Оборудование Metro DWDM нового поколения

pic
Согласно последним данным, предоставленным операторами связи, передача данных становится основным видом нагрузки не только на магистральных, но и на городских сетях. Более того, NGN преобразует существующий голосовой трафик в передачу данных посредством технологии VoIP. Эти процессы сильно изменяют баланс между голосовым трафиком и трафиком передачи данных. Услуги передачи данных растут все быстрее, диверсифицируются, и рост требуемой полосы не прекращается.

Передача данных становится одним из ключевых моментов развития оптических транспортных сетей, и возникает вопрос: какие новые требования предъявляются к транспортным сетям с точки зрения передачи трафика IP-ориентированных приложений.

Требования к современным городским
транспортным сетям

Во-первых, в сравнении с голосовыми услугами статистика трафика данных носит порывистый и непредсказуемый характер. Голосовой трафик имеет определенную географию, связанную с деятельностью абонента, по статистике 80% трафика передается в радиусе 80 км от него, также объемы трафика имеют четкую связь с населенностью и экономическим развитием. Трафик данных не подчиняется данным правилам, нет определенной связи между трафиком и количеством людей в данном регионе, более ощутимая связь наблюдается с определенными общественно значимыми событиями в данном регионе. Какое-либо важное событие может резко увеличить потребность в полосе между двумя удаленными пунктами, откуда следует, что передача данных требует от транспортной сети большей гибкости и масштабируемости.

Во-вторых, по сравнению с более ранним периодом, когда основным типом трафика был доступ в Интернет, который не требовал высокой надежности и малых задержек, современные услуги передачи данных (голос, видео, банковские данные) предъявляют весьма жесткие требования к этим показателям. Современные приложения требуют от городской транспортной сети лучших характеристик по управляемости, надежности и контролю качества.

В настоящее время все большее число операторов делает выбор в пользу систем WDM благодаря их способности обеспечить наиболее эффективное использование ресурса оптического волокна. WDM-оборудование широко применяется для организации «виртуальных волоконных» соединений между маршрутизаторами, коммутаторами и центрами хранения данных. Однако значит ли это, что традиционные системы WDM удовлетворяют все существующие требования услуг передачи данных. Очевидно, что нет.

Традиционные системы WDM превосходны с точки зрения предоставления требуемой емкости, но не обладают достаточной гибкостью. Планирование распределения длин волн осуществляется на этапе проектирования сети, и после завершения строительства все спектральные каналы фиксированы. Для организации новых сервисов требуются новое планирование и приобретение функциональных модулей, этот процесс занимает до нескольких месяцев. Эти недостатки покрываются за счет обработки сервисов на электрическом уровне OEO (optical-electrical-optical). В этом случае гарантируются гибкость и высокое качество передачи сервисов (контроль качества и сетевая защита) за счет использования дополнительной служебной информации в составе передаваемого сервиса. Однако этот метод не может использоваться для дальнейшего снижения себестоимости передачи данных, согласно статистическим данным, затраты на OEO-преобразователи составляют около 70% стоимости оборудования.

Оборудование Metro DWDM нового поколения способно разрешить вышеупомянутые недостатки за счет интеграции таких технологий, как ROADM, OTN и ASON.

Что такое ROADM?

Как было упомянуто ранее, традиционные системы WDM не позволяют быстро изменять распределение спектральных каналов на основе реальной динамики развития услуг. Данное обстоятельство предъявляет высокие требования к планированию сети, но как показывает опыт, из-за непредсказуемого характера трафика данных план в итоге расходится с ситуацией к моменту реализации проекта.
ROADM (reconfigurable OADM) позволяет переконфигурировать спектральные каналы WDM, значительно увеличивая гибкость сети. В настоящее время используются 3 метода аппаратной реализации ROADM: WB (wavelength block), PLC (planar lightwave circuit) и WSS (wavelength selective switch).

pic

Технология WB является наиболее ранней и имеет 3-летнюю историю. На рис 1. представлена структурная схема ROADM на основе WB.

В ROADM на основе WB и разветвителя спектральный канал может одновременно выделяться и проключаться, благодаря чему возможен multicast и broadcast трафика. Однако только во взаимодействии с фиксированным OADM-блоком возможно выделение спектральных каналов, то есть каждый узел должен дополнительно конфигурироваться фиксированным мультиплексором MUX и демультиплексором DMUX, в связи с чем на начальном этапе данное решение является избыточным.

pic

ROADM на основе PLC в своем составе имеет интегрированные AWG (arrayed waveguide grating) мультиплексор и демультиплексор, оптический переключатель 1х2, переменный оптический аттеньюатор и также разветвитель (рис.2). Возможности по контролю спектральных каналов такие же, как в случае с WB, существует возможность multicast и broadcast трафика, но в отличие от WB PLC ROADM использует интегрированный MUX для ввода и внешний DMUX для выделения спектральных каналов.

ROADM на основе WSS. WSS имеет в составе несколько компонентов, основным из которых является MEMS (micro-electro-mechanical-systems), представляющий собой матрицу микрозеркал, каждое из которых имеет возможность независимого контроля угла наклона. Входной сигнал демультиплексируется на несколько спектральных каналов, каждый из которых затем фокусируется на отдельное MEMS-зеркало и далее отражается на оптический порт. Контролируя угол отражения MEMS-зеркал, разные спектральные каналы могут быть направлены на нужный оптический порт, так как MEMS-зеркала имеют независимое управление. WSS может произвести конфигурацию любой длины волны на любой порт, вследствие чего каждый порт WSS может использоваться как порт ввода/выделения на станции или как многоканальный порт мультиплексной секции. Для построения ROADM нужно использовать комбинацию WSS-WSS или WSS-разветвитель.

pic

На рис 3. представлена структурная схема ROADM на основе WSS.
WSS ROADM по сравнению с ROADM других типов поддерживает проключение спектральных каналов между несколькими направлениями (больше двух) и тем самым существенно отличается от WB и PLC . При использовании WSS ROADM становится возможной организация сложных WDM-узлов — таких, как кольцо с ответвлением или смежные кольца.

«Гибкое» решение компании Huawei Technologies на основе ROADM для оптической транспортной сети

Huawei Technologies предлагает решение ROADM на основе WB и WSS. WB ROADM используется на узлах, где требуется ввод/выделение большого количества сервисов, в то время как WSS ROADM в сложных узлах с множественными направлениями. Основные особенности решения Huawei Technologies следующие:

Автоматическое управление мощностью. Система в случае обнаружения отклонения мощности канала от требуемых значений активирует функцию автоматического управления мощностью. Мощность различных спектральных каналов выравнивается в зависимости от предъявляемых для данного типа сервиса требований по бюджету оптической мощности и отношению сигнал/шум.

Управление отношением сигнал/шум. На стороне передачи запатентованная компанией Huawei Technologies технология SuperWDM не только уменьшает влияние нелинейных эффектов, но также значительно увеличивает допуск к отношению сигнал/шум. Шум-фактор используемых оптических усилителей имеет улучшенные показатели.

Полное решение по компенсации дисперсии. Во-первых, благодаря инструментам планирования на этапе проектирования сети применяются методы точной компенсации дисперсии. Во-вторых, технология перенастраиваемых компенсаторов дисперсии позволяет изменять значение дисперсии на основе данных, поступающих от ROADM, и обеспечивает возможность динамического управления каналами.

Подавление переходных процессов. После того, как ROADM произвел реконфигурацию спектральных каналов, транспондеры производят не резкое, а плавное увеличение/уменьшение оптической мощности канала. В результате чего влияние переходных процессов на активные каналы сильно уменьшается.

Поддержка большого количества каналов и больших скоростей. ROADM решение компании Huawei Technologies принимает во внимание возможность расширения сети на этапе проектирования, поддерживается развитие системы до 80- или 96-спектральных каналов с разносом 50 ГГц в С- и L- диапазонах, а также возможность передачи 40 Гбит/с сигналов в будущем.

Мощные инструменты планирования сети. Такие программные продукты, как WDM Designer и MDS со встроенной функцией автоматического выбора маршрута и назначения длины волны, могут рассчитать значения мощности, отношения сигнал/шум, нелинейности и дисперсии для каждого спектрального канала на основе исходных данных при проекторовании сети и тем самым гарантировать успешность реализации нового проекта или расширения сети.

pic

OpliX Metro 6100/6040

Оборудование компании Huawei Technologies OpliX Metro 6100/6040 относится к серии оборудования WDM, разработанному специально для провайдеров услуг, нуждающихся в гибкой и эффективной системе, обладающей функциями мультиплексирования, передачи и коммутации высокоскоростного трафика данных, видео, речи. Провайдеры услуг могут использовать OptiX Metro 6100/6040 для увеличения полосы пропускания и гибкого распределения услуг в зонах городских сетей, при предоставлении высокоскоростных услуг сетей LAN и SAN.

Отвечая требованиям заказчиков, оборудование OptiX Metro 6100 предоставляет как DWDM, так и CWDM-интерфейсы. Емкость системы OptiX Metro 6100 DWDM достигает 400G. В случае CWDM-система может поддерживать до 16 длин волн (соответствующих стандартам ITU-T G.694.2). OptiX Metro 6100 поддерживает все возможные сетевые приложения, включая соединения «точка-точка», передачу по линии, кольцу и ячеистой топологии. Поэтому система эффективна при использовании в сетях городской и междугородной связи. Система OptiX Metro 6100 может взаимодействовать и с оборудованием OptiX Metro 6040, обеспечивая комплексное решение для городской сети.

По данным RHK на II квартал 2006 года, Huawei занимает 2-е место на глобальном рынке оптических сетей с долей 11%. Оборудование установлено более чем в 90 странах, включая Англию, Францию, Германию, Испанию, Россию, Бразилию, Мексику, Южную Корею.

pic

Orphus system