Федеральное агентство связи
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
«Сибирский государственный университет телекоммуникаций и
информатики»
(СибГУТИ)
Кафедра многоканальной электрической связи и оптических систем (МЭС и ОС)
10.05.02 Информационная безопасность телекоммуникационных систем, специализация Защита информации в системах связи и управления (очная форма обучения)
Изучение оптических мультиплексоров ROADM
отчет по лабораторной работе № 5
дисциплины «Защищенные оптические сети и системы передачи»
Выполнил:
студент ФАЭС,
гр. АБ-75 / Карелин А.Е./
(подпись)
«__»_________ 2021 г.
Проверил:
доц. каф. МЭС и ОС / В.Г. Фокин/
«__»_________ 2021 г. (подпись)
Новосибирск 2021
1. Цель работы
Изучение принципов построения, конструкций, характеристик и применения перестраиваемых оптических мультиплексоров выделения и ввода (ROADM) для оптических каналов широкого назначения
2. Содержание работы
1. Изучение назначения ROADM, основных принципов построения, конструкции приборов, характеристик, области применения
2. Составление кратких ответов на контрольные вопросы.
3. Решение расчётных задач по варианту.
4. Составление отчета с выводами по результатам изучения.
3. Контрольные вопросы
1. мультиплексоры с фиксированными функциями выделения/ввода оптических каналов OADM/FOADM (Optical Add-Drop Multiplexer/ Fixed OADM). Следующим шагом в развитии технологии был переход в 2002 г. к ROADM с интегрированными WB (Wavelength Blocker – блокиратор длины волны). В 2004 г. были выпущены мультиплексоры, основанные на IPLC (Integrated Planar Lightwave Circuit – встроенный планарный оптический канал). В 2005 году появились ROADM мультиплексоры 3-го поколения, основанные на многопортовых частотно-селективных переключателях WSS
2. В этом канале могла быть обеспечена линейная скорость передачи синхронных транспортных модулей STM-N (Synchronous Transport Module – N, N=0,1,4,16,64,256) от 51 Мбит/с до 40 Гбит/с.
3.технология оптического мультиплексирования волн WDM (Walelength Division Multiplexing)
4. для взаимодействия по отдельному сервисному каналу
5. Long/ Ultra Long Haul – протяженные/ очень протяженные (магистральные) сети, Region/ Metro Core – региональные (внутризоновые)/ городские сети, Metro-Edge – сеть города или крупного городского района, Access Network – сеть доступа
6. в объеме и скорости передачи данных, включая такие телекоммуникационные сети, как Интернет, видео по требованию, кабельное телевидение, телеметрию и т. д.
7. через электрические интерфейсы мультиплексоров на стандартных скоростях 2,048 Мбит/с, 34,368 Мбит/с, 139,264 Мбит/с плезиохронной цифровой иерархии ПЦИ - PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy).
8. проблемы расширения услуг транспортной сети, сложности построения узловых станций с множеством коннекторных соединений волоконных световодов и электрических соединений в кроссовом оборудовании
9. ITU-T, OSA (Optical Society of America), IEEE LEOS (Institute of Electrical and Electronics Engineers Lasers and Electro - Optics Society), IEC (Commission Electrotechnique Internationale).
10. Стандарты оптических частот для сетей с использованием OADM, ROADM и PXC определены в рекомендациях ITU-T G.694.1 и G.694.2.
11. Сетка частот DWDM – плотного мультиплексирования с разделением по длине волны определена рекомендацией ITU-T G.694.1, где предусмотрены различные частотные интервалы между оптическими несущими: 12,5 ГГц, 25 ГГц, 50 ГГц, 100 ГГц. Сетка волн CWDM - грубое мультиплексирования с разделением по длине волны, определена рекомендацией ITU-T G.694.2, где предусмотрен волновой интервал между оптическими несущими 20 нм и определены длины волн передачи: 1271 нм, 1291 нм, 1311 нм, 1331 нм, 1351 нм, 1371 нм, 1391 нм, 1411 нм, 1431 нм, 1451 нм, 1471 нм, 1491 нм, 1511 нм, 1531 нм, 1551 нм, 1571 нм, 1591 нм, 1611 нм.
12. подсистема оптического мультиплексора (OADM); компонент асимметричного разветвления; оптический аттенюатор; оптический компонент разветвления (не избирательный по длине волны); оптический соединительный элемент; динамический оптический канальный эквалайзер; оптический фильтр; оптический изолятор; пассивный компенсатор дисперсии; оптическое соединение; оптический переключатель; оптическое завершение; перестраиваемый оптический фильтр; оптический мультиплексор (OMUX)/демультиплексор (ODMUX).
13. 2000
14. мультиплексоры с фиксированными функциями выделения/ввода оптических каналов
15. линейные (также называемые «оптической шиной»); кольцевые; ячеистые; смешанные (ячеистые, кольцевые, линейные).
16. Полоса пропускания третьего окна прозрачности одномодового стекловолокна G.652 (1530-1560нм) составляет 4ТГц, а максимальная скорость передачи в SDH 40Гбит/с, что в процентном отношении всего 1% от возможного.
17. перестраиваемые мультиплексоры ввода/вывода ROADM. Поколение ROADM второго десятилетия 21 века получило обозначение Flex CDC ROADM (Colorless, Directionless, Contentionless and Flex spectrum/flex grid – бесцветный, ненаправленный, независимый от контента гибкий спектр/ гибкая сетка).
Контрольные вопросы 2
18. организация передачи данных между мультисервисными коммутаторами технологий MPLS (Multi-Protocol Label Switching – многопротокольная коммутация по меткам), TP-MPLS (TP-MPLS, Transport Profile Multi-Protocol Label Switching – транспортный профиль многопротокольной коммутации по меткам), Ethernet.
19. В ROADM с WB на входе из многоканального оптического сигнала выделяются необходимые оптические каналы, далее сигнал проходит через блокиратор длины волны WB, где выделенные длины волн изолируются для дальнейшего прохождения либо оптическим ключом, либо оптическим перестраиваемым аттенюатором VOA. На выходе в общий групповой оптический сигнал добавляются вводимые оптические каналы на длинах волн, заблокированных WB.
20. каждый узел должен дополнительно конфигурироваться фиксированным мультиплексором и демультиплексором.
21. термин MEMS (Micro Electro-Mechanical Systems, микрозеркала микроэлектромеханической системы) стал синонимом массива тонких отклоняющихся зеркал, используемых для построения оптической коммутационной фабрики.
22. Реконфигурируемые оптические узлы, позволяющие в большей мере реализовать функции гибкости сетевых элементов, строятся на основе технологии MEMS.
23. интегрированные мультиплексор и демультиплексор с решеткой AWG (Arrayed Waveguide Grating – решетка на основе массива волноводов), оптический переключатель 1×2 или 2×2, управляемые оптические аттенюаторы (VOA) и также разветвители
24. (Pb, La), (Zr, Ti)O3
25. интегрированные мультиплексор и демультиплексор с решеткой AWG
26. система перестраиваемых мультиплексоров ввода-вывода третьего поколения, основанная на многопортовых частотно-селективных переключателях WSS
27. достаточно быстро реагировать на изменяющиеся сетевые требования, т.е. выстраивать маршрут оптического канала.
28. DW4200 NEC-EZAN, ВОЛГА Т∞
29. стандарты на компоненты OADM, ROADM и PXC и их характеристики сосредоточены в рекомендациях ITU-T G.671, G.680, G.698.1 и G.681.2. Рекомендация G.671 описывает характеристики передачи в различных условиях эксплуатации
30. OPT BST – оптический усилитель мощности на выходе передачи; OPT PRE - оптический предусилитель на входе приёма с компенсатором дисперсии DCU; коммутационные блоки 32WSS с функциями мультиплексоров/ демультиплексоров и оптических аттенюаторов для реализации функций ввода (Add) и вывода (Drop), транзитных соединений и выравнивания мощности оптических сигналов; Transponders - транспондеров для подключения оборудования пользователей; OSCM оптических сервисных каналов для реализации функций управления сетевым элементом (узлом).
31. защиту трафика
32. волокно, компенсирующее дисперсию (DCF); транспондер (TPD); оптические усилители (OA) в составе блоков усилителей передачи и приёма (TRXA); оптический разветвитель (OC); волновой блокиратор (WB) в составе блока управляемого волнового селектора (DWS); волноводные решетки мультиплексоров и демультиплексоров (AWG) в составе блока кроссовой коммутации оптических каналов (PXC); транспондер оптического сервисного канала на волне 1510нм или 1630нм (OSCR); блок мониторинга удалённый станций (SCRM); блок контроля оптических каналов (OCM).
33. функций ввода (Add) и вывода (Drop), транзитных соединений и выравнивания мощности оптических сигналов; Transponders - транспондеров для подключения оборудования пользователей; OSCM оптических сервисных каналов для реализации функций управления сетевым элементом (узлом).
34. WB, MEMS, PLC, WSS
35. Не смотря на то, что сети SDH имеют хорошо продуманную систему маршрутизации соединений, систему защиты соединений в линейных, кольцевых и ячеистых структурах, специальную систему сцепки контейнеров для переноса информационного трафика нестандартных скоростей (например, 100 Мбит/с или 1000 Мбит/с Ethernet) и т.д., эти сети крайне неэффективно используют частотный ресурс стекловолокна.
36. В других конфигурациях оптических сетей надёжность связей может поддерживаться за счёт обходных маршрутов для оптических каналов при организации однонаправленной и двунаправленной передач информационных сигналов.
37. мост между магистралями провайдеров / Provider Backbone Transport, транспорт трафика опорных операторских сетей. волновой блокиратор (WB) в составе блока управляемого волнового селектора (DWS)
38. система защиты соединений в линейных, кольцевых и ячеистых структурах
Решение задачи
