1 Дидактичний матеріал до лекції 09 / ПП ТТМ

Дидактичний матеріал до лекції 09 / ПП ТТМ-10 сем.
“ОСОБЕННОСТИ МАГИСТРАЛЬНЫХ ФОТОННЫХ ТРАНСПОРТНЫХ СЕТЕЙ”
1.
2.
3.
4.
Фотонные линейные тракты без 3R регенерации
Разветвленные магистральные фотонные транспортные сети
Транспортирование в PTN терабитной нагрузки
Тенденции в особенностях магистральных PTN
РХС  фотонные кросс-коннекторы
PLPs  фотонные линейные тракты
PLТs  фотонные линейные терминалы
PTNs  фотонные транспортные сети
PNSs  фотонные транспортные системы
ОК  оптический кабель
ОВ  оптическое волокно
SURPASS hiT 7500
(Nokia Siemens Networks)  PTS (фотонная
система)
транспортная
OLRs  промежуточные линейные повторители
РРУ  распределенный рамановский усилитель
ПД  пункт доступа
OB  оптический бустер
OP  оптический предусилитель
OADM  оптический мультиплексор выделения/ввода
OPTAs (Optical Path Transit Amplifiers)  усилители транзита ОТр.
ОРА (Optical Path Amplifier)  индивидуальные усилители ОТр.
ОТр.  оптические тракты
OSNR  коэффициент отношения оптический сигнал/шум
λ (f)  заданная длина волны (частота)
λ1+2+3+…+N  линейный мультиплексный сигнал
1569…1603 нм  неполный L-диапазон λ длин волн
α , дБ/км  коэффициент затухания
τ, пс/(нм×км)  удельная хроматическая дисперсия
OPS (Optical Path Switch)  переключатель ОТр.
ОМС  оптический мониторинг сигналов
ТЕТ  транспондер передачи
VOA  оптический аттенюатор
OF-I  оптический фильтр-чередователь
ООВ c NZDSF+ и NZDSF–  ООВ с положительным и отрицательным значениями
коэффициентов удельной хроматической дисперсии
Дидактичний матеріал до лекції 09 / ПП ТТМ-10сем. “Oсобенности магистральных фотонных транспортных сетей”
2
DCU  компенсаторы дисперсии
Alcatel, Corning, Nokia Siemens Networks
STM-1024 (160 Гбит/с)
и
STM-4096 (640 Гбит/с)  перспективные
транспортных систем технологии SDH
уровни
ОБПЧ  метод передачи одной боковой полосы частот
Табл. 1. Характеристики PTPs терабітного дальнього зв’язку
Назва
Позначення
Довжина, км
LH (Long Haul)
Великої довжини
1 500
ULH (Ultra Long Haul)
Понадвеликої довжини
3 000
Розширеної понадвеликої довжини EULH (Extended ULH)
10 000
BER ≤
1×10-13
Табл. 2. Принцип регенерации в транспондере PTS
Функции регенерации
цифрового сигнала типа
3R (рис. 1):
– восстанавление амплитуды
импульсов (1R);
– восстанавление формы
импульсов (2R);
– устранение
накопленных
фазовых дрожаний (3R).
Рис. 1
ТЕХНОЛОГИИ в
PTPs для
терабитной
дальнюей связи
Табл. 3
ООВ с минимальными значениями α , дБ/км и τ, пс/(нм×км)
РРУ распределенные рамановские усилители
Метод FEC улучшенное упреждающее исправление ошибок
Помехоустойчивое линейное кодирование
Чередование ООВ c NZDSF+ и NZDSF–
Автоматически управляемые DCU компенсаторы дисперсии
Дидактичний матеріал до лекції 09 / ПП ТТМ-10сем. “Oсобенности магистральных фотонных транспортных сетей”
West
ODMX1
odd
20
Input1 OF-I
1:2
1
2
20
even
1
VOA
1
AWG ..
10 .
19
21
Access
Outputs
outputs 2
RET 1
OPS1
1
19
20
even
OMC1
OMC5
1
.. AWG
. 10
1
19
2
19
21
3
39
2
inp.
20
22
1
20
2
AWG
10
OPA2
OMC2
VOA
19
OPS3
OMC6
+
OMC3
LOS outp. +
OPA3 OMC7
LOS
OPA4
+
40
RET
VOA
19
19
21
39
2
OPS8
20
1
1
outp.
1
ODMX2
.. AWG
. 10
inp.
OMC8
1
2
+
4
20
even
20
22
LOS
+
inp.
3
.. AWG
. 10
2
20
20
OPS7
1
OMC4
OF-I Output1
2×1
40
1
39
2
odd
20
.. AWG
. 10 λ1 + 2 + … + 40
2
outp.
OMX1
2
.. AWG
. 10
1
2
OPS4
39
2
+
2
+
20
22
4
AWG
λ1 + 2 + … + 40 10
outp.
OPS6
inp.
TET
LOS
2
1
AWG .
10
19
21
+
OPS2
2
AWG ..
10 .
3
AWG
10
1
.. AWG
. 10
1
Output2 OF-I
2×1
OPA1
TET
OPS5
3
AWG
10
40
odd
20
OPTAS
2
4
AWG ..
λ1 + 2 + … + 40 10 .
OMX2
Access
Inputs 1
VOA
20
22
2
AWG
10
odd
20
OF-I Input2
1:2
20
even
4
AWG
40 10 λ1 + 2 + … + 40
Access
Access
10GbE
4,8GbE
East
Outputs 2
Inputs 2
STM-64
STM-16
Рис. 1. Структурная схема мультиплексора OADM с усилителями транзита ОТр. (OPTAs/Optical Path Transit Amplifitrs)
Дидактичний матеріал до лекції 09 / ПП ТТМ-10сем. “Oсобенности магистральных фотонных транспортных сетей”
Варшава
Берлин
Москва
Минск
Лондон
Прага
Будапешт
Бухарест
Вена
Париж
Берн
Липецк
Киев
Ростов на
Дону
Белгород
Одесса
Милан
Мадрид
Рим
Истамбул
Рис. 2. Фрагмент схемы Пан-Европейской PTN
Берлин
Гамбург
Франкфуртна Майне
Варшава
Познань
Прага
Краков
Рис. 3. Фрагмент Пан-Европейской PTN кольцевой топологии,
охватывающей территорию трех стран
Табл. 4
Число
Скорость
Год Наименова- Число пар
трактов в передачи в
пуска в ние линии ООВ в
паре ООВ одном ОТр.,
работу передачи
кабеле
(технология) Гбит/с
1998
Gemini
Пропускная Число обНаправлеспособность разуемых
ние
линии пере- потоков
передачи
дачи, Гбит/с
Е1
2
6 (WDM)
2,5
30
12 000
1999 SEA-ME-WE
2
16 (WDM)
10
320
128 000
2000
TPC-6
4
8 (WDM)
2,5
80
32 000
2000
Africa ONE
4
16 (DWDM)
10
640
256 000
2000/
2001
TAT-14
4
16 (DWDM)
10
640
256 000
2001
TPC-6M
4
16 (DWDM)
10
640
256 000
2003
APOLLO
4
80 (DWDM)
10
3200
1 280 000
АнглияСША
Зап.ЕвропаЮ/В-Азия
ЯпонияСША
Вокруг
Африки
ДанияСША
ЯпонияСША
ФранцияСША
Дидактичний матеріал до лекції 09 / ПП ТТМ-10сем. “Oсобенности магистральных фотонных транспортных сетей”
5
Табл. 5
АмериканскоЕвропейская
Межконтинентальные
PTN
Глобальная PTN
Трансатлантические
фотонные Hапример, APOLLO на
линии передачи
3,2 Тбит/с
Первая: “Окно в Европу” (Москва – Санкт-Петербург) с
продолжением в столицы скандинавских государств, а из
Москвы PLP на 1,6 Тбит/с через Новосибирск и Находку
доходит до Японии
АзиатскоЕвропейская Вторая: подводная PTS “SEA-ME-WE” через Средиземное,
Красное моря, Индийский океан связывает между собой
страны Юго-Вост. Азии (SEA), Сред. Востока (ME) и Запад.
Европы (WE)
АфриканскоПодключает Африканское фотонное транспортного кольцо
Европейскочерез Средиземное море к Пан-Европейской сети, а через
Азиатская
Аравийское море – к сети Азиатского континента
Состоит из транстихоокеанских фотонных линий передачи, которые
связывают Австралию и Японию с тихоокеанским побережьем США
Табл. 6
Скорости
Высокие
Сверхвысокие
Перспективные
передачи
400, 640, 800 Гбит/с 1,28; 1,6; 3,2 Тбит/с 6,4; 12,8 Тбит/с
PTNs
Для восстановления сигнала на приеме, в линейный тракт передаются три
составляющие: f0 – Fм, f0 и f0 + Fм,
где f0 – центральная частота излучений лазера.
Эти три составляющие занимают полосу частот:
Δf = (f0+Fм) – (f0 – Fм) = Fм + Fм = 2Fм = 80 ГГц.
Для передачи указанного сигнала (с учетом расфильтровки) достаточно
предоставить ОТр. с полосой частот ΔfТР = 100 ГГц.
Тенденции в особенностях магистральных PTN
1). Применение в магистральных PTNS сложного оптического мониторинга и мощного
программного обеспечения для:
 дистанционного управления транзитными соединениями ОТр. на сетях и
оптимизированного мониторинга качества этих транзитов;
 мониторинга качества линейного мультиплексного сигнала λ1+2+3+…+N на всем
протяжении PTP ;
 быстрой дистанционной регулировки усиления в элементах PTP с помощью
комбинированного аналогового и цифрового мониторинга с целью быстрого погашения
переходных процессов;
 мониторинга спектрального усиления сигналов во всех (простых и составных)
ОТр. на всем их протяжении и поддержания заданного их качества по критерию
коэффициента OSNR.
2). Развитие и совершенствование магистральных PTNS путем введения в перспективе
новых технологий на всех уровнях:
 применение для построения PTPs особоочищенных ООВ с большой площадью
поперечного сечения их сердцевины;
 автоматическое управление компенсаторами хроматической дисперсии при
функционировании сети;
 использование на сети многонаправленных PXC ;
 динамическая маршрутизация λ , полностью перенастраиваемая по узлам связи;
динамическое распределение λ , что приведет к автоматически переключаемым PTNS.
Дидактичний матеріал до лекції 09 / ПП ТТМ-10сем. “Oсобенности магистральных фотонных транспортных сетей”
6
f,ТГц
191,63 191,67 191,71
191,75 191,79
191,83
191,87 191,91
а) спектр частот лазерного излучении модулированного по
интенсивности цифровым потоком с V=40 Гбит/c при:
f0=191,75 ТГц (fТ =FM =40 ГГц)
f,ТГц
191,66 191,70
191,74
f,ТГц
191,71
191,75 191,79
f,ТГц
191,76
191,80 191,84
б) характеристики фильтров для выделения из модулированного сигнала
суммарного колебания f0+Fм и подавления разностного f0 – Fм и всех
других колебаний
…
191,74
191,79
191,84
f,ТГц
196,14
в) сигналы на выходах фильтров вида fi+Fм , где і=1, 2, 3, …N указывают на
порядковые номера лазеров и передаваемых оптических сигналов
Рис. 4. Сущность метода ОБПЧ при цифровой модуляции
излучения лазера по интенсивности
Дидактичний матеріал до лекції 09 / ПП ТТМ-10сем. “Oсобенности магистральных фотонных транспортных сетей”
7
Дидактичний матеріал до лекції 09 / ПП ТТМ-10сем. “Oсобенности магистральных фотонных транспортных сетей”
Дидактичний матеріал до лекції 09 / ПП ТТМ-10сем. “Oсобенности магистральных фотонных транспортных сетей”