Типовые топологии

Хронологически первой областью применения технологии DWDM (как и тех­нологии SDH) стало создание сверхдальних высокоскоростных магистралей, имеющих топологию двухточечной цепи(рис. 5).

Рис 5. Сверхдальняя двухточечная связь на основе терминальных мультиплексоров DWDM

Для организации такой магистрали достаточно в ее конечных точках установить терминальные мультиплексоры DWDM, а в промежуточных точках — оптиче­ские усилители, если этого требует расстояние между конечными точками.

В приведенной на рис. 5. схеме дуплексный обмен между абонентами сети про­исходит за счет однонаправленной передачи всего набора волн по двум волокнам. Существует и другой вариант работы сети DWDM, когда для связи узлов сети ис­пользуется одно волокно. Дуплексный режим достигается путем двунаправлен­ной передачи оптических сигналов по волокну — половина волн частотного плана передают информацию в одном направлении, половина — в обратном.

Естественным развитием топологии двухточечной цепи является цепь с проме­жуточными подключениями, в которой промежуточные узлы выполняют функ­ции мультиплексоров ввода-вывода.

Оптические мультиплексоры ввода-вывода (Optical Add-Drop Multiplexer, OADM) могут вывести из общего оптического сигнала волну определенной длины и ввести туда сигнал этой же длины волны, так что спектр транзитного сигнала не изме­нится, а соединение будет выполнено с одним из абонентов, подключенных к промежуточному мультиплексору. OADM (рис 6.) может выполнять операции ввода-выво­да волн оптическими средствами или путем промежуточного преобразования в электрическую форму. Обычно полностью оптические (пассивные) мультиплек­соры ввода-вывода могут отводить небольшое число волн, так как каждая опера­ция вывода требует последовательного прохождения оптического сигнала через оптический фильтр, который вносит дополнительное затухание. Если же муль­типлексор выполняет электрическую регенерацию сигнала, то количество выводи­мых волн может быть любым в пределах имеющегося набора волн, так как тран­зитный оптический сигнал предварительно полностью демультиплексируется.

рис 6. Мультиплексоры ввода-вывода

Кольцевая топология (рис.7.)обеспечивает живучесть сети DWDM за счет ре­зервных путей. Методы защиты трафика, применяемые в DWDM, аналогичны мето­дам SDH. Для того чтобы какое-либо соединение было защищено, между его конечными точками устанавливаются два пути — основной и резервный. Мультиплексор конечной точки сравнивает два сигна­ла и выбирает сигнал лучшего качества (или сигнал, заданный по умолчанию).

рис 7. Кольцевая топология

По мере развития сетей DWDM в них все чаще будет применяться ячеистая то­пология (рис. 7), которая обеспечивает большую гибкость, производитель­ность и отказоустойчивость, чем остальные топологии. Однако для реализации ячеистой топологии необходимо наличие оптических кросс-коннекторов (Optical Cross-Connect, OXC), которые не только добавляют волны в общий транзитный сигнал и выводят их оттуда, как это делают мультиплексоры ввода-вывода, но и поддерживают произвольную коммутацию между оптическими сиг­налами, передаваемыми волнами разной длины

Рис. 8. Ячеистая топология сети DWDM

Выводы

· Первичные сети предназначены для создания коммутируемой инфраструктуры, с помощью ко­торой можно достаточно быстро создать постоянные каналы, организующие произвольную то­пологию.

· В первичных сетях используют технику коммутации каналов различного типа: с частотным (FDM), временным (TDM) и волновым (WDM/DWDM) мультиплексированием.

· В сетях FDM каждому абонентскому каналу выделяется полоса частот шириной 4 кГц. Сущест­вует иерархия каналов FDM, при этом 12 абонентских каналов образуют группу каналов перво­го уровня иерархии (базовую группу) с полосой 48 кГц, 5 каналов первого уровня объединяют­ся в канал второго уровня иерархии (супергруппу) с полосой 240 кГц, а 10 каналов второго уровня составляют канал третьего уровня иерархии (главную группу) с полосой в 2,4 мГц.

· Цифровые первичные сети PDH позволяют образовывать каналы с пропускной способностью от 64 Кбит/с до 140 Мбит/с, предоставляя своим абонентам скорости четырех уровней иерархии.

· Недостатком сетей PDH является невозможность непосредственного выделения данных низ­коскоростного канала из данных высокоскоростного канала, если каналы работают на несмеж­ных уровнях иерархии скоростей.

· Асинхронность ввода абонентских потоков в кадр SDH обеспечивается благодаря концепции виртуальных контейнеров и системы плавающих указателей, отмечающих начало пользователь­ских данных в виртуальном контейнере.

· Мультиплексоры SDH могут работать в сетях с различной топологией: цепи, кольца, ячеистой топологией. Различают несколько специальных типов мультиплексоров, которые занимают спе­цифическое место в сети: терминальные мультиплексоры, мультиплексоры ввода-вывода, кросс-коннекторы.

· В сетях SDH поддерживается большое количество механизмов отказоустойчивости, которые защищают трафик данных на уровне отдельных блоков, портов или соединений:

· Технология WDM/DWDM реализует принципы частотного мультиплексирования для сигналов иной физической природы и на новом уровне иерархии скоростей. Каждый канал WDM/DWDM представляет собой определенный диапазон световых волн, позволяющих переносить данные в аналоговой и цифровой форме, при этом полоса пропускания канала в 25-50-100 ГГц обес­печивает скорости в несколько гигабит в секунду (при передаче дискретных данных).

· В ранних системах WDM использовалось небольшое количество спектральных каналов, от 2 до 16. В системах DWDM задействовано уже от 32 до 160 каналов на одном оптическом волок­не, что обеспечивает скорости передачи данных для одного волокна до нескольких терабит в секунду.

· Современные оптические усилители позволяют удлинить оптический участок линии связи (без преобразования сигнала в электрическую форму) до 700-1000 км.

· Для выделения нескольких каналов из общего светового сигнала разработаны сравнительно недорогие устройства, которые обычно объединяются с оптическими усилителями для орга­низации мультиплексоров ввода-вывода в сетях дальней связи.

· Для взаимодействия с традиционными оптическими сетями (SDH, Gigabit Ethernet, 10G Ether­net) в сетях DWDM применяются транспондеры и трансляторы длин волн, которые преобразу­ют длину волны входного сигнала в длину одной из волн стандартного частотного плана DWDM.

· В полностью оптических сетях все операции мультиплексирования и коммутации каналов вы­полняются над световыми сигналами без их промежуточного преобразования в электриче­скую форму. Это упрощает и удешевляет сеть.

Вопросы для самостоятельной работы:

1. Типы модемов, используемых на аналоговых выделенных линиях. Какие максимальные скорости они позволяют достичь.

2. Основные характеристики первичных цифровых сетей PDH, SDH (скорости, отказоустойчивость, извлечение кадров по ходу следования, управление). В чем их отличия..

3. Особенности технологии DWDM.

Дата добавления: 2014-12-07