Особенности и параметры оптических усилителей
ОУ можно рассматривать в тех же терминах и используя те же параметры, что и электронные уселители: коэффициент усиления, уровень (коэффициент) шума, динамический диапазон, амплитудно-фазовую характеристику (АФХ). Но они имеют и свои параметры, например, коэффициент усиления среды, мощность насыщения, усиленное спонтанное излучение (УСИ),
чувствительность к поляризации сигнала, которые представлены в табл.10-9. Вместо АФЧ они обычно используют амплитудно-волновую характеристику (АВХ).
В общем случае коэффициент усиления ОУ на центральной частоте имеет вид:
G0(ω) = Рвых(ω)/Рвх(ω),
где = Рвых(ω) и Рвх(ω) -мощности оптического сигнала на входе и выходе усилителя на частоте ωили соответствующей длине волны).
АВХ усилителей зависит от их типа и характеризуется параметром широкополосность в табл.10-9. Вид АВХ ПОУ показан на рис.10-13 для ОУ типа: многопроходный усилитель с резонатором Фабри-Перо (УФП, рис. 10-13а) и однопроходный усилитель бегущей волны УБВ. рис.10-136). АВХ первого - напоминает гребенчатый фильтр с узкополосными ПФ, а второго - широкополосный ПФ с гладкой АВХ. АВХ ОУ EDFA напоминает АВХ УБВ, но вершина ПФ имеет выброс у левого среза и очень плоскую часть в диапазоне 1540-1560 нм.
Рис.10-13. Схемы и АВХ для полупроводниковых ОУ
Таблица 10-9. Параметры оптических усилителей
| Параметры | ВКР-усилители (ОУ Рамана) | ВРМБ-усилители | Полупроводниковые ОУ | ОУ легирован- ные эрбием | Параметри- ческие ОУ |
| Усиление при малом сигнале, дБм | >40 | >40 | 15-30 | 15-40 | |
| Неравномерность АВХ | низкая | высокая | низкая | ±1-10 дБ | н.д. |
| Эффективность, дБм/мВт | 0,08 | 5,5 | 10-4 | ||
| Выходная мощность | 1 Вт | 1мВт | >0,1 Вт | >0,5 Вт | н.д. |
| Мощность насыщения | н.д. | н.д. | -12дБм | н.д. | н.д. |
| Перекрестные помехи | незначительны | незначительны | значительны | незначительны | н.д. |
| Динамические показатели | >20 Гбит/с | <100МГц | 20-30 Гбит/с | >200 Гбит/с | н.д. |
| Широкополосность | десятки нм | <100МГц | 60-100 нм | 30-50 нм | 5000 ГГц |
| Коэффициент шума, дБ | -3 | >15 | 5-8 | 3-4 | н.д. |
| Чувствительность к поляризации | значительна | отсутствует | 0,5-5 дБ | <0,1 дБ | <3-5 дБ |
| Вносимые потери, дБ | <1 | <1 | <3-5 | <1 | н.д. |
Наиболее широкое применение получили ОУ типа: EDFA, Рамана и ПОУ.
Схема реализации простого одпокаскадного ОУ типа EDFA приведена на рис.10-14. Схе- ма состоит из двухканалыюго волнового мультиплексора ВМ, к одному каналу которого подключено (через оптический фильтр-изолятор ОФИ-1) волокно - источник сигнала 1550 нм, к другому - диод накачки ЛД, генерирующий сопаправленпую волну накачки 980 или 1480 нм. С выхода мультиплексора сигнал подается в активную среду - легированное эрби- ем ОВ (ОВЛЭ, его длина 15-20 м). Усиленный па выходе ОВ сигнал подается в выходное ОВ через изолятор ОФИ-2 (ОФИ предотвращают обратное распространение света).
Рис.10-14. Простая однокаскадная схема EDFA
Все ОУ делятся на несколько категорий:
- МУ - мощные усилители, или бустеры, устанавливаемые на выходе передающего блока транспондера Тх;
- ЛУ - линейные усилители, устанавливаемые нa линии в пролетах и секциях;
- ПУ - предусилители, устанавливаемые на входе приемного блока транспондера Rx;
- КУ - компенсационные усилители, устанавливаемые для компенсации вносимых потерь.
Контрольные вопросы
----------------------------------
10-1. Может ли WDM передавать трафик, формируемый технологиями локальных сетей?
10-2. Чем ограничивается верхний предел агрегатной скорости потока в системе WDM?
10-3. Можно ли маршрутизировать информационные потоки в системах WDM?
10-4. Может ли одна система WDM одновременно передавать потоки ATM, Ethernet и SDH?
10-5, Из каких материалов м.б. сделана сердцевина и оболочка оптического волокна (ОВ)?
10-6. Чем отличаются многомодовое и одномодовое волокна?
10-7. Сколько окон прозрачности обычно различают у ОВ, и на какой длине волны они находятся?
10-8. В каком окне прозрачности работают системы DWDM?
10-9. Чем системы DWDM отличаются от систем CWDM?
10-10. В каком оптическом диапазоне работают системы CWDM, и есть ли ограничение на максимальное число используемых ими каналов?
10-11. Что такое гибридные системы WDM, и какое максимальное количество оптических каналов они могут предоставить?
10-12. Чем ограничено минимальное расстояние между оптическими несущими в системах HDWDM?
10-13. Чем усилитель EDFA отличается от усилителя Рамана?
10-14. Зависит ли усиление оптического усилителя от физической длины активной усилительной среды?
10-15. Почему ОВ типа DSF обычно не рекомендуют использовать для систем WDM?
Глава 11
Управление сетями связи
Введение
Функционирование любой сети невозможно без се администрирования и обслуживания па различных уровнях. Администрирование, или менеджмент, сети заключается в выполнении администратором сети функций административного, или директивно-логического, управления, например, таких функций, как: формирование конфигурации сети, управление ресурсами сети, регулирование прав доступа в сеть и т.д.
Обслуживание сети в общем случае сводится: к автоматическому, полуавтоматическому или ручному управлению сетью, как физической системой, например, ее мониторингу и сбору статистики о прохождении сигнала; ее тестированию в случае возникновения неординарных или аварийных ситуаций; восстановлению работоспособности в случае ее потери, например, путем резервного переключения маршрутов или ремонту сети, если резервное переключение невозможно.
Эти функции, в свою очередь, нельзя осуществить без использования сигнализации различного рода о состояниях системы, например сигнализации о возникновении аварийного состояния с помощью сигналов AIS. Сигнализация должна передаваться по специальным служебным каналам, связывающим управляющие (оперирующие па сети) системы (OS) и управляемые сетевые элементы (NE).
Для решения задач управления (на всех уровнях: физическом, логическом, информационном и административном, из которых два последних относят к категории менеджмента) необходимо разработать модель сети и описать интерфейсы связи, необходимые для осуществления взаимодействия всех подсистем, функционирующих в сети, и реализации всех функций управления.
Из существующих ГлС с коммутацией цепей только сети SDII имеет свои системы управления - SMN (рассматриваемые как часть более общей системы управления сетями связи -TMN), опирающиеся на достаточно проработанную сегодня систему стандартов, описывающих модель, интерфейсы, схему взаимодействия и функции блоков, каналов и подсистем управления. Эти стандарты опираются на ряд других рек. ITU-T серий G.nnn, Q.nnn и X.nnn.