Технологии оптического уплотнения xWDM

Федеральное агентство связи

ФГОБУ ВПО «Сибирский государственный

университет телекоммуникаций и информатики 

Уральский технический институт связи и информатики (филиал)

Кафедра «Автоматическая электрическая связь»

Реферат

«ТЕХНОЛОГИИ ОПТИЧЕСКОГО УПЛОТНЕНИЯ xWDM»

                                                                      Выполнил: Цайхнер Д.А.

             Гр. СЕ-91

                                                                                 Руководитель: Букрина Е.В.

Екатеринбург 2013

Оглавление

Введение 3

Технологии xWDM 3

Транспондеры и Трансиверы 7

Пассивные мультиплексоры 10

Оптические усилители и компенсаторы дисперсии 11

EDFA-усилители - общие принципы 12

Библиография 17

Введение

В прошлом осталось время, когда  емкость волоконно-оптических кабелей  казалась избыточной. Сегодня в очень  многих проложенных волоконно-оптических кабелях задействованы все волокна, и остро стоит проблема увеличения их канальной емкости. Единственное возможное решение – применение технологии спектрального уплотнения (DWDM/CWDM), которая становится обыденной  не только на магистральных линиях, но и в сетях абонентского доступа.

Ни для кого не секрет, что все новое в телекоммуникационном мире быстро становится повседневностью. Вот и технологии оптического  уплотнения xWDM стали привычными для  комплексного решения задач любой  степени сложности. Действительно, в настоящее время актуально  готовое законченное решение  для CWDM/DWDM-систем уплотнения, усиления, преобразования оптического сигнала  с полноценной системой управления для них.

Технологии xWDM

Напомним, в технологии DWDM для каждого канала служит своя частотная  полоса, с разносом центральных несущих (сеткой частот) от 100 до 12,5 ГГц (по длине  волны от 0,8 до 0,1 нм) в так называемом третьем окне прозрачности (диапазоны 1530–1565 нм (С- диапазон) и 1570–1625 (L-диапазон)). При этом, в одном оптическом волокне (ОВ) возможно передавать от 40 до 360 каналов в С-диапазоне и до 560 – в L-диапазоне, в зависимости от шага сетки частот, со скоростями до 10 и 40 Гбит/с (в перспективе – до 100 Гбит/с). Реальное коммерчески доступное оборудование сегодня поддерживает до 80 каналов и более. Очевидно, что столь малый шаг между центральными несущими, требует чрезвычайно прецизионных лазерных источников и оптических фильтров, поэтому DWDM-оборудование относительно дорого. Однако достоинства этой технологии сделали ее фактически безальтернативной на современных магистральных телекоммуникационных сетях. Для сетей, не требующих столь высокой канальной емкости, была создана технология спектрального уплотнения с "грубой" сеткой частот – CWDM. Она подразумевает использование до 18 каналов с шагом несущих 20 нм в диапазоне 1271–1611 нм (до 8 каналов в ОВ из-за сильного затухания на более высоко - частотном краю диапазона в зоне "водяного пика").

Очевидно, что для ее реализации пригодны прецизионные источники, что  существенно удешевляет систему  в целом.

Для технологий xWDM сегодня предлагается широкая гамма  активного и пассивного оборудования, позволяющего создавать чрезвычайно  гибкие сетевые архитектуры, как  по техническим возможностям, так и функциональному назначению:

• трансиверы;

• транспондеры;

• пассивные оптические мультиплексоры/демультиплексоры, включая модули ввода/вывода отдельных несущих (OADM - Optical Add-Drop Multiplexer);

• модули компенсации дисперсии;

• оптические усилители.

На основе этого  можно создать разнообразные  сетевые архитектуры (рис. 1), причем возможны комбинации оборудования DWDM и CWDM ,позволяющие в рамках существующей CWDM-сети передавать большее число  каналов (рис. 2). Разумеется, такой подход требует учета особенностей амплитудно-частотной  характеристики ОВ, но вполне приемлем.

Причины использования в основе мультисервисной сети CWDM или DWDM:

• Необходимость передачи сигнала 10 Gigabit Ethernet на большие расстояния (порядка 100 и более км.), так как дальность современных широкополосных XFP трансиверов ограничена из-за хроматической дисперсии.
• Применение xWDM позволяет использовать функции быстрого восстановления на уровне оптической, а не пакетной IP/Ethernet сети.
• Возможность реализации произвольной топологии мультисервисной сети поверх xWDM. Например, организация топологии звезда между Ethernet коммутаторами поверх xWDM кольца.

xWDM — просота и скорость наращивания емкости сети в будущем. Трафик в современных сетях растет очень быстрыми темпами. Отсюда возможность быстрого увеличения пропускной способности сети должна закладываться в ее проект. xWDM позволяет этого достичь.

Рис. 1 Топологии оптических сетей

Одними из наиболее дорогостоящих  элементов xWDM-сетей являются транспондеры - устройства, которые принимают  оптический сигнал (например, STM-поток) на одной длине волны, преобразуют  его в электрический, а затем  на заданной длине волны вновь  формируют оптический сигнал. Такие  устройства используются для полной регенерации сигнала в транспортных сетях, а также в качестве интерфейсных конвертеров для интеграции xWDM-сетей  с сетями на основе других технологий, например, SDH.

Рис. 2 Интеграция DWDM- и CWDM-систем

Одно из решений проблемы – применение так называемых "цветных" абонентских окончаний, когда в SDH-оборудовании используются источники с фиксированной длиной волны, соответствующей сетке частот DWDM (CWDM). В этом случае STM-потоки представляют собой сигнал на определенной стандартной длине волны, и для его передачи посредством WDM-сети достаточно пассивных мультиплексоров. В целом, сети xWDM обеспечивают оператору чрезвычайно гибкие возможности по доставке трафика, а также по модернизации существующих сетей. Например, необходимо модернизировать существующую SDH-сеть с уровня STM-4 до STM-16 (рис.3).

Рис.3. Пример перехода от STM-4 к STM-16

Полностью менять всю инфраструктуру сети – это достаточно дорогое  удовольствие. Кроме того, модернизированная таким образом сеть сможет предоставлять только SDH-сервисы. Другой подход заключается в установке на существующей сети оборудования спектрального уплотнения xWDM (рис.4). В этом случае может потребоваться обновление только отдельных узлов SDH. Но сеть становится универсальной, позволяющей передавать самые разные виды трафика, как синхронного, так и асинхронного (рис.5).

Рис.4. Модернизация SDH-сети на основе хWDM

Транспондеры  и Трансиверы

В качестве интерфейсного  элемента в сетях xWDM используются транспондеры, преобразующие входящие оптические и электрические потоки данных в модулированные xWDM-несущие. В частности, для скоростей, не превышающих STM-16 (2,5 Гбит/с), в линейку FlexGain-WDM входит 8-канальный транспондер - медиаконвертер с управлением FG-CWDM-8-TP-M (рис.6). Изделие имеет восемь идентичных каналов, каждый из которых выполнен на базе SFP-модулей. Выбирая нужные интерфейсные трансиверные модули в SFP-формате, можно гибко конфигурировать транспондер для работы на различных длинах волн и дальностях трассы. Для организации двунаправленных каналов предусмотрены трансиверные WDM-модули для работы как по одному волокну на разных длинах волн (прием и передача), так и для работы на двух ОВ. Последние могут поставляться в исполнении CWDM. Добавляя интерфейсные Ethernet-модули 1000BASE-T, можно использовать транспондер как обычный многоканальный медиаконвертер. В целом, транспондер позволяет преобразовывать широкополосный оптический сигнал в CWDM-сигнал, а также сигнал с одной длины волны в другую; переходить от многомодового ОВ к одномодовому, преобразовывать электрический сигнал в оптический. Он поддерживает скорости передачи информации в канале от 125 до 2400 Мбит/с, что позволяет работать с широким спектром оборудования: от Fast Ethernet и STM-1 до Gigabit Ethernet и STM-16. Скорость работы каждого из каналов не зависит от остальных и настраивается автоматически. Каждый из каналов медиаконвертера состоит из двух SFP-сокетов, в которые устанавливаются соответствующие SFP-трансиверы, схемы восстановления сигнала типа 2R (восстановление амплитуды и формы импульсов), источника питания и схемы трансляции сигнала аварии LLCF. Сокеты A и B равнозначны между собой. Сигнал, принятый трансивером в сокете A, передается на выход трансивера в сокете B, и наоборот. Система питания изделия состоит из 2–4 (в зависимости от комплектации) вторичных источников питания, рассчитанных на напряжение 220 В переменного тока или 48 В постоянного, которые работают в режиме горячего резервирования, что обеспечивает изделию высокий уровень надежности.

Рис.5. Спектральное уплотнение разнородных транспортных потоков

Управление устройством возможно как по протоколу HTTP (web-интерфейс), так и по SNMP. Для работы с потоками со скоростями 10 Гбит/с (STM-64) служат транспондерные платы FG-WDM-SINGLELINE XFP. Этот экономичный конвертер содержит два порта интерфейсных XFP-модулей. В порты включаются XFP-трансиверы на различные длины волн (850; 1310, 1550 нм, с сетками CWDM/DWDM и др.). Поддержка того или иного вида транспортного протокола (10Gb Ethernet, STM-64 и др.) задается отдельно. Транспондер с соответствующими трансиверными модулями позволяет работать на расстоянии до 80 км. Как интеллектуальный ретранслятор, FG-WDM-SINGLELINE преобразует прозрачный канал передачи данных в соответствующую длину волны CWDM/DWDM. В устройстве можно задать или отключить опцию упреждающей коррекции ошибок (FEC). Особо отметим встроенную функцию полного восстановления сигнала 3R (восстановление амплитуды, формы и синхронизации сигналов), что позволит использовать FG-WDM SINGLELINE в качестве ретранслятора. Причем функция восстановления синхронизации опциональна, что отражается на стоимости устройства и позволяет пользователям оптимизировать бюджеты своих проектов. В качестве XFP-трансиверов в линейку FlexGainWDM входит гамма устройств различных оптических диапазонов (850 и 1550 нм и др.) Например, серийный трансивер FG-WDM-XFP-1550-80 может работать с переменной скоростью в диапазоне 9,953–11,096 Гбит/с и поддерживать длины волн DWDM ITU-T C-диапазона с шагом сетки несущих 100 ГГц. По стандартному одномодовому ОВ (1,6 пс/нм) максимальная дальность передачи составляет 80 км. Конструктивно данный XFP-модуль – это полностью интегрированный оптический трансивер, в состав которого входят лазер на заданную длину волны с модулятором, лавинный фотодиод, предусилитель, а также интегральная схема обработки, включая преобразователь сигналов электрического интерфейса с усилителем. Трансивер имеет стабилизатор частоты излучения лазера для поддержки точной длины волны несущей в течение всего срока эксплуатации. Напряжение питания составляет 5 В, общая потребляемая мощность – менее 4 Вт. Для модулей типа FG-WDM-SINGLELINE в линейку FlexGain-WDM входит специальное шасси – 19-дюймовый каркас FG-WDM-CARRIER в двух вариантах: на 17 слотов (высотой 4,5U) и на четыре слота (1U) (рис.7). Шасси можно оснастить модулем системы управления NMS, что позволяет дистанционно контролировать оборудование посредством протоколов SNMP, HTTP или Telnet.

Рис.6.  8-канальный транспондер - медиаконвертер с управлением FG-CWDM-8-TP-M

Рис.7. Шасси FG-WDM-CARRIER а – на 17 модулей (4,5U), б – на 4 модуля (1U), в – системе охлаждения

В целом, шасси FG-WDM-CARRIER высотой 4,5U – одно из наиболее универсальных, адаптивных шасси в 19-дюймовом формате из представленных на телекоммуникационном рынке. Помимо упомянутых модулей в шасси можно устанавливать все виды ретрансляторов на скорости 2,5 или 10 Гбит/с, блоки WDM и модули TDM. Источники питания (220 В переменного тока, 24 и 48 В постоянного тока) могут использоваться как в режиме резервирования, так и в смешанном режиме. Интеллектуальная резервная система охлаждения позволяет определить источник тепла, продлевает время работы охлаждающего модуля, таким образом обеспечивая стабильность работы всей платформы. Сама конструкция системы охлаждения позволяет устанавливать в стойке другие 19-дюймовые блоки непосредственно над или под шасси FG-WDM-CARRIER.

Рис.8. Включение пассивного терминального мультиплексора

Рис.9. Включение OADM

Пассивные мультиплексоры

Следующий за транспондером элемент xWDM-сети – пассивный мультиплексор (рис.8). В линейку FlexGain-WDM входит широкий набор такого рода устройств, с сетками частот CWDM и DWDM, на различное число входных каналов – от 4 до 40. Например, пассивный мультиплексор FG-WDM-DWDM 2U поддерживает 40 каналов в диапазоне 1530,33–1561,42 нм с шагом 0,8 нм. Потери по затуханию (мультиплексор + демультиплексор) не превышают 7,8 дБ. Такие мультиплексоры/демультиплексоры используются в приложениях «точка-точка» совместно с недорогими активными или пассивными системами спектрального уплотнения (DWDM). Подобная система позволяет передавать до 40 приложений по одной паре ОВ без каких-либо дополнительных устройств. Более того, если мультиплексор используется для спектрального уплотнения "окрашенных" STM-каналов, то для таких потоков потребность в трансиверных модулях на входе мультиплексора отпадает, что существенно упрощает систему. Помимо описанных терминальных мультиплексоров в сетях xWDM используются так называемые оптические мультиплексоры ввода-вывода OADM. В частности, двухканальный CWDM-модуль FG-OADM предназначен для добавления-выделения необходимой длины волны из общего потока CWDM, передаваемого по двум ОВ (рис.9). FG-OADM поддерживает скорость передачи от 2 Мбит/с до 10 Гбит/с. Он выполнен в виде пластикового бокса, пригодного для установки в оптические муфты, с оптическими портами типа LC и другими разъемами. Имеется и исполнение в 19-дюймовом корпусе для монтажа в стойку.

Оптические  усилители и компенсаторы дисперсии

Как и любой другой, оптический сигнал подвержен затуханию. При передаче на расстояния в свыше 80 км (в зависимости от мощности выходного сигнала, типа оборудования и ОВ) его нужно усиливать. Для этого служит гамма оптических усилителей на основе легированных эрбием оптических волокон (EDFA) (см. табл.). Помимо информационных несущих, усилители работают с внеполосовым контрольным каналом OSC (1510 нм), c низкой скоростью передачи данных (до 2 Мбит/с). Отметим, что помимо относительно недорогих оптических EDFA-усилителей в линейку входят и оптические усилители на основе эффекта Рамана. Они обладают большими шириной полосы пропускания и мощностью, позволяют работать на расстояниях до 200 км, но и стоят дороже. Для увеличения дальности передачи служат и модули компенсации хроматической дисперсии, предназначенные для линий длиной от 20 до 200 км. Устройство работает с шагом сетки частот 100 ГГц на скоростях 10 и 40 Гбит/с. Вносимые потери, в зависимости от типа, составляют от 3 до 5 дБ. Отметим, что оптическое усиление и компенсация хроматической дисперсии, эффективны лишь в определенных пределах. Усилитель не способен сохранить исходное отношение сигнал-шум, оно неизбежно падает. Из-за хроматической дисперсии, дисперсии поляризованных мод импульсы сигнала расширяются, теряя исходную форму. При превышении определенного порога суммарной мощности сигнала в ОВ начинают проявляться различные нелинейные эффекты, также приводящие к снижению отношения сигнал-шум и к потере формы сигнала. Поэтому при передаче на дальние расстояния через определенные промежутки сигнал необходимо регенерировать – преобразовывать его в электрическую форму, а затем заново формировать оптический сигнал. При этом можно восстанавливать не только форму исходного потока битов, но и синхронизацию всего потока. Очевидный способ построения такого рода регенераторов – последовательное включение "спиной к спине" двух транспондеров и двух пассивных мультиплексоров (рис.10), что легко реализуется посредством рассмотренного оборудования.

Рис.10. Линия с регенераторами оптического сигнала и отводами

EDFA-усилители - общие  принципы

Чаще всего в качестве активной среды ОУ применяются легированные отрезки оптических волокон. В таком  волокне сигналы определенных длин волн могут усиливаться за счет энергии  внешнего излучения накачки. Для  легирования волокна используются редкоземельные элементы. Так, неодим (Nd) и празеодим (Pr) применяются в  ОУ, работающем в диапазоне 1300 нм, для  диапазона 1550 нм - эрбий (Er), в диапазоне 1470 - 1650 нм используется еще один редкоземельный элемент - туллий (Tu).

Наибольшее распространение  получили ОУ на волокне, легированном эрбием - EDFA (Erbium Doped Fiber Amplifier). В основном это связанно с развитием технологии плотного оптического мультиплексирования (DWDM). Именно благодаря появлению  усилителей с таким сочетанием качеств, как у EDFA, линии связи и сети на основе систем DWDM стали экономически привлекательными.

Действительно, чтобы восстановить уровень оптического сигнала, обычные  электронные регенераторы преобразуют  входной оптический сигнал в электрический  с последующим усилением и  коррекцией формы, а далее снова  преобразуют его в оптический. Если учесть, что в технологии DWDM используются до нескольких десятков каналов на различных длинах волн в пределах окна прозрачности, то регенератор  становится наиболее сложной и дорогостоящей  частью системы.

В отличие от них, усилители EDFA не распознают и не преобразовывают  сигнал, а просто увеличивают его  мощность, сразу во всей рабочей  полосе - примерно от 1525 до 1565 нм. Поэтому  в отличие от регенераторов они  практически не зависят от протокола  и скорости передачи. Рабочий диапазон EDFA шириной порядка 40 нм соответствует  окну прозрачности кварцевого волокна. В эти 40 нм умещается несколько  десятков каналов DWDM.

Поскольку усилители EDFA независимы от сетевого протокола, их можно подключать к различному оборудованию, не опасаясь взаимных помех. Сети с усилителями EDFA обладают рядом достоинств. Например, их пропускную способность можно  наращивать постепенно, добавляя новые  каналы по мере роста потребности. Применение оптических усилителей EDFA позволяет  создавать полностью оптические сети, в которых обработка сигнала  электронными устройствами происходит только в начальной и конечной точках сети.

Разумеется, применение EDFA - далеко не панацея от всех проблем. Ведь усилитель без функции регенерации  повышает суммарную мощность входного сигнала, включая аддитивные шумы, в  результате падает отношение сигнал/шум. Не компенсирует он и воздействие различных нелинейных эффектов, включая дисперсию различной природы (если, конечно, не оснащен встроенными компенсаторами дисперсии). Поэтому, несмотря на определенную простоту использования ОУ, необходимо тщательно учитывать их параметры и некоторые особенности применения. В первую очередь, уменьшение отношения сигнал/шум на выходе ОУ приводит к уменьшению пороговой чувствительности оконечного приемного устройства. Причем это соотношение тем меньше, чем большее количество ОУ использовано при создании конкретной линии связи.

По этой причине в сетях, использующих технологию SDH, на участках большой протяженности предпочтительнее использовать обычные электрооптические  регенераторы с восстановлением  формы транслируемых оптических сигналов. К недостаткам применения ОУ в системах DWDM необходимо также  отнести неравномерность АВХ. Компенсация  этой неравномерности приводит к  снижению выходной мощности и, следовательно, к уменьшению длины ВОЛС.

Помимо аналогичных электронным  усилителям характеристик, таких как  коэффициент усиления, коэффициент  шума, динамический диапазон, амплитудно-волновая характеристика, у ОУ есть свои уникальные параметры. Основные из них - это мощность насыщения, коэффициент усиления среды, усиленное спонтанное излучение  и чувствительность к поляризации  входного оптического сигнала.

Как и в электронных  усилителях, коэффициент усиления ОУ зависит от уровня входного сигнала. До некоторого (малого) значения входного сигнала усиление практически постоянно. Далее оно начинает экспоненциально  падать с ростом уровня входной мощности. Этот пологий участок характеристики является областью насыщения ОУ и  объясняется уменьшением коэффициента размножения k, вызванным дефицитом  рабочих частиц, способных генерировать вторичные фотоны с ростом входного сигнала.

Эта область может быть охарактеризована мощностью насыщения Pн на выходе усилителя по уровню -3 дБ выходной характеристики (коэффициент  усиления среды падает в 2 раза). Здесь  следует отметить, что на величину усиления может влиять поляризация  входного сигнала, которая в ВОЛС не контролируется, но может меняться под действием случайных изменений  формы сердцевины и других причин.

Динамический диапазон (SNR) определяется как диапазон входной  мощности оптического сигнала, при  котором коэффициент усиления остается постоянным. Естественно, он связан с  другим параметром - коэффициентом  шума, зависящим от уровня УСИ, остаточного  сигнала накачки и перекрестных помех. Наибольшее влияние на коэффициент  шума оказывает УСИ. Оно возникает под воздействием случайных возмущающих факторов, например, при нагреве ОУ. Такой шум не только уменьшает динамический диапазон, но и снижает максимально допустимое усиление.

Уменьшение динамического  диапазона характеризуется коэффициентом  шума F = SNRвх/SNRвых, где SNRвх и SNRвых - значение динамического диапазона на входе  и выходе ОУ.

Усиление в ОУ вызвано  тем, что под воздействием излучения  лазерного диода (ЛД) в некоторой  активной среде, имеющей два энергетических состояния, создается повышенная населенность уровня, у которого больше потенциальная  энергия. В результате такой накачки  среда становится активной, т. е. способной  генерировать вторичные фотоны с  коэффициентом размножения k. В некоторых  ОУ для накачки используется более  сложный, трехуровневый механизм взаимодействия. Схема создания перенаселенности при  этом следующая: с первого уровня частицы переводятся на второй, а  с него в результате релаксации - на третий. За счет существенной разницы  во временах жизни на третьем уровне создается достаточная для усиления населенность. К данному типу ОУ относятся и EDFA.

Для накачки EDFA подходят ЛД с длинами волн 980 и 1480 нм. ЛД на 980 нм используют трехуровневую модель взаимодействия с активной средой, а на 1480 нм - двухуровневую. ЛД на 980 нм позволяют получить очень низкий коэффициент шума, 3 - 5 дБ, что предпочтительно  для многоканальных систем и предусилителей систем DWDM. С другой стороны, ЛД на 1480 нм с коэффициентом шума 5 дБ - более  надежные и дешевые. В некоторых  моделях усилителей EDFA используется накачка на двух длинах волн, что  в какой-то степени позволяет  совместить преимущества обоих способов.

Возможно несколько схем накачки ОУ EDFA на длинах волн 1480 или 980 нм. Прямое направление накачки  дает наиболее низкий уровень шумов. Это хорошо при небольшом уровне входного сигнала и максимальном значении коэффициента усиления. При  обратном направлении накачки проще  достичь режима насыщения. Он предпочтителен, когда на выходе требуется достичь  максимальной мощности. При совместном применении двух ЛД накачки с различными длинами волн накачку на 1480 нм следует  осуществлять в обратном направлении, а на 980 нм - в прямом.

В EDFA с одноступенчатой  накачкой максимально достижимая мощность выходного сигнала - около 16 дБм. При  этом коэффициент шума в области  сигнала низкой мощности составляет 5 - 6 дБ. В EDFA с двойной накачкой (980 и 1480 нм) достигнуты более высокие  значения выходной мощности - до 26 дБ. Для  снижения уровня шумов в такой  конструкции применяют многокаскадную схему: после первого каскада  усиления размещается оптический изолятор, который препятствует распространению в обратном направлении усиленного спонтанного излучения (УСИ) второго каскада.

Амплитудно-волновая характеристика (АВХ) EDFA с неравномерностью ±10 дБ практически  перекрывает полосу 1520 - 1570 нм, имеет  максимум усиления (40 дБ при Рвх = -30 дБм) на длине волны 1535 нм и плато (усиление 30 дБ) в интервале 1540 - 1569 нм. Выровнять характеристики усилителя  для использования в системах DWDM можно за счет различных фильтров. В результате можно достичь неравномерности  АВХ 0,1 - 0,2 дБ. Однако при этом коэффициент  усиления снижается до 16 - 18 дБ в ОУ с одним ЛД накачки и до 19 - 22 дБ- при двух. Другой путь снижения неравномерности  АВХ - использование в качестве активной среды волокон на фторидной основе, поскольку у них более однородное спектральное распределение коэффициента усиления, чем для кварцевых волокон. Но у таких усилителей более высокий  уровень шумов.

Для выравнивания временных  задержек, возникающих при распространении  в ВОЛС сигналов различных длин волн, в EDFA (особенно двухкаскадных) применяют  устройства компенсации дисперсии.

Усилители EDFA по функциональному  назначению можно разделить на три  класса:

• мощные усилители (бустеры), устанавливаемые непосредственно за передатчиком. Они работают с большим сигналом на входе, обеспечивают максимально допустимое усиление и высокий уровень сигнала на выходе и не критичны к уровню шумов;
• линейные усилители устанавливаются на линии связи в качестве повторителей. Они усиливают сигнал насколько это возможно, внося при этом как можно меньше шума;
• предусилители, расположенные непосредственно перед приемником. Они работают с очень слабыми сигналами (от -45 до -30 дБм), поэтому чрезвычайно критичны к уровню шумов усилителя.

Модули компенсации хроматической  дисперсии служат для увеличения дальности передачи и предназначены  для линий длиной от 20 до 200 км. Устройство работает с шагом сетки частот 100 ГГц на скоростях 10 и 40 Гбит/с. В  зависимости от типа вносимые потери составляют от 3 до 5 дБ.

Эти модули предназначены  для компенсации дисперсии в  стандартных одномодовых волокнах (стандарт G.652) или других ОВ с положительной  дисперсией, при этом позволяют системам DWDM или другим магистральным оптическим системам передачи данных сохранять  высокое качество сигнала на больших  расстояниях.

Отметим, что помимо относительно недорогих оптических EDFA-усилителей существуют оптические усилители на основе эффекта Рамана. Они обладают более широкой полосой пропускания и большей мощностью, позволяют работать на расстояниях до 200 км, но стоят дороже.

В заключение следует отметить, что выбор оборудования для решения  задач оптического уплотнения и  усиления сигналов - далеко нетривиальная  задача. Она требует тщательной предпроектной  проработки и соответствующих измерений  всех параметров, и в последующей  эксплуатации состоявшегося проекта  актуально использование полноценной  системы управления для своевременной  диагностики возможных проблем.

Рис. 5 Поток импульсов  при отсутствии и наличии хроматической  дисперсии

Библиография

1.www.lastmile.su

2. www.nateks.ru

3. www.nstel.ru