu, sau đó nâng cấp lên 32/40 sóng khi cần thiết, có thể tiết kiệm vốn đầu tư ban đầu. Nguyên tắc của sơ đồ nâng cấp: một là nâng cấp dải 16- và sóng 16- của dải đỏ C-band lên sơ đồ sóng 32-; hai là sử dụng Interleaver, và băng tần C được nâng cấp từ tần số 200 GHz của sóng 16/32 lên 100 GHz khoảng 20 /. 40 sóng. Để mở rộng hơn nữa, sơ đồ mở rộng băng tần C cộng với L có thể được cung cấp để mở rộng hơn nữa khả năng truyền dẫn của hệ thống lên 160 sóng.
Các hệ thống DWDM hiện đang được các nhà khai thác lớn trong nước sử dụng hầu hết là các hệ thống DWDM mở. Trên thực tế, các hệ thống ghép kênh phân chia theo bước sóng dày đặc tích hợp có những ưu điểm riêng của chúng:
1. Bộ kết hợp và bộ tách của hệ thống DWDM tích hợp được sử dụng riêng biệt ở đầu gốc và đầu nhận, nghĩa là chỉ bộ kết hợp ở đầu gốc, chỉ bộ tách ở đầu nhận và cả đầu nhận và đầu truyền được loại bỏ. Thiết bị chuyển đổi OTU (phần này đắt hơn)? Do đó, việc đầu tư vào thiết bị hệ thống DWDM có thể tiết kiệm hơn 60%.
2. Hệ thống DWDM tích hợp chỉ sử dụng các thành phần thụ động (chẳng hạn như: bộ kết hợp hoặc bộ chia) ở đầu nhận và đầu truyền. Đơn vị khai thác viễn thông có thể đặt hàng trực tiếp nhà sản xuất thiết bị, giảm liên kết cung ứng, hạ giá thành, từ đó tiết kiệm chi phí thiết bị. .
3. Hệ thống quản lý mạng DWDM mở chịu trách nhiệm: giám sát OTM (chủ yếu là OTU), OADM, OXC, EDFA và đầu tư thiết bị của nó chiếm khoảng 20% tổng vốn đầu tư của hệ thống DWDM; trong khi hệ thống DWDM tích hợp không yêu cầu thiết bị OTM, Ban quản lý mạng chỉ chịu trách nhiệm giám sát OADM, OXC và EDFA. Nó có thể giới thiệu nhiều nhà sản xuất hơn để cạnh tranh và chi phí quản lý mạng của nó có thể được tiết kiệm khoảng một nửa so với quản lý mạng DWDM mở.
4. Vì thiết bị phân kênh / sóng ghép kênh của hệ thống DWDM tích hợp là thiết bị thụ động, nên rất thuận tiện để cung cấp nhiều dịch vụ và giao diện đa tốc độ, miễn là bước sóng của bộ thu phát quang của thiết bị đầu cuối dịch vụ đáp ứng các yêu cầu của G. Tiêu chuẩn 692 có thể được sử dụng cho bất kỳ dịch vụ nào như PDH, SDH, POS (IP), ATM, v.v., hỗ trợ PDH và SDH ở các tốc độ khác nhau như 8M, 10M, 34M, 100M, 155M, 622M, 1G, 2.5G và 10G, ATM và IP Ethernet? Tránh trường hợp mở hệ thống DWDM do OTU, chỉ có thể sử dụng các thiết bị SDH, ATM hoặc IP Ethernet với bước sóng quang (1310nm, 1550nm) và tốc độ truyền được xác định bởi hệ thống DWDM đã mua? Không thể sử dụng các giao diện khác.
5. Nếu mô-đun thiết bị laser của thiết bị truyền dẫn quang như bộ định tuyến SDH và IP được thiết kế thống nhất như chân cắm kích thước hình học tiêu chuẩn, giao diện được tiêu chuẩn hóa, thuận tiện cho việc bảo trì và cắm, và kết nối đáng tin cậy. Bằng cách này, nhân viên bảo trì có thể tự do thay thế đầu laser của một bước sóng màu cụ thể theo yêu cầu bước sóng của hệ thống DWDM tích hợp, điều này tạo điều kiện thuận tiện cho việc bảo trì lỗi của đầu laser và tránh nhược điểm mà toàn bộ bảng điều khiển. phải thay toàn bộ nhà máy trước đó. Chi phí bảo trì cao.
6. Nguồn sáng có bước sóng màu chỉ đắt hơn một chút so với nguồn sáng có bước sóng 1310nm và 1550nm thông thường. Ví dụ: nguồn ánh sáng có bước sóng màu 2,5G hiện có giá hơn 3, 000 nhân dân tệ, nhưng khi nó được kết nối với hệ thống DWDM tích hợp, nó có thể giảm giá thành của hệ thống chi phí xuống gần 10 lần, và với số lượng lớn các ứng dụng của nguồn bước sóng màu, giá sẽ gần với nguồn sáng thông thường.
7. Thiết bị DWDM tích hợp có cấu trúc đơn giản và kích thước nhỏ hơn, và chỉ chiếm khoảng 1/5 không gian của DWDM mở giúp tiết kiệm tài nguyên của phòng máy.
Tóm lại, hệ thống DWDM tích hợp nên được sử dụng rộng rãi trong một số lượng lớn các hệ thống truyền dẫn DWDM, và dần dần thay thế vị trí thống trị của hệ thống DWDM mở. Xem xét rằng thiết bị truyền dẫn quang với số lượng lớn nguồn sáng thông dụng hiện đang được sử dụng trên mạng, nên sử dụng DWDM lai tích hợp và tương thích mở để bảo vệ khoản đầu tư trả trước.
Nguyên tắc hệ thống
Công nghệ DWDM sử dụng băng thông và các đặc tính suy hao thấp của sợi quang đơn mode, sử dụng nhiều bước sóng làm sóng mang, cho phép mỗi kênh sóng mang truyền đồng thời trong sợi quang.
So với hệ thống đơn kênh phổ thông, WDM dày đặc (DWDM) không chỉ cải thiện đáng kể dung lượng truyền thông của hệ thống mạng mà còn tận dụng được hết băng thông của cáp quang, đồng thời nó có nhiều ưu điểm như mở rộng đơn giản và đáng tin cậy. hiệu suất, đặc biệt là nó có thể được kết nối trực tiếp. Việc gia nhập nhiều loại hình kinh doanh khiến cho triển vọng ứng dụng của nó trở nên rất tươi sáng.
Trong hệ thống thông tin liên lạc sóng mang tương tự, để tận dụng hết tài nguyên băng thông của cáp và tăng khả năng truyền dẫn của hệ thống, người ta thường sử dụng phương pháp ghép kênh phân tần. Nghĩa là, tín hiệu của một số kênh được truyền đồng thời trong cùng một sợi cáp và đầu nhận lọc tín hiệu của từng kênh bằng cách sử dụng bộ lọc thông dải theo các tần số sóng mang khác nhau.
Tương tự, ghép kênh phân chia theo tần số quang cũng có thể được sử dụng trong hệ thống thông tin liên lạc bằng sợi quang để tăng khả năng truyền dẫn của hệ thống. Trên thực tế, các phương pháp ghép kênh như vậy rất hiệu quả trong các hệ thống thông tin liên lạc bằng cáp quang. Khác với ghép kênh phân chia theo tần số trong hệ thống truyền thông sóng mang tương tự, trong hệ thống thông tin cáp quang, sóng ánh sáng được sử dụng làm sóng mang tín hiệu và cửa sổ suy hao thấp của sợi quang được chia thành một số tùy theo tần số ( hoặc bước sóng) của mỗi kênh ánh sáng sóng. Các kênh để đạt được truyền đa tín hiệu quang trong một sợi quang.
Vì một số thiết bị quang học (chẳng hạn như bộ lọc có băng thông hẹp, nguồn sáng kết hợp, v.v.) chưa hoàn thiện, nên rất khó để thực hiện ghép kênh phân chia tần số quang (công nghệ truyền thông quang kết hợp) với các kênh quang rất dày đặc, nhưng dựa trên thiết bị hiện tại. mức, ghép kênh phân chia tần số của các kênh được phân tách bằng quang học đã đạt được. Việc ghép các kênh quang có khoảng cách lớn (ngay cả trên các cửa sổ khác nhau của sợi quang) thường được gọi là ghép kênh phân chia theo bước sóng quang (WDM), và DWDM với khoảng cách kênh nhỏ hơn trong cùng một cửa sổ được gọi là ghép kênh phân chia theo bước sóng dày đặc (DWDM). Với sự tiến bộ của kỹ thuật, công nghệ hiện đại đã có thể ghép kênh ở mức nano các khoảng bước sóng, và thậm chí có thể ghép kênh ở quy mô vài nanomet với khoảng bước sóng bằng không. Nó chỉ khắt khe hơn trong yêu cầu kỹ thuật của thiết bị, vì vậy dải 1270nm A có bước sóng 20 nm đến 1610 nm được gọi là ghép kênh phân chia bước sóng thô (CWDM).
Cấu trúc và phổ của hệ thống DWDM được thể hiện trong hình. Bộ phát quang ở đầu phát phát ra tín hiệu quang với các bước sóng khác nhau và độ chính xác, ổn định để đáp ứng các yêu cầu nhất định và được ghép với nhau bằng bộ ghép bước sóng quang để cấp nguồn cho bộ khuếch đại công suất sợi pha tạp erbi (bộ khuếch đại sợi pha tạp erbi chủ yếu được sử dụng để bù cho bộ ghép kênh). Suy hao công suất và công suất truyền của tín hiệu quang được tăng lên, sau đó tín hiệu quang đa đường được khuếch đại được gửi đến đường truyền cáp quang và bộ khuếch đại quang có thể được xác định có hoặc không có bộ khuếch đại đường quang tùy theo tình huống, và bộ tiền khuếch đại quang được nhận ở đầu nhận (chủ yếu được sử dụng để Tăng độ nhạy nhận để mở rộng khoảng cách truyền. Sau khi khuếch đại, bộ tách bước sóng quang được gửi đến để phân hủy các tín hiệu quang ban đầu.
Chức năng OADM và OXC của hệ thống DWDM
OADM có thể cung cấp tín hiệu quang có bước sóng tại bất kỳ vị trí chuyển tiếp quang nào khi cần thiết (hiện tại có thể đạt được 8 sóng). Chức năng này hoạt động với OXC để gửi bất kỳ tín hiệu quang nào từ bất kỳ cổng nào đến bất kỳ bước sóng nào của hệ thống. Vì vậy, ngay cả khi tín hiệu quang của hai cổng trên giống nhau, chúng sẽ không gây ra hiện tượng chặn. Tương tự như vậy, chức năng gán cổng cũng có thể được sử dụng để chuyển một bước sóng xuôi dòng nhất định đến bất kỳ cổng nào khi cần thiết, điều này mở rộng đáng kể tính linh hoạt của ứng dụng OADM. Ngoài ra, sự kết hợp của OADM và OXC có thể cung cấp các chế độ bảo vệ như bảo vệ phần ghép kênh đơn hướng hai sợi, bảo vệ phần ghép kênh hai chiều hai sợi và bảo vệ kênh, để mạng vòng tự phục hồi có thể được thực hiện và hệ thống hiệu suất là an toàn. đáng tin cậy.
Ứng dụng công nghệ DWDM trong hệ thống điện
Sự ra đời của các thiết bị liên lạc mới không phải là sự phủ nhận thiết bị và công nghệ ban đầu, mà phải là sự kế thừa, phát triển và đổi mới. 64k Subrate — PDH — SDH — DWDM phản ánh và tuân theo nguyên tắc này. Từ phân tích hiện trạng ứng dụng của hệ thống điện, mức độ công nghệ DWDM của ghép kênh phân chia bước sóng không thể thay thế hoàn toàn SDH, nhưng nó có thể hợp tác với bộ phận công nghệ SDH, bổ sung cho nhau, tối ưu hóa mạng lưới truyền thông điện, cải thiện toàn diện băng thông truyền thông, và đảm bảo an ninh cho hệ thống mạng. Và ổn định.
Từ thiết bị và công nghệ ghép kênh quang (DWDM) dày đặc hiện nay, thiết bị không chỉ cần sử dụng các bộ phận như khuếch đại quang, bộ chia, bộ ghép kênh, bù tán sắc mà còn phải có thêm dây nhảy sợi quang. Về lý thuyết, các thiết bị SDH theo tỷ lệ DWDM có xác suất hỏng hóc cao hơn, vì vậy việc sử dụng DWDM để truyền dữ liệu lập lịch là không khoa học.
Từ một góc độ khác, DWDM, với tư cách là một bổ sung và bổ sung cho SDH, hoàn toàn có khả năng cung cấp một kênh bảo vệ để lập lịch truyền dữ liệu. Ngoài ra, dữ liệu quản lý mạng của SDH dựa trên việc truyền gói, và hầu hết chúng là Ethernet. Do đó, công nghệ WDM DWDM có thể cung cấp kênh bảo vệ để quản lý mạng SDH, và SDH cũng có thể ổn định quản lý mạng DWDM để cung cấp kênh bảo vệ.
Chúng tôi có thể dự đoán rằng việc thúc đẩy và triển khai công nghệ ghép kênh sóng ánh sáng dày đặc (DWDM) sẽ hỗ trợ mạnh mẽ cho TV hội nghị độ nét cao, giám sát video từ xa và NGN để tăng cường băng thông truyền thông. Ưu điểm lớn nhất là hiệu suất cao và giá rẻ. Việc phân chia các dịch vụ DWDM và SDH một cách khoa học và hợp lý có thể phát huy hết lợi thế của chúng, giảm áp lực quản lý mạng và nâng cao trình độ quản lý vận hành truyền thông.
