ОПТИЧЕСКИЙ ТРАНСПОРТ ОТ ALCATEL DWDM/CWDM
29 августа 2006
Рубрика: Интернет и сети.
Автор: .

pic
Компания Alcatel представляет комплексные решения «интеллектуального оптического транспорта» на базе систем DWDM и CWDM нового поколения для построения мультисервисных транспортных сетей магистрального, городского и регионального уровней.

При создании эффективных сетевых проектов нужно учитывать не только конкретные требования к сети и ее элементам, но также общую специфику и концептуальные особенности развития транспортных сетей.Например, телекоммуникационная инфраструктура Западной Европы характеризуется высокой плотностью портов и концентрацией сетевого трафика, сложностью топологий и относительно малыми расстояниями между узлами сети. Для Узбекистана — наоборот, характерны низкая концентрация трафика (особенно на стадии создания сети), большие расстояния между узлами и сравнительно простые топологии сетевой инфраструктуры. Поскольку основным назначением транспортных сетей было и пока остается предоставление «прозрачного» канала с гарантированной полосой пропускания (остальные функции — скорее факультативные), технологические платформы оптического транспорта не отличаются особым разнообразием — традиционная SDH и пока малознакомая WDM.

По мере роста объемов трафика перед операторами связи все более актуальным становится вопрос о модернизации существующих городских транспортных сетей. Пропускную способность волоконно-оптических сетей можно увеличить двумя основными способами: повысив уровень STM-сигнала или внедрив технологию плотного волнового мультиплексирования (Dense Wavelength Division Multiplexing — DWDM). Данная технология подразумевает спектральное разделение полосы пропускания волокна на несколько оптических каналов. Таким образом, в одной паре волокон параллельно передается несколько независимых каналов (каждый на своей длине волны), что позволяет повысить пропускную способность системы передачи. Использование технологии DWDM оправданно для передачи больших объемов трафика. С увеличением числа оптических каналов, передаваемых по одному волокну, стоимость передачи единицы информации уменьшается. Так, стоимость передачи одного бита информации по полностью загруженной 160-канальной системе меньше соответствующего показателя для 40/32-канальной системы.

Основные узлы DWDM-оборудования

В технологии DWDM полностью повторены принципы телевизионного или радиовещания. От передающей телевизионной антенны по воздуху распространяются несколько ТВ-программ, каждая — на своей частоте. При этом электромагнитные волны с различными частотами не взаимодействуют между собой. ТВ-приемник посредством приемной антенны можно настроить на любой канал (на любую частоту). В случае с DWDM оптическое волокно выполняет роль воздуха — по нему распространяется не одна, а несколько не взаимодействующих между собой электромагнитных волн с разными частотами. На каждой частоте можно передавать любой трафик — STM, ATM, IP.

Для передачи по одному волокну нескольких сигналов STM необходимо преобразовать их из «формата» SDH в «формат» DWDM. Эту функцию выполняет транспондер (OTU). На его вход подается сигнал STM (или ATM, IP), который необходимо преобразовать в «формат» DWDM, то есть в сигнал со строго фиксированной длиной волны и узким спектром излучения. Оптический STM-сигнал преобразуется в электрическую форму, восстанавливается форма сигнала, и далее выполняется обратное электрооптическое преобразование в «формат» DWDM. Для восстановления формы сигналов используется 3R-преобразование: 1R (re-amplification) — усиление сигнала, 2R — 1R плюс восстановление формы сигналов (re-shaping), 3R — 2R плюс ресинхронизация (re-timing). Для передачи сигнала на сравнительно небольшие расстояния, в пределах города или области, достаточно использовать транспондеры с функцией 2R.

Оптические усилители (OFA) позволяют расширить городские сети на базе 1969 MS до масштабов большого региона (Рис.1), надежность которых обеспечивается как на уровне оборудования (EPS), так и на уровне сети (ОСР, O-MSP, O-SNCP).

pic

Имеется компактный вариант системы Alcatel 1696 Metro Span Compact, который отличается от 1696 MS компактным конструктивом полки и соответственно меньшим числом слотов. На базе 1696 MS Compact модно реализовать оптические ответвления от основной магистрали DWDM, узлы ввода-вывода (OADM) и линейного усиления. Такие решения технически оптимальны и экономически эффективны.
Специальная плата 4хANY позволяет осуществить TDM-уплотнение до 4 сервисных каналов в один поток STM-16 (16х VC4). Типы сервисных сигналов определяются типами используемых Plug-in модулей в слотах платы 4х ANY и правилом отображения сервисного трафика в агрегирующий поток 16хVC4 для передачи в линейный тракт системы DWDM.

Таким образом, предусмотрены два способа оптимизации загрузки оптических каналов:

• использование универсального транспондера (MCC) позволяет осуществить двунаправленную прозрачную передачу сетевого трафика SDH STM-1/4/16, FE/GbE, ATM, FDDI, SAN и др. со скоростью 0,1-2,7 Гбит/c (10Гбит/с для ОСС). Однако передача, например, потока STM-4 обеспечит только частичную загрузку (25%) оптического канала 2,5 Гбит/c
• использование TDM-концентратора (4хANY) позволяет передать в одном оптическом канале 2,5 Гбит/c до 4 сервисных сигналов разного типа (SDM-1/4, FE/GbE, ATM, FDDI, DV, SAN и др.), оптимизируя общую загрузку канала.

Следует отметить, что TDM-концентратор 4хANY полностью «прозрачен» для сервисных сигналов (включая ОН и заголовки) и поддерживается в системе 1696 MS, 1692 MSE, а также в оборудовании SDH.

Компактная CDWM-система 1692 MSE обеспечивает передачу до 8 оптических каналов в линии и позволяет реализовать как недорогие «законченные» сетевые решения на уровне большого города (точка-точка или кольцевые), так и CWDM-ответвления от основной магистрали DWDM, реализованной на базе 1696MS.

Сетевое управление
для оптических сетей WDM

Единая платформа сетевого управления 1350NM осуществляет централизованное управление сетями DWDM/CWDM/SDH на уровнях сетевых элементов и каналов (EML и NML). В качестве системной платформы 1350NM используются серверы HP9000 и операционная система HP-UX.

Специально для небольших сетей (10-30 узлов) предлагается более компактный и дешевый вариант системы управления — 1352 Compact Manager, функционирующий на обычном ПК под управлением MS Windows XP. Применение 1352 CM экономически оправдано в небольших сетях, где функциональность и ресурсы системы сетевого управления операторского класса (1350NM) явно нецелесообразны.

Можно выделить четыре основных узла оборудования DWDM:

• оптический терминальный мультиплексор (Optical Terminal Multiplexer — OTM),
• регенератор (Regenerator — REG),
• оптический усилитель (Optical Line Amplifier — OLA),
• оптический мультиплексор ввода-вывода (Optical Add Drop Multiplexer — OADM).

В технологии DWDM минимальная дискретность сигнала — это оптический канал, или длина волны. Использование целых длин волн с емкостью канала 2,5 или 10 Гбит/с для обмена трафиком между подсетями оправданно для построения больших транспортных сетей. Но транспондеры-мультиплексоры позволяют организовать обмен трафиком между подсетями на уровне сигналов STM-4/STM-1/GE. Уровень распределения можно строить и на базе SDH-технологии. Но DWDM имеет большое преимущество, связанное с прозрачностью каналов управления и служебных каналов (например, служебной связи). При упаковке SDH/ATM/IP-сигналов в оптический канал структура и содержимое пакетов не изменяются. Системы DWDM проводят только мониторинг отдельных байтов для контроля правильности прохождения сигналов.

Поэтому соединение подсетей по инфраструктуре DWDM на отдельно взятой длине волны можно рассматривать как соединение парой оптических кабелей. Таким образом, на базе DWDM-сетей можно объединять сети разных производителей для передачи разнородного трафика.

Cети DWDM
магистрального уровня

Для построения больших транспортных сетей магистрального уровня компания Alcatel предлагает систему DWDM нового поколения Alcatel 1626 Light Manager.

Система 1626 LM позволяет строить сети DWDM (рис. 2) независимо от топологии (точка-точка, кольцевые, Y-образные, смешанные), поддерживает передачу до 96 (192) каналов 2,5 Гбит/с, 10Гбит/с (40 Гбит/с в оптической линии до 2500 км без участков O-E-O регенерации (3R) и обеспечивает доступность ввода-вывода (OADM).

pic

Узлы сети на базе 1626 LM имеют высокую степень масштабируемости: добавление оптических каналов выполняется путем установки дополнительных плат транспондеров и CMDX. Система имеет высокую плотность портов (до 16 каналов 2,5/10 Гбит/с в одной системной полке), поддерживаются различные типы клиентских сигналов: SDH (0,1-2,7 Гбит/с, 10 Гбит/с); GbE; 10 GbE, 40 GbE. Тип сигнала определяется модулем Plug-in на плате транспондера.

Оптический линейный тракт 1626 LM автоматически настраивается на оптимальные условия передачи сигнала, допускается неоднородность оптических каналов в сети (2,5 и 10 Гбит/с в одной линии). Надежность сети DWDM обеспечивается средствами аппаратного резервирования (EPS) основных модулей 1626 LM и защиты оптических каналов по схемам OCP, O-MSP, O-SNCP.

Имеется возможность TDM-уплотнения до четырех оптических каналов 2,5 Гбит/с в один -10 Гбит/с при помощи TDM-концентратора 4 Х 2,5 Гбит/с, что позволяет более эффективно использовать канальную емкость сети DWDM.

Сети WDM городского
и регионального уровней

Для городских и региональных сетей Alcatel предлагает 32-канальную DWDM-систему Alcatel 1696 Metro Span и совместимую с ней 8-канальную CWDM-систему Alcatel 1692 Metro Span Edge.

Первая из них позволяет строить эффективные сетевые решения любой топологии (точка-точка, кольца с ответвлениями, смешанные), «прозрачные» для технологических платформ верхнего уровня (SDH, LAN/WAN, UMTS, SAN, VoD и др.) и сетевых протоколов (IP, FE/GbE, ATM и др.). Универсальный и гибкий «оптический транспорт» на базе 1696 MS поддерживает любые функциональные конфигурации узлов (HUB, OADM, CPE, ILA), оптические каналы 0,1-2,7; 10 Гбит/с в линейном тракте и самые разнообразные типы клиентских сигналов и сервисных протоколов:

• сигналы SDH/SONET (STM-1/4, STM-16, STM-64)
• пакетный трафик (FE и GbE, 10 GbE, WAN и LAN; ATM; FDDI; 1 и 10 FC; FICON; ESCON; цифровое видео)
• сигналы CWDM.

Столь богатая функциональность узлов сети обеспечивается набором универсальных транспондеров (MCCx, ОСС) и сервисных плат (4 Х ANY) для 1696 MS. Нет необходимости строить верхние уровни сетевых услуг поверх транспортной сети DWDM — 1696 MS способна объединять сетевые сегменты независимо от типа сетевого трафика и протоколов (SDH, IP, LAN/WAN, ATM, SAN, VoD и др.).

Данная статья опубликованна в печатной версии infoCOM.UZ №7 2006

Orphus system
В Telegram
В Одноклассники
ВКонтакте