Fokin_Kogerentnye_opticheskie_seti_

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Продолжающийся рост потребностей в широкополосных услугах телекоммуникационной среды требует дальнейшего развития транспортных сетей связи на всех участках (магистральных, внутризоновых, местных). Осуществляемые в настоящее время шаги к оптическим каналам 100 Гбит/с являются первыми и, видимо, далеко не последними. На повестке дня исследования и разработки на скоростные режимы 400 Гбит/с и 1 Тбит/с (рис. З1, З2). Их достижения возможны и перспективны на основе технологий OFDM с многоуровневыми форматами модуляции 16QAM, 64QAM, 256QAM при использовании современных волоконных световодов стандартов G.652 и G.655 и перспективных трубчатых волокон и волокон MCF (с основами до 7 и более [114]) c минимальными коэффициентами затухания (менее 0,15 дБ/км) и минимальными дисперсиями (хроматической менее 4–7 пс/(нм × км) и поляризационной (менее 0,05 пс/км0,5) дисперсии.

Рис. З1. Ресурсы развития для когерентных оптических сетей

Большая эффективность использования создаваемых оптических широкополосных каналов возможна только при использовании статистического пакетного мультиплексирования на основе технологий TP-MPLS, PBT-Ethernet с соответствующими протоколами регулировки пропускной способности, форми-

351

рования обходных (резервных) маршрутов для перераспределения трафика и его защиты.

Другой составной частью оптических сетей может быть система автоматизированного управления соединениями оптических каналов, которая базируется на стандартах ASON и позволяет оперативно предоставлять свободные оптические ресурсы в пользование операторам.

Полномасштабное развертывание протоколов для поддержки функций grooming в оптических сетях с когерентными каналами также позволит сделать использование этих сетей более эффективным, гибким, а сами сети более надежными.

Рис. З2. Развитие ресурсов для суперканалов 1 Тбит/с с когерентным приемом [115]

352

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

353

Сокращения к рис. П1

Client 10×10G, 12×10G, 3×40G, 1×100G – скорости передачи данных поль-

зователей оптической транспортной сети (10×10 Гбит/с, 12×10 Гбит/с, 3×40 Гбит/с, 1×100 Гбит/с);

XFP, 10G Small Form Factor Pluggable – протоколонезависимый оптиче-

ский трансивер горячей замены, работающий на длинах волны 850 нм, 1310 нм или 1550 нм на скорости 10 Гбит/с, в стандартах SDH, Gigabit Ethernet, 10 Gigabit Ethernet и др., включая каналы CWDM, DWDM;

SFP, Small Form Factor Pluggable – промышленный стандарт модульных компактных приёмопередатчиков (трансиверов), используемых для передачи данных в телекоммуникациях обычно на скоростях до 2,5 Гбит/с;

SFP+, является расширенной версией приемопередатчика SFP, способного поддерживать скорости передачи данных до 10 Гбит/с;

QSFP, Quad (4-channel) Small Form-factor Pluggable (QSFP or QSFP+) – раз-

новидность четырёхканального модуля SFP;

CFP, C-Form Factor – промышленный стандарт модульных компактных приёмопередатчиков (трансиверов), используемых для передачи данных в телекоммуникациях обычно на скоростях до 100 Гбит/с;

CFP2, CFP4 modules support 4×25G electrical I/O being defined in the Next Generation 100 Gb/s – модули поддержки передачи 4×25 Гбит/с электрических сигналов при последующем преобразовании в волны оптических сигналов для 100 Гбит/с интерфейсов;

GFEC, Generic Forward Error Correction – общая процедура упреждающей коррекции ошибок;

1,4 EFEC; 1,7 EFEC; 1,9 EFEC – параметры свёрточного кодирования для Ethernet с упреждающей коррекцией ошибок;

Proprietury, программное обеспечение (ПО), являющееся частной собственностью авторов или правообладателей и не удовлетворяющее критериям свободного ПО;

AMP,Asynchronous MappingProcedure – процедура асинхронного размещения; BMP, Bit-synchronous Mapping Procedure – процедура бит-синхронного

размещения;

GMP, Generic Mapping Procedure – общая процедура размещения; Xcode – вариант кодирования;

GFP, Generic Framing Procedure –общая процедура формирования кадра; ODU, Optical channel Data Unit – блок данных оптического канала;

AES,Advanced Encryption Standard – продвинутый стандарт шифрования; AES-GCM,AESGalois/Counter Mode – алгоритм аутентификации; AES-GMAC, AES Galois Message Authentication Code – сообщение кода

аутентификации;

AES-XTS,AESCiphertextStealing–стандартшифрованиясзащитойотвзлома; Module Interface – интерфейсный модуль;

Fabric Interface – интерфейс преобразования; Stage – стадия, ступень.

354

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Компании, имеющие отношение к производству и использованию оптических компонентов, систем и сетей, в том числе когерентных1

Acacia Communications, ADVA Optical Networking, Alcatel-Lucent, Altera, AMCC, Analog Device, AT&T, Avago Technologies Inc., Avalon Microelectronics, Broadcom, Brocade, Centellax, Inc., China Telecom, Ciena Corporation, Cisco Systems, ClariPhy Communications, Cogo Optronics, Comcast, CoreOptics, Cortina Systems, CyOptics, Dell, Inc., Department of Defense, Deutsche Telekom, Eltex, Emcore,

IBM Corporation, Infinera, Inphi, IP Infusion, JDSU, Juniper Networks, KDDI R&D

Laboratories, LSI Corporation, Luxtera, Marben Products, Metaswitch, Mintera, MITRE Corporation, Mitsubishi Electric Corporation, Molex, NEC, NeoPhotonics, Nokia Siemens Networks, NTT Corporation, Oclaro, Ofidium, Opnext, Optametra, Optoplex, Picometrix, PMC Sierra, Proximion Fiber, ROTEK, Systems AB, Sandia National Laboratories, Santur, Semtech, ST Microelectronics, Sumitomo Electric Industries, Sumitomo Osaka Cement, Sycamore Networks, T8, Tektronix, Telcordia Technologies, Telecom Italia Lab, Tellabs, TeraXion, Texas Instruments, Time Warner Cable, TPACK A/S, TriQuint Semiconductor, Tyco Electronics, u2t Photonics AG, Verizon, Vitesse Semiconductor, Xilinx, Yamaichi Electronics Ltd., ZTE Corporation.

1 URL: www.oiforum.com (дата обращения: 27.01.2015).

355

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.Шереметьев А.Г. Когерентная волоконно-оптическая связь : монография. М.: Радио и связь, 1991. 192 с.

2.Листвин В.Н., Трещиков В.Н. DWDM системы. М.: Наука, 2013. 300 с.

3.Stern Th.E., Ellinas G., Bala K. Multiwavelength Optical Networks, Architectures, Design, and Control. Cambridge University Press, 2009. 1006 p.

4.Rasmussen J.C., Hoshida T., Nakashima H. Digital Coherent Reciever Technology for 100Gb/s Optical Transport Systems // Fuitsu Sci. Tech. J. 2010. vol. 46. p. 63–71.

5.Chomycz B. Planning Fiber Optic Networks. New York: McGraw-Hill Companies, 2009. 381 p.

6.Arvizu A., Mendieta F.J., Chavez R. Balanced photoreceiver for coherent optical communications // Instrumentation and Development. 1998. Vol. 3, № 10. 14 p.

7. Nakazawa M., Kikuchi K., Miyazaki T. High Spectral Density Optical Communication Technologies. Berlin: Spriger-Verlag, 2010. 335 p.

8.Agrawal G.P. Fiber-Optic Communications Systems. Third Edition. John Wiley & Sons, Inc, 2002. 561 р.

9.Погорелый Л., Никитченко Ю. Одномодовые оптические кабели и волокна на сетях связи // Сети и бизнес. Телекоммуникации и сети – технологии и рынок. 2008. №3. URL:http://www.sib.com.ua/arhiv_2008/2008-3/opt_cab/3_3_2008.htm (дата обращения: 26.11.2014).

10.Recommendation ITU-T G.663 (04/2011) Application-related aspects of optical amplifier devices and subsystems.

11.Zhu B., Fini J.M., Yan M.F., Liu X., Chandrasekhar S., Taunay T.F., Fishteyn M., Monberg E.M., Dimarcello F.V. High-Capacity Space-Division-Multiplexed DWDM Transmissions Using Multicore Fiber // Journal of Lightwave Technology. 2012. Vol. 30. P. 486–492.

12.Dongpeng Zhang. Digital Signal Processing of POL-QAM and SP-QAM in Long-Haul Optical Transmission Systems // Concordia University Monreal, Quebec, CANADA February 2014. [Электронный ресурс]. URL: http://spectrum.library.concordia.ca/978290/1/Zhang_MASc_S2014.pdf

13.Optical Transmission, Switching and Subsystems VI / edited by Ken-ichi Kitayama, Pierpaolo C. Ghiggino, Kim Roberts,Yikai Su, Proc. of SPIE Vol. 7136 13

Karfa Y.M., Ismail M., Abbou F.M., Shaari A.S. Teoretical evaluation of nonlinear effets on optical WDM networks with various fiber types // IIUM Ingineering Journal. 2008. Vol. 9, № 2. 53–66 p.

356

14.Elbers J.-P., Grobe K. Optical metro networks 2.0 // Proc. of SPIE. 2010. Vol. 7621, 762105. SPIE. [Электронный ресурс]. URL: www.researchgate.net/...Optical_metro_network.

15.ITU-T Recommendation G.709/Y.1331 (02/2012), Interfaces for the optical transport network (OTN).

16.Морелос-Сарагоса Р. Искусство помехоустойчивого кодирования. М.: Техносфера, 2005. 320 c.

17.Мак-Вильямс Ф.Дж., Слоэн Н.Дж.А. Теория кодов, исправляющих ошибки. М.: Радио и связь, 1979.

18.Блейхут Р. Теория и практика кодов, контролирующих ошибки. М.: Мир, 1986.

19.Бакланов И.Г. SDH-NGSDH: практический взгляд на развитие транспортных сетей. М.: Метротек, 2006. 736 с.

20.Recommendation ITU-T G.7041/Y.1303 (04/2011). Generic framing proce-

dure.

21.Recommendation ITU-T G.7044/Y.1347 (10/2011). Hitless adjustment of ODUflex (GFP).

22.Рекомендация МСЭ-Т G.7042/Y.1305 (03/2006). Схема регулировки пропускной способности линии (LCAS) для виртуальных сцепленных сигналов.

23.Давыдкин П.Н., Колтунов М.Н., Рыжков А.В. Тактовая сетевая синхронизация. М.: Эко-Трендз, 2004.205 с.

24.Mino S., Yamazaki H., Goh T. Multilevel Optical Modulator Utilizing PLCLiNbO3 Hybrid-integration Technology // NTT Technical Reviev. 2011. Vol. 9, № 3. P. 1–7.

25.Cartledge J., Krause D., Roberts K. Electronic Signal Processing for FiberOptic Communications // IEEE LEOS newsletter. 2009. February. № 1.

26.Winzer P.J. Modulation and multiplexing in optical communication systems // IEEE LEOS newsletter. 2009. February. № 1.

27.Coldren L.A. Semiconductor Laser Advances:The Middle Years // IEEE Photonics Society Newsletter. 2011. February. № 1.

28.Шапиро Е.Г., Федорук М.П. Статистика ошибок в волоконных линиях связи с фазовым форматом модуляции и оптическим фазовым сопряжением // Квантовая электроника. 2011. № 6. С. 541–544.

29.Yan Han. Theoretical Sensitivity of Direct-Detection Multilevel Modulation Formats for High Spectral Efficiency Optical Communications // IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics. 2006. July/August. № 4. P. 571–580.

357

30.Kahn J.M., Ho K.-P. Spectral Efficiency Limits and Modulation / Detection Techniques for DWDM Systems // IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics. 2004. Mart/Aprel. № 2. P. 259–271.

31.Nakazawa M., Kikuchi K., Miyazaki. High Spectral Density Optical Communication Technologies. // Springer. 2010. 338 p.

32.Дураев В. Перестраиваемые одночастотные лазеры с брэгговскими решетками // Фотоника. 2007. № 3. С. 24–29.

33.Su Hwan Oh, Ki Soo Kim, Chul-Wook Lee, Hyunsung Ko, Sahnggi Park, Moon-Ho Park. Design and Fabrication of Butt-Coupled Sampled Grating DBR Lasers Using Planar Buried Heterostructures // Journal of the Korean Physical Society. 2007. January. Vol. 50, No. 1, P. 64–71.

34.Robbins D.J., Busico G., Ponnampalam L., Duck J.P., Williams P.J., Grif-

fin R.A., Ward A.J., Reid D.C.J., Whitbread N.D., Barton E., Reid B., Kasunic K. A high power, broadband tuneable laser module based on a DS-DBR laser with integrated SOA. OFC, 2004. TuE3.

35. Ward A.J., Robbins D.J., Busico G., Barton E., Ponnampalam L., Duck J.P., Whitbread N.D., Williams P.J., Reid D.C.J., Carter A.C., Wale M.J. Widely Tunable DS-DBR Laser With Monolithically Integrated SOA: Design and Performance. 2005. Vol. 11. P.149–156.

(65 nm) Semi-cooled (50ºC) Operation of a Tunable Laser based on a Novel Widely Tunable Filter/OSA/OFC/NFOEC 2011 OWD7.pdf.

38.Morthier G., Laroy R., Christiaens I., Todt R., Th. Jacke, Amann M.-C., Wesstrom J-O., Hammerfeldt S., Mullane T., Ryan N., Todd M. New widely tunable edge-emitting laser diodes at 1.55 nm developed in the European IST-project NEWTON // Semiconductor and Organic Optoelectronic Materials and Devices, Proceedings of SPIE. 2005. Vol. 5624. (SPIE, Bellingham, WA).

39.EMCORE’s Tunable Extended Cavity Laser Technology. [Электронный ресурс]. URL: http://www.emcore.com/wp-content/uploads/EMCORE-ITLA-Optical- Sensing-Application-Note.pdf

40.Siddharth R.Jain, Matthew N.Sysak, Geza Kurczveil, Bowers John E. Inte-

grated hybrid silicon DFB laser-EAM array using quantum well intermixing // OPTICS EXPRESS. 2011. July, 4. Vol. 19, № 14.

41. Chiba T., Arai H., Nounen H., Ohira K. Waveguide interleaving filters // Active and Passive Optical Componentes for WDM Communications / Procedings of SPIE. 2003. Vol. 5246. P. 532–538.

358

42.Takashi Goh, Hiroshi Yamazaki, Toshimi Kominato, Shinji Mino. Novel Flexible-Format Optical Modulator with Selectable Combinations of Carrier Numbers and Modulation Levels Based on Silica-PLC and LiNbO3 Hybrid Integration // OWV2.pdf .OSA/OFC/NFOEC. 2011.

43.Eui-Seung Kim, Changhoon Oh, Seogoo Lee, Bongyong Lee. Modeling and optimization of process parametrs for GaAs/AlGaAs multiple quantum well avalanche photodiodes using genetic algoritms // Microelectronics Journal. 2001. № 32. P. 563–567.

44.Duan X., Huang Y., Ren X. Design and fabrication of multichannel tunable photodetector array // SPI-OSA-IEEE. 2009.

45.Mitra Hosseinifar, Vahid Ahmadi, Gholamreza Abaeiani. Microring-Based Unitraveling Carrier Photodiodes for High Bandwidth-Efficiency Product Photodetection in Optical Communication // Journal of Lightwave Technology. 2011. May,1. Vol. 29, № 9.

46.Jin-Wei Shi, Kian-Giap Gan, Yi-Jen Chiu, Yen-Hung Chen, Chi-Kuang Sun, Ying-Jay Yang, John E.Bowers. Metal–Semiconductor–Metal Traveling-Wave Photodetectors // Ieee photonics technology letters. 2001. June. Vol. 16, № 6. P. 623–625.

47.Jeong-Woo Park, Sangpil Han, Donghun Lee, Han-Cheol Ryu, Jun-Whan Shin, Namje Kim, Young-Jong Yoon, Hyunsung Ko, Kyung Hyun Park. High-Speed Traveling-Wave Photodetector with a 3-dB Bandwidth of 410 GHz // ETRI Journal. 2012. December. Vol. 34, № 6. P. 942–945.

48.Rouvalis E., Renaud C.C., Moodie D.G., Robertson M.J. Seeds A.J. Travel- ing-wave Uni-Traveling Carrier Photodiodes for continuous wave THz generation // Optics Express. 2010. № 18, 11105-11110.

49. Krummrich P.M., Weiershausen W., Elbers J.-P. 100 Gbit/s Ethernet // EIBONE_AK_Uebertragungstechnik, White Paper. 2008. April. 50 p.

50.Poggiolini1 P., Bosco1 G., Carena1 A., Curri V., Forghieri F. Performance evaluation of coherent WDM PS-QPSK (HEXA) accounting for non-linear fiber propagation effects// OPTICS EXPRESS. 2010. May, 24. Vol. 18, № 11.

51.Lotz T.H., Sauer-Greff W., Urbansky R. Spectral Efficient Coding Schemes in Optical Communications // International Journal of Optoelectronic Engineering. 2012. Vol. 2 (4). P. 18–25.

52.LotzT.H., LiuX., ChandrasekharS., WinzerP.J., HaunsteinH., RandelS., CorteselliS., Zhu B., PeckhamD.W. Coded PDM-OFDM Transmission With Shaped 256-Iterative-Polar-Modulation Achieving 11.15-b/s/Hz Intrachannel Spectral Efficiency and 800-km Reach // Journal of Lightwave Technology. 2013. Vol. 31, № 4. P. 538–545.

53.Matthias Seimetz. High-Order Modulation for Optical Fiber Transmission. Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2009. 262 p.

359

54. Ezra Ip Kahn J.M.. Power Spectra of Return-to-Zero Optical Signals // Journal of lightwave technology. 2006. March. Vol. 24, № 3. Р. 1610–1618.

55.Kahn1 J.M., Keang-Po Ho. Ultimate Spectral Efficiency Limits in DWDM Systems // To be presented at OptoElectronics and Communications Conference, Yokohama, Japan. 2002. July. P. 8–12.

56.Hanhui Li, Kun Xu, Guangtao Zhou, Jian Wu, Jintong Lin. Performance Analysis of DPSK Modulated Signals in Optical Transmission link with PMD and PDL // SPIE, Bellingham, WA. 2005. [Электронный ресурс]. URL: www.paper.edu.cn

57.Binh L.N., Lam H.Q., Huynh T.L., Tran D.D. Phase and Amplitude Modulation Formats for hybrid 40 Gb/s and 10 Gb/s DWDM Photonic Long-Haul Transmis-

58.Selwan Khaleel Ibrahim. Study of Multilevel Modulation Formats for High Speed Digital Optical Communication Systems. Ph.D. Dissertation Paderborn Germany, July 2007. Diss. EIM-E/233.

59.Ross Saunders. Coherent DWDM technology for high speed optical communications // Optical Fiber Technology. 2011. Vol. 17. P. 445–451. [Электронный ресурс]. URL: http://www.lightwaveonline.com/articles/print/volume-29/issue- 2/features/coherent-dwdm-technology-for-high-speed-optical-communications.html

60.Eugen Lach, Wilfried Idler. Modulation formats for 100G and beyond // Optical Fiber Technology. 2011. Vol. 17. P. 377–386. [Электронный ресурс]. URL: http://www.ece.queensu.ca/Current-Students/Graduate/Course-Homepages/ ELEC863_Winter2011/files/Lach_OFT_2011a.pdf

61.Bosco G., Curri V., Carena A., Poggiolini P., Forghieri F. On the Performance of Nyquist-WDM Terabit Superchannels Based on PM-BPSK, PM-QPSK, PM-8QAM or PM-16QAM Subcarriers» // Journal of Lightwave Technology. 2011. Jan. P. 61–53.

62.Armstrong J, OFDM for Optical Communications // Journal of lightwave technology. 2009. February, 1. Vol. 27, № 3.

63.Xingwen Yi, Fontaine N.K., Scott R.P., Member, Ben Yoo S.J. Tb/s Coherent Optical OFDM Systems Enabled by Optical Frequency Combs // Journal of lightwave technology. 2010. JULY,15. Vol. 28, № 14.

64.Новиков А.Г., Трещиков В.Н., Плаксин С.О., Плоцкий А.Ю., Наний О.Е.

Перспективные DWDM системы связи со скоростью 20 Тбит/с на соединении // Фотон-экспресс. 2012. № 3.С. 34–37.

65.Ellis A.D., Zhao J., Cotter D. Approaching the Non-Linear Shannon Limit // Journal of Lightwave Technology. 2010. Feb., 15. Vol. 28, № 4.

66.Kahn J.M., Ho K.-P. Spectral Efficiency Limits and Modulation / Detection Techniques for DWDM Systems // IEEE. J. on Sel. Topics in Quantum Electron. 2004. March/April. Vol. 10, № 2. P. 259–272,

360