В данной статье приведём основные технические сведения о технологии грубого мультиплексирования CWDM, используемой как для модернизации существующих оптоволоконных сетей, так и при создании новых.
Технология CWDM позволяет создать до 18 каналов с расстоянием между ними до 20 нм. Диапазон длин волн составляет от 1270 до 1610 нм. Длины волн CWDM регулируются стандартом ITU-T G.694.2. Существует цветная маркировка, которая упрощает процесс установки сети. В черно-белый диапазон входят длины световых волн: 1270, 1290, 1310, 1330, 1350, 1370, 1390, 1410, 1430 и 1450 нм. Далее идут «цветные» диапазоны:
- Серый – 1470 нм.
- Фиолетовый – 1490 нм.
- Синий – 1510 нм.
- Зеленый – 1530 нм.
- Желтый – 1550 нм.
- Оранжевый – 1570 нм.
- Красный – 1590 нм.
- Коричневый – 1610 нм.
Можно встретить мнение, что цветовая маркировка влечёт за собой применение двух длин волн, различных для приемника и передатчика. Это не совсем отражает требования стандарта. Указывается длина волны лазера, т. е. передатчика. Приемник же может работать на любой длине световой волны, размер которой зависит от Drop фильтров или демультиплексоров.
Выбор одного из 18-ти каналов зависит от параметров оптоволоконного кабеля, который будет использован в конкретной линии. Причиной являются свойства оптоволокна, по-разному проявляющиеся на разных длинах волн. Рекомендуется использовать следующие стандарты оптоволоконного кабеля:
- Для каналов с длиной волны от 1470 до 1610 нм - G.652.A/В.
- Длина волны от 1270 до 1610 нм - G.652.C/D или G.656.
Часто можно встретить разделение оптического диапазона на под-диапазоны:
- O-Band - от1260 до1360 нм.
- E-Band – от 1360 до1460 нм.
- S-Band – от 1460 до 1530 нм.
- C-Band – от 1530 до1565 нм.
- L-Band – от 1565 до1625 нм.
- U-Band - от1625 до 1675 нм.
Для объединения и деления волн различной длины применяются специальные устройства - многоканальные оптические мультиплексоры. Каждый порт устройства может пропускать только определенную длину волны в два направления. Ранее, при выборе длин волн для каналов старались не использовать соседние, а брать отдаленные. Сегодня это утратило актуальность благодаря современной изоляции, препятствующей ухудшению сигнала.
В роли трансивера для сети может быть использовано любое современное устройство, совместимое с оборудованием и подходящее по скорости передачи - SFP, XFP, Xenpack и др. Также можно использовать и встроенный оптический интерфейс.
Выделить или вставить из оптоволокна (в оптоволокно) определенную длину волны можно с помощью OADM модуля, который может быть одно- или двухканальным. Их главным отличием является возможность приема/передачи сигнала от 1 или 2-х мультиплексоров. Определяется это наличием одного или двух блоков приема/передачи сигнала. Соответственно модуль с одним каналом может принимать или передавать сигнал на один мультиплексор, с двумя каналами - работать в обе стороны.
Порты OADM обозначаются следующим образом:
- Порт Com1 – прием сигнала от мультиплексора.
- Порт Express - передача сигнала далее по сети.
- Порт Add (добавить) - отправляет в волокно сигнал требуемой длины световой волны.
- Drop - удаляет из оптоволокна сигнал требуемой длины световой волны.
Путем подбора конфигурации модулей мультиплексоров и OADM можно формировать различные варианты сети:
- Точка-точка.
- Кольцо с одним или несколькими ответвлениями.
- Кольцо с резервированием и т. д.
Контроль состояния оборудования сети осуществляется посредством CWDM трансиверов имеющих функцию DDM (DOM, MDDI и т. д.). С её помощью можно осуществлять контроль параметром трансивера: мощности входящего и исходящего сигналов, температурные характеристики. По их изменению можно судить об износе системы и состоянии трассы в целом. DDM необходим и для определения оптических характеристик трассы – реальных потерь в оптическом волокне.
Остановимся на некоторых аспектах эксплуатации сетей CWDM. Один из наиболее важных – это транзит сигналов кабельного ТВ. Для этих целей операторы, в подавляющем большинстве случаев, используют длины световых волн 1310 и 1550 нм. Эти длины совпадают с длинами каналов, но при эксплуатации необходимо учитывать два момента – параметры ширины полосы излучения передатчика и ширина пропуска канала.
При узком спектре излучения шириной до 10 нм. нет проблем с прохождением кабельного сигнала через фильтры. Не оказывается влияние и на соседние каналы, что позволяет использовать фильтры и мультиплексоры, имеющие полосу пропускания от 5 до 7,5 нм. Широкий спектр излучения лазера передатчика величиной до 60 нм. приводит к воздействию на соседние каналы и искажению телевизионного сигнала. Из-за этого большая часть системы будет неработоспособной. Решить эту проблему можно двумя способами:
- Перейти на передатчик с узким спектром.
- Не задействовать 4 соседних канала (по 2 с каждой стороны) и установить фильтры с шириной пропускаемого спектра от 60 до 80 нм. (для исключения искажений).
Ещё один важный вопрос актуальный при эксплуатации сетей CWDM – создание резервирования в кольцевых сетях. Это обусловлено тем, что в большинстве случаев в современных магистралях применяются оборудование с двумя скоростными магистральными интерфейсами. При применении технологии CWDM на одном оптоволокне, можно формировать кольца с резервными узлами (до девяти на каждом). Для создания узла достаточно наличие двухканального модуля OADM и трансивера, работающего при соответствующей длине волны. Коммутаторы в узлах должны поддерживать протокол Spaning Tree.
