Open DWDM system – popis řešení

Systém Open DWDM je založen na principu otevřenosti a neutrality řešení, kdy lze kombinovat různé produkty a komponenty od různých výrobců a dodavatelů a přesto vznikne hotový funkční celek. Open DWDM systém je převážně určen pro malé, cenově efektivní instalace systémů vlnového multiplexu, kdy jednoduchý systém typu CWDM nestačí pokrýt současné nebo budoucí potřeby pro přenos dat. Pokud není potřeba budovat rozsáhlý DWDM přenosový systém, lze s výhodou použít Open DWDM princip místo instalace uzavřeného systému jednoho výrobce.

Standardní zapojení DWDM přenosového systému

Standardní DWDM systémy se dodávají většinou jako uzavřený systém, kdy je běžné a většinou i nutné použít komponenty pouze jediného výrobce. Přidání cizí, tzv „alien lambda“ (vlnová délka DWDM, která pochází z jiného systému, než instalovaný systém) do uzavřeného systému jednoho výrobce může být obtížné až nemožné. DWDM systém je standardně založen na šasi, do kterého se instalují zásuvné karty podle požadované konfigurace. Je proto většinou obtížné používat komponenty od jiného výrobce. DWDM systém používá karet typu Transponder nebo Muxponder pro převod klientského optického nebo metalického rozhraní (rozhraní pro připojení běžných uživatelských zařízení) na vybranou vlnovou délku DWDM. Karta Transponderu převádí klientský signál na vybranou vlnovou délku, případně přidává funkci FEC (Forward Error Correction) apod. Karta typu Muxponder umožňuje sloučit pomocí časového multiplexu TDM více klientských rozhraní do jediné vlnové délky DWDM o vyšší přenosové rychlosti. Dále jsou samostatné vlnové délky DWDM sloučeny do vlákna pomocí DWDM Multiplexerů a zesíleny optickým zesilovačem typu EDFA. V případě potřeby je použit pasivní modul kompenzace chromatické disperze.

Zapojení standardního DWDM systému

Obr. Zapojení standardního DWDM systému

Open DWDM system

Open DWDM systém používá výměnné optické DWDM transceivery (typu SFP, SFP+, XFP apod.), které se přednostně umisťují přímo do slotů SFP/SFP+/XFP klientského zařízení (Ethernet switch, Router, Fibre Channel switch, Digital video konvertor atd.). Tyto optické transceivery přímo generují požadované vlnové délky DWDM a odpadá tak nutnost použití transpondérů. Pouze v případě, kdy není možné použít DWDM transceiver přímo v klientském rozhraní, je nutné použít externí konvertor nebo transpondér pro změnu vlnové délky na DWDM.

Ve skutečnosti se tak vytvoří čistě fotonický přenosový systém DWDM, který přenáší, multiplexuje a zesiluje samotné vlnové délky DWDM bez ohledu na to, odkud a z jakých zařízení pochází. Je to vlastně systém DWDM založený na primárním využití cizích vlnových délek typu „alien lambda“.

Zapojení Open DWDM systému pro dvě optická vlákna

Obr. Zapojení Open DWDM systému pro dvě optická vlákna

Všechny součástky Open DWDM systému lze kombinovat podle potřeby a od různých výrobců. Lze si tak vybrat optimální konfiguraci jednotlivých komponentů nejen podle jejich ceny, ale i podle požadovaných parametrů a funkcí. Jedná se zejména o DWDM Multi a Demultiplexery, EDFA zesilovače a moduly DCM pro kompenzaci chromatické disperze. Pro vyrovnání výkonové úrovně jednotlivých DWDM kanálů se používají buď fixní nebo laditelné atenuátory.

Jednovláknový Open DWDM system

Pro maximální úsporu optických vláken je možné a vhodné postavit celý Open DWDM systém jako jednovláknový, kdy se sice sníží počet přenášených komunikačních kanálů v rastru 100GHz na šestnáct (celkem je tak k dispozici 32 vlnových délek), ale zato se minimalizují náklady na pronájem optického vlákna. Cena za pronájem pouze jednoho optického vlákna tak bude typicky až o 40% nižší, než je cena za pronájem standardních dvou optických vláken.

Zapojení jednovláknového Open DWDM systému s Multiplexerem a Demultiplexerem

Obr. Zapojení jednovláknového Open DWDM systému s Multiplexerem a Demultiplexerem

Pro sloučení nebo rozdělení směrů je použit pásmový filtr RED/BLUE, který rozděluje DWDM pásmo na dvě poloviny. EDFA optické zesilovače jsou tak odděleny a zesilují vždy příslušný směr vysílání nebo příjem optických signálů.

Pro kompenzaci chromatické disperze můžeme místo standardních DCM modulů, které jsou založeny na Braggově mřížce, použít DCF modul, který obsahuje optické vlákno se zápornou disperzí. Takto nám bude DCF modul kompenzovat oba dva směry najednou.

Jednovláknový Open DWDM system – uzel v trase

V případě jednoduchého uzlu v trase lze použít běžný optický Add/Drop multiplexer OADM v odpovídající konfiguraci. V případě potřeby zesílení signálů v jednovláknové trase jsou použity EDFA optické zesilovače spolu s párem pásmových filtrů RED/BLUE.

Obr. Zapojení jednovláknového OADM uzlu a zesilovačů EDFA

Obr. Zapojení jednovláknového OADM uzlu a zesilovačů EDFA

Komponenty Open DWDM systému

Pro realizaci Open DWDM systému lze použít celou řadu produktů od různých výrobců. Zde uvádíme základní přehled jednotlivých nabízených komponentů: