Проект внедрения технологии волнового уплотнения на участке Новосибирск – Кемерово

1. Тема проекта  Проект внедрения  технологии волнового уплотнения на участке Новосибирск – Кемерово

Утверждена  приказом по университету от «____» __________2004 года.

2. Срок сдачи студентом  законченного проекта ____________________________________

3. Исходные данные к проекту (эксплуатационно-технические данные):
0. Скорость передачи по транспортным потокам – 16 Гбит/с;
0. Численность населения г. Новосибирска – 2797,7 тыс. чел;

Численность населения г. Кемерово – тыс. чел.

4.  Содержание расчетно - пояснительной записки                                         Срок

     (перечень  подлежащих разработке вопросов)                                        выполнения

     и сроки  выполнения по разделам:

4.1  Геолого-географический  очерк и анализ существующих схем организации связи. Обоснование выбора аппаратуры;

4.2  Анализ  промышленных систем WDM;

4.3  Анализ  эволюции прохождения многоволнового  оптического сигнала и определение расстояния между усилительными пунктами;

4.4  Принципы  построения аппаратуры WDM и обоснование технических требований к основным узлам;

4.5  Разработать  схему организации связи и  разместить усилительные пункты;

4.6  Разработать  мероприятия по приемке и вводу  в эксплуатацию проектируемой  линии;

4.7  Измерения и настройка  в каналах WDM;

4.8  Произвести технико-экономические  расчеты;

4.9  Рассмотреть мероприятия  по обеспечению безопасности  жизнедеятельности при строительстве  ВОЛП;

4.10 Оформление пояснительной  записки.

 5.  Определение интегрального критерия уровня готовности к информационному обществу по результатам, полученным в дипломном проекте.

6.  Перечень графического материала  (с точным указанием обязательных  чертежей).

6.1 Ситуационная схема  связи между г.Новосибирском и  г.Кемерово;

6.2 Схема организации  связи;

6.3 Схема измерений и настройки каналов;

6.4 Технико- экономические  показатели;

6.5 Основные технологии  WDM мультиплексирования.

Консультанты по проекту (с указанием  относящихся к ним разделов проекта).

По основным разделам – Горлов Н.И.                         _________________________________

По технико-экономическому обоснованию

По охране труда и технике безопасности – Горлов Н.И. ____________________________

Дата выдачи задания ___________________

Руководитель ________________  /Н.И.Горлов/

Задание принял к исполнению «_____» ____________2004г.

_______________________

(подпись студента)

Аннотация

В данном дипломном проекте рассматриваются  вопросы модернизации оптической линии  на основе технологии волнового уплотнения на участке Новосибирск – Кемерово.

При модернизации ВОЛП используется проложенное одномодовое оптическое волокно на длину волны 1,55 мкм, а также аппаратура WDM на основе технологии волнового уплотнения синхронной цифровой иерархии уровня STM – 16 со скоростью передачи 2488 Мбит/с. Описаны вопросы, связанные с измерениями и паспортизацией систем WDM. Даны краткие характеристики оптических волокон и основных узлов аппаратуры уплотнения.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Одним из основных направлений современного научно-технического прогресса является всестороннее развитие волоконно-оптических систем связи, обеспечивающих возможность доставки на значительные расстояния чрезвычайно большого объема информации с наивысшей скоростью. Уже сейчас имеются волоконно-оптические линии связи (ВОЛП) большой информационной емкости с длиной регенерационных участков более 200 км. Однако область применения волоконно-оптических систем передачи (ВОСП) не ограничивается передачей данных на большие расстояния для непосредственной связи, а имеет более широкий спектр, от бортовых систем до локальных (LAN) и глобальных (WAN), волоконно-оптических  телекоммуникационных сетей. Весьма перспективно использование волоконно-оптической техники в кабельном телевидении, т.к. она позволяет с одной стороны обеспечить высокое качество передачи изображения, а с другой стороны – существенно расширить возможности информационного обслуживания абонентов. Развитие телекоммуникационных технологий по пути многоцелевого назначения для телефонной и телеграфной связи, телевидения, передачи данных, мультимедиа приложений и т.д., как единой цифровой сети интегрированного обслуживания (ISDN), а затем появившейся технологии асинхронного режима переноса (АТМ), как связующей с транспортными сетями синхронной цифровой иерархии (SDN), вообще немыслимо без использования ВОЛП.

Одной из перспективных технологий систем передачи с использованием ВОЛП является технология WDM. Эта технология становится актуальной, когда оператор заинтересован в увеличении скорости передачи своих сетей. На междугородной сети с появлением новых услуг и технологий (мультисервисных сетей, АТМ технологий, мультимедиасвязи и т.д.) потребность в цифровых каналах растет очень быстро и уже ощущается недостаточное количество оптических волокон, используемых в сетях SDH. Кроме того, для резервирования сети необходимо создать обходные пути, что приводит к избыточности и разветвленности сети.

Чтобы получить дополнительные цифровые каналы с меньшими капитальными затратами и предлагается использовать спектральное уплотнение уже проложенных и эксплуатируемых ВОЛП. Для увеличения полосы пропускания используется технология WDM/DWDM, при которой на одном волокне получается несколько длин волн. При этом получаемые длины волн эквивалентны по пропускной способности оптическим волокнам.

Переходя к технологии WDM, владельцы сетей сразу получают систему на 16 оптических канала с планируемым увеличением в будущем до 128 каналов. При этом себестоимость каналов резко падает. Частотный интервал между каналами первоначально составляет 100 ГГц (0,8 нм), но при модернизации системы уменьшается до 50 ГГц (0,4 нм), более того, система может быть двунаправленной, например: 16 каналов передают сигнал в одном  направлении и 16 каналов –  в противоположном. 

В настоящее время в междугородных  магистральных  цифровых сетях используют скорости передачи информации 2,5 Гбит/с. Реализовав переход к системам WDM, телекоммуникационные компании получают сети со скоростями 10 Гбит/с и вполне очевидно, что с удешевлением подобного оборудования станет возможным дальнейший рост скорости передачи до 40 Гбит/с.

В дипломном проекте освещены некоторые  вопросы при модернизации существующей сети с применением аппаратуры WDM.

1 Геолого-географический очерк и анализ существующих схем организации связи.

Применение одной из самых перспективных  на сегодняшний день технологий волнового мультиплексирования обусловлено многими факторами, в том числе,- быстрым ростом объема передаваемых сообщений, трафика сети Интернет, компьютерных технологий, заставляет операторов связи искать новые пути для увеличения пропускной способности существующих сетей. Участок трассы Новосибирск – Кемерово включен в стратегически важную волоконно-оптическую линию Москва – Хабаровск ОАО «Ростелеком». В связи с развитием сети связи, для увеличения скорости передачи и объема передаваемой информации возникает требование производить модернизацию существующей сети связи.

1.1 Характеристика оконечных пунктов.

Новосибирская область расположена  в географическом центре страны, в  юго-восточной части Западной Сибири, главным образом, в междуречье  Оби и Иртыша.  Территория представляет собой плоскую равнину и только в восточной части обрамлена горами – предгорьями Салаирского кряжа.  Ее площадь составляет 178,2 тыс. кв. км. Новосибирская область заключена в пределах 75-85 градусов восточной долготы и 53-57 градусов северной широты. Протяженность с запада на восток более 600 км., с юга на север более 400 км. На юго-западе Новосибирская область граничит с Казахстаном, на западе – с Омской, на севере – с Томской, на востоке – с Кемеровской областями, на юге – с Алтайским краем.

Географическое положение области  обуславливает ее континентальный климат. Рельеф области неоднороден. Долина Оби разделяет территорию на две неравные части. Левобережная часть, составляющая около 80% территории, расположена на обширной равнине Обь-Иртышского междуречья (Васюганской равнине, Барабинской и Кулундинской низменности), где высоты колеблются от 100 до 200 м над уровнем моря и лишь на Приобском плато – 300 м. Меньшая, правобережная часть, к востоку от Оби,  представляет собой возвышенную равнину от 160 до 300 м над уровнем моря, с резко выраженными чертами эрозионного ландшафта и густой сетью речных долин, оврагов, балок, холмов и увалов. С юго-востока примыкают предгорья Салаирского кряжа с высотами до 500 м.

Недра области достаточно богаты полезными  ископаемыми. Водные ресурсы области включают многочисленные реки, около 350,  с общим объемом стока 8 куб.км. в год и озера. Все реки и озера зимой покрываются льдом, некоторые промерзают до дна. Характерным элементом ландшафта области являются озера, которых насчитывается до 3000, они занимают 3,5% территории области. Новосибирская область богата ресурсами подземных вод: пресных и маломинерализированных – пригодных для хозяйственно-питьевого водоснабжения, минеральных – для лечебных целей, термальных – для теплофикации.

Растительность области отличается разнообразием и представлена лесами, болотной и луговой типами. Площадь сельскохозяйственных угодий составляет 48% территории. Ведению сельского хозяйства благоприятствует и относительно мягкий климат. Продолжительность солнцестояния в Новосибирске немногим меньше, чем в Краснодаре. Средняя дневная температура июля +25 градусов С, на юге – до +40. Средняя температура января – 20 градусов С. Численность населения 2 797,7 тыс.чел. (2002г.).

Областной центр – Новосибирск, крупнейший промышленный, научный, культурный и административный центр Сибири с населением около 1,7 млн. человек. В 1993 году его жители отпраздновали свой первый вековой юбилей. Здесь сосредоточено 80% промышленного потенциала области, пересекаются важнейшие транспортные магистрали страны. В Новосибирске находятся центры Сибирских отделений Российской академии наук, Российской академии сельскохозяйственных наук, Российской академии медицинских наук. В городе семь театров, и не случайно изображение одного из них – Государственного академического театра оперы и балета – является своеобразной визитной карточкой, символом города.

Город занимает по численности –  четвертое место в России, по площади  территории он следует сразу за Москвой  и Санкт-Петербургом. Грандиозные  здания железнодорожного вокзала и сто- квартирного дома, Дома Ленина, городского и областного исполкомов и комплекса центральной площади, включающего в себя оперный театр, определяют архитектурный облик Новосибирска. Сохранились здания дореволюционной постройки: областного краеведческого музея и Дома офицеров, собора Александра Невского. Современные здания ТЮЗа и областного совета, ГПНТБ, цирка, Гумма «Россия» формируют архитектурную внешность города. Город делится на десять районов.

Кемерово (до 1932 - Щегловск), город, центр Кемеровской области РСФСР. Расположен на обоих берегах р. Томь, при впадении в неё р. Искитим. К. связано с Транссибирской магистралью через станцию Юрга. Пристань на р. Томь. 492 тыс. жителей в 2000. Город образован в 1918 из сёл Щеглово (основано в 1720) и Кемерово (основано в 1863). В 1907 были построены первые угольные шахты. За годы Советской власти К. превратилось в важный промышленный центр Кузбасса. Ведущие отрасли промышленности: химическая, угольная и машиностроительная. В районе города - угольные шахты и разрезы, дающие коксующиеся и энергетические угли. Важнейшие химические предприятия: Новокемеровский химкомбинат, коксохимический, азотно-туковый, пластических масс и анилинокрасочный заводы. Заводы химического машиностроения, строительных машин, электротехнический и электромоторный. Развиваются лёгкая, пищевая и промышленность стройматериалов. Город развился в советское время. Река Томь делит город на 2 части - левобережную, где размещен центр города, и правобережную.

По генеральному плану, разработанному в начале 1950-х гг. (Государственный институт проектирования городов), построены крупные общественные здания (Драматический театр, Дворец культуры, кинотеатры, стадион "Химик") и жилые районы, автодорожный мост через р. Томь, проведены благоустройство и озеленение. В 1971 разработан новый генеральный план (архитектор Л. С. Гришина и др.). В К. - институты: политехнический, педагогический, медицинский, культуры, пищевой промышленности, филиал Всесоюзного заочного финансово-экономического института; химико-технологический, химический, индустриально-педагогический, пищевой промышленности, механизации учёта, строительный, вечерний горный и др. техникумы, медицинское, музыкальное и культурно-просветительное училища. Драматический театр, театр оперетты, театр кукол, краеведческий музей.

2 Основные принципы технологии WDM

2.1 Эволюция волоконно-оптических систем и сетевых технологий

Волоконно-оптические линии связи  – это вид линий связи, при  котором информация передается по оптическим диэлектрическим волноводам, известным под названием «оптическое волокно».

Оптическое волокно в настоящее  время считается самой совершенной  физической средой для передачи информации, а также самой перспективной средой для передачи больших потоков информации на значительные расстояния.

Способность волноводов переносить информацию впервые была открыта в 60-е годы. Уже в 70-х годах с изобретением кварцевого оптического волокна с низким показателем потерь, которое имеет три окна прозрачности на 0,8 мкм, 1,3 мкм и 1,55 мкм длинах волн и показатель потерь менее 0,25 дБ/км в области 1,55 мкм стало возможна передача световых сигналов на расстоянии свыше нескольких десятков километров.

Использование регенераторов, осуществляющих преобразование электрического сигнала в оптический и обратно, позволило увеличить дальность передачи полученного оптического сигнала по каждому следующему участку ВОЛП [11].

Первые волоконно-оптические системы  передачи строились с использованием многомодовых оптических волокон, с диаметром сердцевины 50-85 мкм, совместно с лазерными источниками множественной продольной моды (MLM), называемыми лазерами Фабри-Перо. Передатчики оптических сигналов, выполненные на основе MLM, генерировали оптическое излучение в диапазоне длин волн 0,8 и 1,3 мкм с достаточно широким спектром, единицы-десятки нм. Энергия импульса передается посредством ряда волн, которые, распространяясь вдоль волокна, проходят неравный путь, приводящий к разным скоростям распространения. И как следствие, импульсы на выходе становятся нечеткими и размытыми. Эта нечеткость называется дисперсией, а в многомодовом волокне – модовая дисперсия. Для уменьшения ее влияния в первых системах применялись регенераторы, которые восстанавливали сигнал каждые несколько километров.

Следующим этапом в развитии волоконно-оптических систем стало устранение модовой дисперсии. Для этого было использовано одномодовое  волокно с MLM лазерами в диапазоне длины волны 1,3 мкм. В отличие от многомодового волокна оно передает всю энергию светового сигнала посредством одной моды, что эффективно устраняет модовую дисперсию и обеспечивает значительное увеличение не только скорости передачи, но и допустимого расстояния между регенераторами. В конце 80-х годов стали применять системы с длиной волны 1,55 мкм, которые позволили увеличить расстояния между регенераторами, ранее определяемые потерями в волокне. По сравнению с длиной волны 1,3 мкм, длина волны 1,55 мкм позволила уменьшить потери. Но на этом этапе появился другой отрицательный фактор – хроматическая дисперсия, которая, в свою очередь, стала ограничивать увеличение битовой скорости. В одномодовом  волокне различные составляющие частотного спектра импульса распространяются с различной  скоростью, что приводит к нечеткости импульса на выходе. Волокно, практически не имеющее хроматической дисперсии в диапазоне 1,3 мкм и имеющее значительное влияние в диапазоне 1,55 мкм, носит название стандартного одномодового волокна. Такое проявление хроматической дисперсии вызвало необходимость разработки волокна со смещенной дисперсией.  Из необходимости обеспечения нулевого значения хроматической дисперсии в окне длин волн 1,55 мкм, такое волокно было специально разработано. Но существующая к тому времени огромная база установленных стандартов одномодовых кабелей, для которых это решение не было эффективным. Поэтому нашли другой способ преодоления хроматической дисперсии – уменьшении спектра передаваемого импульса до размеров, близких к полосе пропускания частоты модуляции. Это было реализовано за счет MLM лазеров, которые, как уже говорилось, излучают в достаточно широком спектре, составляющем несколько нм. Так появились лазеры с распределенной обратной связью (DFB) с одной продольной модой (SLM). Эти лазеры имеют узкую ширину спектра и позволяют достичь скорости более 1 Гбит/с [11].

Дальнейшее развитие ВОСП связано с появлением в конце 80-х – начале 90-х годов оптических усилителей, легированных эрбием (EDFA). Оптические усилители, будучи прозрачными по отношению к скорости передачи и видам модуляции, позволяют проводить эффективное усовершенствование системы путем замены только оконечного оборудования. Были разработаны новые системы, в которых была произведена замена регенераторов на EDFA. За счет этого была существенно снижена их стоимость. Еще одно существенное преимущество оптических усилителей заключается в способности одновременно усиливать сигналы различных длин волн. Это дает возможность увеличения емкости и скорости передачи за счет мультиплексирования по длине волны (WDM).  Мультиплексирование WDM заключается в использовании более одной длины волны. Данная технология является более экономичной, по сравнению с прокладкой нового кабеля и установкой для каждоговолокна регенераторов или усилителей. В настоящее время WDM-системы на 8 – 32 длины волны уже введены в эксплуатацию. Каждая из этих систем переносит график со скоростью 2,5 Гбит/с.

Успехи в создании систем передачи с WDM и DWDM привели в настоящее время к разработке концепции полностью оптических сетей, которые способны обеспечить гигантскую полосу пропускания. Предполагается, что оптические сети пройдут три основных этапа развития архитектур:

- точка-точка и линейная цепь;

- одиночное четырехволоконное  кольцо;

- множественные кольца и ячейки.

Эти сети прозрачны для любых  видов графика (SDH, PDH, ATM и других), так как каждой нагрузке можно предоставить свой, независимый от других, оптический тракт, образованный оптической несущей.

2.2 Многомодовые системы передачи

Увеличение объема передаваемых данных постепенно привело к исчерпанию пропускной способности существующего оптического волокна. Со всей остротой встал вопрос об ее увеличении, который можно решить тремя способами: проложить новый кабель, перейти к более производительной аппаратуре временного мультиплексирования или применить WDM. Поскольку прокладка кабеля является очень дорогостоящей, а в некоторых случаях вообще невозможной, недостатки этого варианта очевидны. Недостаток второго варианта, весьма существенно ограничивающий его применение, заключается в росте сложности оборудования для модуляции и мультиплексирования при увеличении скоростей передачи данных. Дальнейшее увеличение полосы пропускания смогла обеспечить технология волнового мультиплексирования WDM [6].

Системы WDM основаны на способности оптического волокна одновременно передавать свет различных длинных волн без взаимной интерференции. Каждая длина волны представляет собой отдельный оптический канал в волокне.

Оптическое мультиплексирование  с разделением по длинам волн (называемое также волновым, или спектральным мультиплексированием) – МРДВ (WDM) - сравнительно новая технология оптического (или спектрального) уплотнения. WDM, как технология, стала активно разрабатываться с начала 70-х годов. Первые устройства были рассчитаны на использование в популярном в то время 1 окне (700-850 нм) с ориентацией на многомодовое ОВ, предназначались для объединения 2-4 каналов и базировались на макро и микро оптике. Затем, в силу общей тенденции, произошло смещение акцентов в сторону 2 и 3 окон и в пользу одномодового ОВ.

Время широкого признания WDM как конкурентной технологии фактически пришло пять лет назад, когда появились первые полудуплексные четырехканальные системы. Их быстрому внедрению мешала высокая стоимость оборудования WDM и быстрый прогресс в области создания массовых и дешевых мультиплексоров SDH/SONET. Однако последние три года эта технология резко увеличила свое распространение на сетях операторов дальней связи.Сейчас промышленные системы WDM позволяют объединять до 128-160 каналов, а та же Bell Labs, сообщила в начале 2000 г. об удачных экспериментах по мультиплексированию 1024 каналов в одном волокне. Однако подобные системы (128-160 каналов и более) разных производителей несовместны, а их стоимость остается по-прежнему высокой. Наиболее привлекательными являются системы с числом каналов соответстующих канальным планам [11].

Эра WDM, как указывалось выше, практически началось с объединения двух несущих 1310 и 1550 нм, что позволило удвоить емкость системы, и было оправдано всей историей развития ВОЛП. Многие стандартные системы SDH предлагают это сейчас, как один из вариантов исполнения. Ряд исследователей называет такие системы широкополосными WDM  (разнос по длине волны составляет 240 нм) в противовес узкополосным WDM(разнос у них на порядок ниже – 24-12 нм, что давало возможность разместить в окне 1550 нм 4 канала).

Основными параметрами систем WDM помимо числа организуемых каналов, их иногда называют так же «виртуальными каналами», являются [22]:

Топология. В порядке возрастания  сложности в WDM-системах могут быть реализованы следующие топологии:

- «точка-точка без возможности ввода/вывода каналов;

- «линейная цепь» с возможностью  ввода/вывода каналов;

- «точка-много точек», реализуемые  с помощью концентратора;

- «кольцо» одинарное без защиты;

- «двойное кольцо» с защитой;

- «ячеистая  сеть» с возможностью динамической маршрутизации.

Секция. Это  участок пути, перекрываемый в  результате компенсации потерь от затухания сигнала за счет запаса по усилению (бюджета секции) или работы оптических усилителей. Секции могут быть короткими (50-90 км, как правило, они не содержат оптических усилителей), средними (80-150 км, обычно содержат бустеры и предварительные усилители) и длинными (500-700 км, состоят из нескольких участков перекрытия и, как правило, содержат усилитель мощности – бустер, несколько линейных усилителей и предварительный усилитель). Секции ограничены терминальными мультиплексорами.

Дистанция. Максимальное расстояние, на которое могут быть переданы данные. Она определяется числом секций и  длиной одной секции, а также возможным наличием регенераторов. С учетом того, что секции зачастую содержат оптические усилители разных типов, дистанция, перекрываемая одной секцией, может иметь длину 500-700 км. Секции могут стыковаться без использования регенераторов – путем соединения терминальных мультиплексоров (back-to-back). Регенераторы применяются для восстановления оригинальной формы сигнала после прохождения им секционного блока.

Скорость входных данных и тип  поддерживаемых логических интерфейсов. Указаны границы диапазона скоростей, которые определяются, в частности, наличием поддержки того или иного логического интерфейса (или формата данных) для взаимодействия с сетями разных типов.

Управление. Характеризует возможность  управления системой в целом, включая  управление SDH/SONET – мультиплексорами и оборудованием сети, с которой стыкуется аппаратура WDM. В этом смысле управление разбивается на традиционное для систем SDH/SONET полноценное управление на основе TMN с помощью интерфейсов Q и F и на супервизорное управление с использованием агента SNMP. Возможно также применение специально разработанной системы управления сетью WDM, включающей в себя систему мониторинга волоконно-оптических каналов.

Канал управления. Имеется в виду оптический канал супервизорного управления (Optical Supervision Channel, OSC). Этот канал образуется на дополнительной оптической несущей, которая лежит за пределами фактически используемой полосы. В то же время он может принадлежать полосе, занимаемой стандартизированными каналами планом, либо соответствовать некоторым стандартным (но не применяемым для основной полосы) несущим или частотам накачки лазеров в оптических усилителях (1310, 1480, 1510, 1532 и 1625 нм).

Тип системы. Дуплексные, или двунаправленные, системы (D) – используют две оптические несущие на канал, а полудуплексные (S) – одну несущую. Многие производители сообщают число каналов без указания типа системы, тогда считается, что она может работать как полудуплексная с n каналами или как дуплексная с n/2 каналами.

Код. Как правило, широко используются два типа линейного кодирования – Non-Return-to-Zero (NRZ) и Return-to-Zero (RZ). Первый обеспечивает большую плотность эквивалентных бит на секундный интервал и предпочтительнее в SDH – системах верхних уровней иерархии. Второй широко применяется в DWDM – системах в силу специфики работы модуляторов.

Число каналов ввода/вывода. Реализовать  ввод/вывод трибов (электрических или оптических), участвующих в схеме первичного электрического или оптического SDN-мультиплексирования, в оптический канал, представленный отдельной оптической несущей, или из него в схему вторичного оптического WDM-мультиплексирования достаточно сложно (особенно для оптических трибов). Поэтому в ряде WDM-систем эта операция вообще не реализована (обеспечивается лишь работа в режиме «точка-точка») либо ограничено число каналов, для которых она разрешена (например, 4 из 16, 8 из 40, 12 из 64). Мало того, число каналов вообще может быть ограничено снизу на уровне виртуального контейнера VC-4.

Другим важным параметром является допуск. Он указывает, какую максимальную дисперсию, накопленную на длине одной секции, способна преодолеть WDM-система без потери качества сигнала, определяемого уровнем ошибок (BER). Эта величина используется для проверки способности системы (секции) перекрывать определенную дисперсию. Зная конкретный тип волокна и соответствующее ему значение дисперсионного параметра D, определяемого для граничной длины волны в занимаемой полосе, можно подсчитать фактически накопленную дисперсию путем умножения D на длину секции. Если фактический допуск меньше предельного, система работоспособна при использовании данного волокна, если нет – требуется использовать другое волокно, уменьшить длину секции, либо (когда последнее нежелательно или невозможно) применить компенсаторы дисперсии [11].

2.3 Канальные планы систем уплотнения WDM.

Самым важным параметром в технологии волнового мультиплексирования является расстояние между соседними каналами. Сегодня не существует стандартизации пространственного расположения каналов, работы по стандартизации начаты, на ее основе можно будет начинать проведение тестов на взаимную совместимость оборудования разных производителей. Сектор по стандартизации телекоммуникаций Международного союза по электросвязи ITU-T утвердил частотный план WDM с расстоянием между соседними каналами 100 ГГц (Δλ≈0,8 нм), таблица 2.1. Большие дебаты идут вокруг принятия частотного плана с еще меньшим расстоянием между каналами 50 ГГц (Δλ≈нм). Без понимания того, какие преимущества имеет каждый частотный план, операторы связи и организации, планирующие наращивание пропускной сети, могут столкнуться со значительными трудностями и излишними инвестициями [11].

Сетка 100 ГГц. В таблице 2.1 показаны сетки частотного плана 110 ГГц с  различной степенью разреженности каналов. Все сетки, кроме одной – 500/400, имеют равноудаленные каналы. Равномерное распределение каналов позволяет оптимизировать работу волновых конверторов, перестраиваемых лазеров и других устройств полностью оптической сети, позволяет легче выполнять ее наращивание. 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 канал – 2,4 Гбит/с (STM-16) или 10 Гбит/с (STM-64), влияния нелинейных эффектов, причем все эти факторы сильно взаимосвязаны между собой.

EDFA на кремниевом волокне имеют недостаток - большую вариацию коэффициента усиления в области ниже 1540 нм, это приводит к более низким значения соотношения сигнал/шум и нелинейности усиления в этой области. Нежелательны сильно низкие и сильно высокие значения коэффициента усиления. С ростом полосы пропускания минимальное допустимое по стандарту соотношение сигнал/шум возрастает - так для канала STM-64 окно на 4-7 дБ выше, чем для STM-16. Таким образом, нелинейность коэффициента усиления кремниевого EDFA сильней ограничивает размер зоны для мультиплексных каналов STM-64 (1540-1560 нм), нежели чем для каналов STM-16 и меньшей емкости (где можно использовать практически всю зону усиления кремниевого EDFA, несмотря на нелинейность).