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”