Разнесение каналов по частоте и стандартизация DWDM.

Самым важным параметром в технологии плотного волнового мультиплексирования бесспорно является расстояние между соседними каналами. Стандартизация пространственного (по длине волны или частоте) расположения каналов нужна, уже хотя бы потому, что на ее основе можно проводить тесты на взаимную совместимость оборудования разных производителей. МСЭ-Т утвердил частотный план DWDM с расстоянием между соседними каналами 100ГГц (0,8 нм) и 50 ГГц (0,4 нм). Без понимания того, какие ограничения и преимущества имеет каждый частотный план, операторы связи и организации, планирующие наращивание пропускной способности сети, могут столкнуться со значительными трудностями и излишними инвестициями.

Сетка 100 ГГц. В табл. 1.2 приведены сетки частотного плана 100 ГГц с различной степенью разреженности каналов. Все сетки, кроме одной 500/400, имеют равноудаленные каналы. Равномерное распределение каналов позволяет оптимимзировать работу волновых конверторов, перестраиваемых лазеров и других устройств оптической сети, а также позволяет легче ее наращивать. Реализация той или иной сетки частотного плана во многом зависит от трех основных факторов: типа используемых оптических усилителей (кремниевого или фтор-цирконатного); скорости передачи на волновой канал – 2,4 Гбит/с (СТМ-16) или 10Гбит/с (СТМ-64); влияния нелинейных эффектов, причем все эти факторы сильно взаимосвязаны между собой.

Стандартные усилители EDFA на кремниевом волокне имеют один недостаток – большую неравномерность коэффициента усиления в области ниже 1540 нм, что приводит к более низким значениям соотношения сигнал/шум и нелинейным искажениям в этой области. Одинаково нежелательны как сильно низкие, так и сильно высокие значения коэффициента усиления. С ростом полосы пропускания минимально допустимое соотношение сигнал/шум возрастает – так, для канала СТМ-64 оно на 4-7 дБ выше, чем для СТМ-16. Таким образом, неравномерность коэффициента усиления кремниевого усилителя EDFA в большей степени ограничивает размер волновой зоны для мультиплексных каналов СТМ-64 (1540-1560 нм), чем для каналов СТМ-16 и меньшей емкости, где можно использовать практически всю зону усиления кремниевого EDFA, несмотря на неравномерность характеристики усиления.

Сетка 50 ГГц. Более плотный план сетки с интервалом 50 ГГц позволяет эффективней использовать зону 1540-1560 нм, в которой работают стандартные кремниевые оптические усилители. Наряду с этим преимуществом у этой сетки есть и недостатки. Во-первых, с уменьшением межканальных интервалов возрастает влияние эффекта четырех волнового смешивания, что начинает ограничивать максимальную длину межрегенерационной линии. Во-вторых, малое межканальное расстояние 0,4 нм может приводить к ограничениям в возможности мультиплексирования каналов STM-64 (рис. 8.13). Как видно из рисунка, мультиплексирование каналов STM-64 с интервалом 50 ГГц не допустимо, поскольку возникает перекрытие спектров соседних волновых каналов. Перекрытие спектров не возникает только, если имеет место меньшая скорость передачи на канал (STM-16 и ниже). В-третьих, при интервале 50 ГГц требования к перестраиваемым лазерам, мультиплексорам и другим компонентам становятся более жесткими, что ведет к увеличению стоимости оборудования.

Табл. 1.2

СТМ-64 при интервале 100 ГГц СТМ-16 при интервале 100 ГГц

СТМ-64 при интервале 50 ГГц СТМ-16 при интервале 50 ГГц

Перекрытие

Рис. 1.33. Перекрытие спектров соседних волновых каналов.

В настоящее время ведется освоение надежных фтор-цирконатных усилителей EDFA, обеспечивающих большую равномерность во всей области 1530-1560 нм коэффициента усиления. С увеличением рабочей области усилителей EDFA становится возможным мультиплексирование 40 волновых каналов STM-64 с интервалом 100 ГГц общей емкостью 400 ГГц в расчете на пару волокон.