Эндрю Уэзеролл - Компьютерные сети. 5-е издание

Если какой-нибудь из данных каналов, например OC-3, не является мультиплексным, а переносит данные от одного источника, то к его названию добавляется латинская буква «с», означающая concatenated (объединенный). Таким образом, OC-3 означает 155,52-Мбитный канал, состоящий из трех отдельных каналов OC-1, а OC-3c означает передачу потока данных от одного источника со скоростью 155,52 Мбит/с. Три потока ОС-1 в составе потока ОС-3с разделяются одной колонкой. Первая колонка 1 отделяет поток 1, затем колонка 1 — поток 2, колонка 1 — поток 3, затем колонка 2 — поток 1 и так далее до конца кадра шириной 270 колонок и глубиной 9 строк.

Таблица 2.5.Скорости мультиплексирования SONET и SDH

SONET

SDH

Скорость передачи данных, Мбит/с

Электрические

Оптические

Оптические

Общая

SPE

Пользователя

STS-1

OC-1

51,84

50,112

49,536

STS-3

OC-3

STM-1

155,52

150,336

148,608

STS-9

OC-9

STM-3

466,56

451,008

445,824

STS-12

OC-12

STM-4

622,08

601,344

594,432

STS-48

OC-48

STM-16

2488,32

2405,376

2377,728

STS-192

ОС-192

STM-64

9953,28

9621,504

9510,912

STS-768

ОС-768

STM-256

39813,12

38486,06

38043,648

Спектральное уплотнение

В оптоволоконных каналах используется особый вариант частотного уплотнения. Он называется спектральным уплотнением( WDM, Wavelength-Division Multiplexing).

Способ реализации частотного уплотнения в оптоволоконных линиях показан на рис. 2.36. Здесь четыре кабеля подходят к одному сумматору, и по каждому из них идет сигнал со своей энергией в своем частотном диапазоне. Четыре луча объединяются и дальше распространяются по одному волокну. На противоположном конце они расщепляются разветвителем. На каждом выходном кабеле имеется короткий специальный участок внутреннего слоя, который является фильтром, пропускающим сигнал только одной длины волны. Получающиеся сигналы могут быть направлены их месту назначения или повторно объединены разными способами для дальнейшей мультиплексной передачи.

Данный метод не представляет собой ничего нового. Это просто частотное уплотнение на очень высоких частотах. Этот способ работы является просто мультиплексированием разделения частоты в очень высоких частотах, в терминах WDM оптические волоконные каналы описываются их длиной волны или «цветом», а не частотой. Поскольку каждый сигнал передается в своем частотном диапазоне, и эти диапазоны успешно разделяются, подобный вариант мультиплексирования может применяться для передачи на большие расстояния. Единственным отличием от электрического частотного уплотнения является в данном случае то, что система, использующаяся для уплотнения, то есть призма или дифракционная решетка, является абсолютно пассивным, а следовательно, чрезвычайно надежным элементом.

Рис. 2.36.Спектральное уплотнение

Причина, по которой спектральное уплотнение является популярным, в том, что один оптический кабель обычно работает на частоте не более нескольких гигагерц из-за невозможности более быстрого преобразования электрических сигналов в оптические и обратно. Однако, объединяя сигналы разных длин волн на одном кабеле, можно получить суммарную пропускную способность, линейно зависящую от числа каналов. Полоса пропускания одного волокна составляет 25 000 Гц (см. рис. 2.6), следовательно, теоретически даже при 1 бит/Гц можно разместить 2500 каналов по 10 Гбит/с (и более высокие скорости тоже возможны).

Технология WDM развивается с такой скоростью, что компьютерным технологиям остается только стыдиться перед ней своих темпов развития. Она была изобретена примерно в 1990 году. Первые коммерческие системы использовали 8 каналов по 2,5 Гбит/с на канал. К 1998 году на рынке появились уже 40-канальные системы с такой же пропускной способностью канала. В 2006 году уже были системы из 192 каналов по 10 Гбит/с и из 64 каналов по 40 Гбит/с. Такой емкости достаточно, чтобы передавать 80 полнометражных DVD-фильмов в секунду. Каналы также плотно размещены в волокне, разделенные 200, 100 или всего 50 ГГц. Эксперименты компаний, проведенные в лабораторных условиях, показали десятикратное превосходство этой технологии, но путь от лаборатории до внедрения обычно занимает несколько лет. Когда число каналов очень велико, а длины волн отличаются на очень малые величины, системы называют плотными WDM, или DWDM(Dense WDM).