CC BY
0
ОСОБЕННОСТИ СОЗДАНИЯ DWDM-СИСТЕМ ВЫСОКОЙ ЕМКОСТИ Бордунова Е.В.1, Дыкина А.В.2, Казанский Н.А.3
1Бордунова Елизавета Владимировна - студент, 2Дыкина Анастасия Викторовна- студент, 3Казанский Николай Александрович - кандидат технических наук, доцент, кафедра автоматики, телемеханики и связи на железнодорожном транспорте, Российский университет транспорта (МИИТ) г. Москва
Аннотация: в статье рассматривается значимость DWDM и новая разработка для увеличения пропускной способности и дальности передачи.
Ключевые слова: DWDM, когерентные системы, спектральная эффективность, модуляция, дальность передачи.
FEATURES OF CREATING HIGH-CAPACITY DWDM SYSTEMS Bordunova E.V.1, Dykina A.V.2, Kazansky N.A.3
1Bordunova Elizaveta Vladimirovna - student, 2Dykina Anastasia Viktorovna - student, 3Kazansky Nikolay Aleksandrovich - candidate of technical sciences, associate professor, DEPARTMENT OF AUTOMATION, TELEMECHANICS AND COMMUNICATIONS IN RAILWAY TRANSPORT,
RUSSIAN UNIVERSITY OF TRANSPORT (MIIT), MOSCOW
Annotation: the article discusses the importance of DWDM and a new development to increase transmission capacity and range.
Keywords: DWDM, coherent systems, spectral efficiency, modulation, transmission range.
УДК 654.02
В статье рассматривается значимость создания DWDM - технологии высокой емкости. Представлены разработки российской DWDM системы с канальной скоростью 100 Гбит/с и спектральной эффективностью 3 бит/с/Гц.
Наиболее остро задача увеличения пропускной способности при сохранении дальности передачи информации без регенерации сигнала стоит в волоконно-оптических сетях дальней связи. Сейчас во всем мире системы с канальной скоростью 10 Гбит/с, использующие прямое детектирование, заменяются более совершенными оптическими системами с канальными скоростями 40 и 100 Гбит/с. Новое поколение связи с когерентным детектированием позволяет увеличить объем передаваемой информации за счет уплотнения спектра и поляризации каналов, а также использования более эффективных форматов модуляции.
В России разработкой DWDM-систем высокой ёмкости занимается компания «Т8». Специалисты компании «Т8» разработали DWDM-систему со спектральной эффективностью 3 бит/с/Гц. В стандартной полосе оптического мультиплексора шириной 100 ГГц можно передавать по три когерентных канала 100G (по 33 ГГц на канал), что показано на рис. 1, что обеспечивает возможность передачи до 270 каналов в C+L диапазоне.
Таким образом, общая пропускная способность созданной DWDM-системы может достигать 27 Тбит/с. Важным преимуществом данной системы является возможность работы на существующей сетевой инфраструктуре (ёмкость системы составляет 12 Тбит/с). При уплотнении каналов 100G с использованием стандартной сетки 100 ГГц не требуется замена мультиплексоров или усилителей в промежуточных пунктах сети.
Рис. 1. Спектр канала ЗхЮОО в сетке 100 ГГц.
В табл. 1 представлены характеристики прототипа «300G в сетке 100 ГГц», разработанного компанией «Т8» (строка 3), в сравнении с существующей системой «Волга» компании «Т8» (строка 1) и различными вариантами реализации систем «400G».
Таблица 1. Спектральная эффективность DWDM - систем.
№ Тип решения Символьная скорость, Гбод Формат модуляции(число бит на символ) Полоса, ГГц Спектральная эффективность, бит/с/Гц
1 1х1000 в сетке 50ГГц 25 DP-QPSK(4 бит/с) 50 100 Гбит/с / 50 ГГц = 2
2 1х4000 100 (технически невозможно) DP-QPSK(4 бит/с) - -
3 3х1000 в сетке 100 ГГц 25 DP-QPSK(4 бит/с) 100 300 Гбит/с / 100 ГГц = 3
4 2х2000 в сетке 100 ГГц 25 DP-16QAM(8бит/с) 100 400 Гбит/с / 75...100 ГГц = 4...5,3
5 1х4000 в сетке 100 ГГц 50-сложно реализовать DP-16QAM(8бит/с) 100 400 Гбит/с / 100ГГц = 4
Из представленной информации следует, что переход от систем с пропускной способностью 100G к системам "400G" не означает увеличение пропускной способности в 4 раза. Переход от систем с канальной скоростью 100G, основанных на DP-QPSK, к системам "400G" приводит к увеличению спектральной эффективности в среднем в 1,5 раза. Для сравнения пропускной способности различных вариантов DWDM-систем необходимо учитывать не только канальную скорость, но и ширину спектральной полосы, занимаемую одним каналом. Для этой цели используется параметр спектральной эффективности (плотность информационного потока на 1 Гц спектра).
Но при сравнении экономической эффективности DWDM-систем необходимо учитывать и дальность передачи. Дальность передачи определяется пороговой чувствительностью приёмника (ДБ): при каком отношении уровня полезного сигнала к уровню шума в линии он ещё способен принять и расшифровать поступающий сигнал.
В связи эта величина называется OSNRp («требуемое отношение сигнал-шум»). При переходе к другим форматам модуляции пороговая чувствительность приёмника неизбежно ухудшается из-за более плотного расположения состояний сигнала в фазовом пространстве. Поэтому переход к более сложным форматам модуляции влечёт за собой существенное снижение дальности передачи, рис. 2. Дальность передачи L не менее важна для операторов связи, чем скорость передачи по одной длине волны. Под дальностью в магистральных системах подразумевается дальность передачи в многопролетной линии на каскаде усилителей без регенерации сигнала. Чем больше эта дальность, тем реже на магистральной линии нужно ставить приемопередающее оборудование, следовательно, ниже и стоимость решения.
Рис. 2. Характеристики DWDM-систем.
Таким образом, системы 100G на основе модуляции DP-QPSK с плотным расположением каналов по своей спектральной эффективностью незначительно уступают системам «400 G» на основе DP-16QAM, а по произведению максимальной емкости на дальность передачи - существенно превосходят их.
Список литературы /References
1. Гуркин Н.В., Трещиков В.Н., Новиков А.Г., Наний О.Е. Российское DWDM-оборудование с канальной скоростью 100 Гбит/с // T-Comm: Телекоммуникации и транспорт, 2012, No4. - C. 65-67.
2. Гуркин Н.В., Наний О.Е.. Трещиков В.Н. Производительность когерентных DWDM-систем с канальной скоростью 100 Гбит/с // Вестник связи, 2013, Nel. - C. 39-40; N°2. — C. 40-42.
3. Наний О.Е.. Трещиков В.Н. Убайдуллаев Р.Р. Дальность работы и пропускная способность когерентных систем связи // Вестник связи. 2013. - N°9. - C. 17-19.
4. Трещиков В.Н., Наний О.Е., Леонов А.В. Особенности разработки DWDM-систем высокой емкости. -С. 83-88.
