Jaringan Optik - Panduan Cepat
Pemikiran saat ini tentang IP melalui WDM dengan menguraikan jalur ke jaringan data optik, yang mencakup beberapa protokol jaringan data yang digabungkan dengan infrastruktur jaringan optik netral protokol ditantang. Tutorial ini membahas keragaman protokol jaringan data dan arsitektur jaringan untuk jaringan data optik.
Ledakan bandwidth yang didorong oleh popularitas Internet telah menyebabkan pergeseran paradigma dalam industri telekomunikasi dari layanan circuit-switched yang dioptimalkan dengan suara menjadi layanan packet-switched yang dioptimalkan untuk data. Notasi pendukung "data langsung melalui optik" telah dipicu oleh janji bahwa penghapusan lapisan jaringan yang tidak perlu akan menyebabkan pengurangan besar dalam biaya dan kompleksitas jaringan.
Dalam pandangan lapisan jaringan yang berkurang atau runtuh ini, sistem TDM yang ada seperti Synchronous Digital Hierarchy (SDH) memainkan peran yang semakin berkurang, dan jaringan transportasi optik muncul sebagai infrastruktur transportasi yang mendasari untuk "jaringan jaringan" yang dihasilkan.
Internet Optik
Kerja internet optik, misalnya, seperti yang didefinisikan oleh Forum Interworking Optik (OIF), adalah infrastruktur jaringan yang dioptimalkan data di mana sakelar dan router memiliki antarmuka optik terintegrasi dan terhubung langsung dengan elemen jaringan serat atau optik, seperti Dense Wavelength- Divisi Multiplexer (DWDMs).
Saat ini, bagaimanapun, gagasan IP secara langsung melalui WDM tidak lebih dari pemasaran yang disamarkan dengan cerdik. Hampir selalu, IP over WDM adalah paket IP yang dipetakan ke dalam SDH, digabungkan dengan sistem DWDM point-to-point berbasis SDH. Elemen mandiri SDH, sering disebut sebagai Time-Division Multiplexer (TDMs), tidak diperlukan, tetapi SDH tetap menjadi elemen integral dari antarmuka peralatan jaringan data.
Ketergantungan yang semakin meningkat pada keberadaan SDH dalam sistem DWDM membatasi inovasi teknologi. Misalnya, ini dapat menghambat paket melalui aplikasi fiber seperti Asynchronous Transfer Mode (ATM), Gigabit Ethernet (GbE) dan 10 GbE melalui DWDM. Juga tidak membawa kita lebih dekat untuk mewujudkan visi utama jaringan transportasi optik.
Dibandingkan dengan tampilan IP melalui WDM saat ini, ada pandangan yang lebih seimbang dari evolusi jaringan data / transportasi. Pandangan yang seimbang ini didasarkan pada dua prinsip dasar -
Setiap jaringan data unik, di pasar yang diatur oleh diferensiasi.
Jaringan Transport Optik (OTN), sebagai "jaringan jaringan" infrastruktur yang mendasari harus mampu mengangkut berbagai macam sinyal klien, terlepas dari formatnya.
Bersama-sama, prinsip-prinsip fundamental ini membentuk dasar untuk gagasan jaringan data optik.
Jaringan transportasi berbasis TDM saat ini telah dirancang untuk memberikan tingkat kinerja dan keandalan yang terjamin untuk layanan jalur berbasis suara dan suara yang dominan. Teknologi yang telah terbukti, seperti SDH, telah diterapkan secara luas, menyediakan transportasi berkapasitas tinggi, yang dapat diskalakan hingga gigabit per detik, untuk aplikasi suara dan saluran sewa. Cincin pemulihan otomatis SDH memungkinkan pemulihan tingkat layanan dalam puluhan milidetik setelah kegagalan jaringan. Semua fitur ini didukung oleh standar global mapan yang memungkinkan interoperabilitas multivendor tingkat tinggi.
Jaringan Hari Ini
Berbeda dengan jaringan transportasi berbasis TDM saat ini (dan, sampai batas tertentu, dengan jaringan ATM), jaringan IP "upaya terbaik" umumnya tidak memiliki sarana untuk menjamin keandalan yang tinggi dan kinerja yang dapat diprediksi. Layanan upaya terbaik yang disediakan oleh sebagian besar jaringan IP lama, dengan penundaan, jitter, dan kehilangan paket yang tidak dapat diprediksi, adalah harga yang dibayarkan untuk mencapai pemanfaatan tautan maksimum melalui multiplexing statistik. Pemanfaatan tautan (misalnya jumlah pengguna per unit bandwidth) telah menjadi gambaran penting dari manfaat jaringan data, karena tautan biasanya dibawa pada sirkuit yang disewakan melalui jaringan transport TDM.
Mengingat sifat lalu lintas data yang secara inheren meledak, pipa bandwidth tetap dari transportasi TDM mungkin bukan solusi yang idealnya efisien. Namun, inefisiensi ini secara tradisional dianggap kurang penting daripada keandalan jaringan dan fitur isolasi kemacetan dari penyedia jaringan transportasi berbasis TDM.
Permintaan yang melonjak untuk bandwidth tinggi dan layanan data yang berbeda kini menantang model arsitektur ganda dari transportasi berbasis TDM dan jaringan paket upaya terbaik ini. Tidaklah efektif dari segi biaya untuk memperluas kegunaan jaringan dengan upaya terbaik dengan menyediakan bandwidth jaringan secara berlebihan dan menjaga agar jaringan dimuat dengan ringan.
Selain itu, pendekatan ini tidak selalu dapat dicapai atau dijamin karena pertumbuhan permintaan yang tidak menentu, dan merupakan masalah khusus untuk domain akses jaringan, yang paling sensitif terhadap kendala ekonomi dari fasilitas yang kurang dimanfaatkan. Akibatnya, secara umum, penyedia layanan data saat ini tidak memiliki dukungan infrastruktur jaringan untuk memberikan jaminan layanan yang dibedakan khusus pelanggan dan perjanjian tingkat layanan yang sesuai.
Jaringan Generasi Berikutnya
Arsitektur jaringan generasi berikutnya untuk evolusi yang hemat biaya, andal, dan dapat diskalakan akan menggunakan jaringan transportasi dan lapisan layanan yang ditingkatkan, bekerja sama dalam cara yang saling melengkapi dan dapat dioperasikan. Jaringan generasi mendatang ini akan secara dramatis meningkatkan, dan secara maksimal berbagi, kapasitas infrastruktur jaringan tulang punggung, dan memberikan diferensiasi layanan yang canggih untuk aplikasi data yang muncul.
Jaringan transportasi memungkinkan lapisan layanan untuk beroperasi lebih efektif, membebaskan mereka dari batasan topologi fisik untuk fokus pada tantangan yang cukup besar dalam memenuhi persyaratan layanan. Oleh karena itu, melengkapi banyak peningkatan lapisan layanan, jaringan transportasi optik akan menyediakan lapisan kapasitas tinggi yang terpadu dan dioptimalkan, manajemen bandwidth dengan keandalan tinggi, dan menciptakan apa yang disebut solusi jaringan data optik untuk layanan data berkapasitas lebih tinggi dengan kualitas terjamin.
Jaringan Transportasi Optik: Pandangan Praktis
Visi jaringan optik telah menangkap imajinasi para peneliti dan perencana jaringan, sejak komersialisasi WDM yang cepat dan sukses. Dalam visi asli jaringan transportasi optik, jaringan transportasi yang fleksibel, dapat diskalakan, dan kuat muncul, melayani berbagai sinyal klien yang berkembang dengan persyaratan layanan yang sama bervariasi (fleksibilitas, skalabilitas, dan kemampuan bertahan ditambah dengan bit rate dan independensi protokol).
Janji tentang infrastruktur transportasi yang mampu memenuhi permintaan bandwidth yang terus meningkat hingga abad baru ini, di mana panjang gelombang menggantikan slot waktu sebagai media untuk menyediakan transfer layanan bandwidth tinggi yang andal di seluruh jaringan, memang menggiurkan. Tapi apakah jaringan optik itu? Jawabannya sangat bervariasi, dan faktanya telah berkembang selama beberapa tahun terakhir. Upaya awal pada jaringan optik difokuskan pada transparansi optik dan desain jaringan transparan optik dalam skala global.
Solusi Praktis
Dengan tidak adanya solusi "semua-optik" yang layak, solusi yang lebih praktis untuk jaringan optik mengakomodasi kebutuhan opto-elektronik untuk mendukung regenerasi sinyal optik, dan pemantauan kinerja sinyal optik. Dalam apa yang disebut jaringan semua-optik, sinyal melintasi jaringan seluruhnya dalam domain optik, tanpa bentuk pemrosesan opto-elektronik. Ini menyiratkan bahwa semua pemrosesan sinyal - termasuk - regenerasi sinyal, perutean, dan pertukaran panjang gelombang - terjadi seluruhnya dalam domain optik.
Karena keterbatasan rekayasa analog (misalnya, faktor pembatas dalam sistem digital yang dirancang dengan benar adalah salah satu akurasi dari konversi bentuk gelombang pesan analog asli ke dalam bentuk digital) dan mempertimbangkan keadaan terkini dalam teknologi pemrosesan semua-optik , gagasan global atau bahkan nasional semua jaringan optik tidak dapat dicapai secara praktis.
Secara khusus, konversi opto-elektronik mungkin diperlukan dalam elemen jaringan opto untuk mencegah akumulasi gangguan transmisi - gangguan yang diakibatkan dari faktor-faktor tersebut area dispersi kromatik serat dan nonlinier, aliran penguat gain datar non-ideal, crosstalk sinyal optik, dan penyempitan spektrum transmisi dari filter non-datar bertingkat. Konversi opto-elektronik juga dapat mendukung pertukaran panjang gelombang, yang saat ini merupakan fitur yang menantang untuk direalisasikan ke semua domain optik.
Singkatnya, dengan tidak adanya perangkat yang tersedia secara komersial yang melakukan regenerasi sinyal untuk mengurangi akumulasi gangguan dan mendukung konversi panjang gelombang dalam domain semua-optik, beberapa ukuran konversi opto-elektronik harus diharapkan dalam arsitektur jaringan optik praktis jangka pendek. Arsitektur jaringan optik yang dihasilkan dapat dicirikan oleh subnetwork yang transparan secara optik (atau semua optik), dibatasi oleh opto-elektronik yang ditingkatkan fitur, seperti yang ditunjukkan pada gambar di atas.
Transparansi Sinyal Klien
Di luar rekayasa jaringan analog, pertimbangan praktis akan terus mengatur realisasi akhir OTN. Yang terpenting di antara pertimbangan ini adalah keinginan operator jaringan untuk transparansi sinyal klien tingkat tinggi dalam infrastruktur transportasi masa depan.
Apa yang dimaksud dengan "Transparansi sinyal klien"? Secara khusus, untuk rangkaian sinyal klien yang diinginkan yang ditargetkan untuk diangkut pada OTN, pemetaan individu ditentukan untuk membawa sinyal ini sebagai muatan sinyal server saluran optik (OCh). Sinyal yang diharapkan di OTN termasuk sinyal SDH dan PDH lama, dan lalu lintas berbasis paket seperti Internet Protocol (IP), ATM, GbE dan Ssimple Ddata Llink (SDL). Setelah sinyal klien dipetakan ke dalam sinyal server OCh-nya pada saat masuknya OTN, operator yang menyebarkan jaringan seperti itu tidak perlu memiliki pengetahuan mendetail tentang (atau akses ke) sinyal klien, sampai sinyal tersebut dihapus di jalan keluar jaringan.
Titik masuk dan keluar jaringan optik harus membatasi domain transparansi sinyal klien OTN. Oleh karena itu, faktor terpenting dalam mewujudkan transparansi sinyal klien adalah menghilangkan semua peralatan dan pemrosesan khusus klien antara titik masuk dan keluar OTN. Untungnya, lebih mudah untuk menerima peralatan yang bergantung pada klien saat masuk / keluar, karena biasanya didedikasikan untuk setiap layanan.
Jaringan Transport Optik melalui Digital Wrappers
Penggunaan teknologi DWDM yang meluas telah menghadirkan tantangan baru bagi penyedia layanan: bagaimana mengelola peningkatan jumlah panjang gelombang secara efektif untuk memberikan layanan yang cepat dan andal kepada pelanggan akhir mereka. Untuk mengelola panjang gelombang atau OCh secara efektif, jaringan optik harus mendukung per panjang gelombang atau fungsi operasi, administrasi dan pemeliharaan (OAM) level OCh.
ITU (T) Rec. G872 mendefinisikan beberapa fungsionalitas untuk OAM level OCh yang diimplementasikan dalam bentuk overhead tanpa menentukan bagaimana overhead ini dilakukan. Hingga saat ini, satu-satunya cara yang layak untuk mendukung regenerasi sinyal dan untuk memantau, menganalisis, dan mengelola OCh (panjang gelombang) adalah dengan mengandalkan sinyal dan peralatan SDH di seluruh jaringan. Ini mensyaratkan bahwa sinyal pada setiap panjang gelombang dalam sistem WDM diformat dengan SDH.
Saluran Optik (Panjang Gelombang)
Memanfaatkan titik regenerasi opto-elektronik yang ada dalam sistem DWDM, gagasan menggunakan teknologi pembungkus digital akan memberikan fungsionalitas dan keandalan yang mirip dengan SDH, tetapi untuk sinyal klien apa pun, membawa kita selangkah lebih dekat untuk mewujudkan visi asli jaringan transportasi optik .
Teknologi pembungkus digital menyediakan fungsi manajemen jaringan yang diuraikan dalam ITU (T) Rec. G.872 untuk mengaktifkan OTN. Ini termasuk pemantauan kinerja lapisan optik, Fforward Eerror Ccorrection (FEC), dan perlindungan cincin dan pemulihan jaringan pada basis per panjang gelombang, semuanya tidak tergantung pada format sinyal input seperti yang ditunjukkan pada gambar berikut.
Gagasan menggunakan pembungkus digital (atau TDM) per "sekitar" klien OCh untuk mendukung overhead OCh terkait saluran baru-baru ini telah diusulkan, dan pada kenyataannya, telah diadopsi sebagai dasar untuk definisi OCh. Skema ini akan memanfaatkan kebutuhan regenerasi OCh untuk menambah kapasitas tambahan ke klien OCh. Tentu saja, setelah kami memiliki cara untuk menambahkan overhead ke sinyal klien OCh secara digital, masuk akal untuk menggunakan ini untuk mendukung semua persyaratan OAM level OCh.
Secara khusus, overhead yang ditambahkan secara digital membuatnya hampir tidak mudah untuk menyelesaikan masalah pemantauan kinerja utama OTN, yaitu menyediakan akses ke Bbit Eerror Rrate (BER) dengan cara yang tidak bergantung pada klien. Dan dengan opsional menggunakan FEC, metode pembungkus digital dapat secara signifikan meningkatkan kinerja BER dari sinyal klien, yang selanjutnya meminimalkan persyaratan untuk konversi opto-elektronik.
Salah satu cara untuk meningkatkan kinerja jaringan transportasi adalah melalui penggunaan FEC yang saat ini tersedia di beberapa peralatan. Oleh karena itu, manfaat tambahan dari teknik pembungkus digital adalah kemampuan untuk mendukung FEC secara opsional untuk peningkatan margin sistem.
Struktur Bingkai OCh
Secara fungsional, payload OCh dan OAM harus dipisahkan dari mekanisme FEC. Hal ini memungkinkan untuk membawa muatan dan OAM ujung ke ujung di seluruh jaringan, sambil menggunakan skema FEC yang berbeda pada tautan yang berbeda. Contoh nyata di mana hal ini mungkin terjadi adalah antara tautan kapal selam dan terestrial. Di masa lalu, kode FEC baru sedang diselidiki untuk sistem generasi berikutnya.
Gambar berikut Di bawah Gambar. Mengilustrasikan usulan struktur rangka dasar OCh, dan jenis fungsi yang dapat dijalankan dalam struktur rangka OCh. Meskipun dapat dikatakan bahwa proposal ini tidak konsisten dengan tujuan jangka panjang dari semua jaringan optik, kami tidak mengharapkan kebutuhan akan regenerasi menghilang.
Jarak antar titik regenerasi akan terus meningkat; Namun, kebutuhan untuk regenerasi pada titik handoff sinyal akan tetap ada. Ditambah dengan penggunaan Ooptical Ssupervisory Cchannel (OSC) untuk mengelola OCh dalam subnetwork yang transparan secara optik, pembungkus digital akan mendukung manajemen ujung ke ujung OCh (panjang gelombang) di seluruh OTN nasional atau global.
Regenerasi 3R (Pembentukan Ulang, Penentuan Waktu, dan Regenerasi) disediakan melalui konversi optik-ke-listrik dan sebaliknya, dan proposal pembungkus digital memanfaatkan ini. Apakah gambar akan berubah jika semua-optik 3R-regenerasi tersedia? Jika semua regenerasi optik mampu menambah overhead, argumennya tidak berubah; hanya implementasi regenerator yang akan berubah.
Jika Haruskah regenerator optik tidak dapat menambah overhead, kebutuhan untuk overhead OCh tidak akan hilang. ; Regenerator optik kemudian akan meningkatkan jarak potensial antara titik regenerasi opto-elektronik, dan pembungkus digital akan melewatinya secara transparan. Implikasi dari penggunaan pembungkus digital pada evolusi jaringan transportasi optik mungkin sangat besar, terutama jika diambil dalam konteks tren jaringan data.
Pilihan Stack Protokol
Protokol IP jelas merupakan lapisan konvergensi dalam jaringan komunikasi data saat ini, dan dapat diperkirakan bahwa protokol ini akan memperluas peran ini ke jaringan multi-layanan di tahun-tahun mendatang. IP dapat diangkut melalui berbagai macam protokol lapisan data link dan infrastruktur jaringan yang mendasarinya. Gambar berikut di bawah Gambar. Menunjukkan beberapa kemungkinan tumpukan protokol, atau pemetaan, IP ke infrastruktur jaringan WDM.
Apa itu IP over WDM?
Tumpukan protokol berlabel a, b dan d pada Gambar di atas berikut ini adalah yang paling umum digunakan saat ini. Mereka menggunakan IP klasik melalui ATM melalui pemetaan SDH seperti yang ditunjukkan pada Gambar (a) ;. paket melalui SDH (POS) seperti yang ditunjukkan pada Gambar. (b); atau IP klasik dan diperpanjang melalui Ethernet seperti yang ditunjukkan pada Gambar. (d). Kasus (e) dan (f) menggunakan Simple Data Link (SDL), lapisan data link baru yang baru-baru ini diusulkan sebagai alternatif untuk POS. Tumpukan protokol berlabel (c) adalah alternatif untuk kasus (a), di mana lapisan SDH perantara dihilangkan dan pemetaan langsung sel ATM ke WDM dilakukan.
Tumpukan protokol yang berbeda ini menyediakan fungsionalitas yang berbeda, dalam hal overhead bandwidth, skalabilitas tarif, manajemen lalu lintas, dan QOS. Untuk menyatakan bahwa salah satu pemetaan tertentu mewakili IP melalui WDM sangatlah tidak jujur.
Keragaman protokol lapisan data link dan pemetaan IP ke dalam infrastruktur jaringan dasar yang berbeda adalah salah satu kekuatan utama IP, dan merupakan karakteristik yang tidak akan hilang. Sebaliknya, sangat mungkin akan diusulkan pemetaan protokol yang baru, inovatif, dan lebih efisien untuk pengangkutan paket IP. Ini sudah menjadi kasus untuk jaringan bandwidth rendah dan keandalan rendah, dan juga akan demikian untuk jaringan bandwidth tinggi dan jaringan optik yang sangat andal. Pandangan ini juga sesuai dengan visi "semua yang ada di IP dan IP di segala hal".
IP over WDM, seperti yang didefinisikan hari ini, memaksakan pandangan terbatas tentang kemampuan yang dapat disediakan oleh jaringan data dan jaringan optik. Batasan, yang diperkenalkan oleh tumpukan protokol tunggal dan tidak sepenuhnya menggunakan kemampuan jaringan pada lapisan optik sangat membatasi untuk beberapa aplikasi jaringan.
Tren jaringan yang disebutkan di atas memerlukan platform jaringan optik yang dapat mendukung berbagai tumpukan protokol, arsitektur jaringan, dan opsi perlindungan dan pemulihan dengan cara yang tidak bergantung pada sinyal klien. Pilihan POS over point-to-point WDM adalah yang terbaik untuk beberapa aplikasi jaringan dalam jaringan data berkecepatan tinggi, tetapi tentu saja tidak untuk semua. Selain itu, platform optik yang dipilih untuk menerapkan dan menyebarkan jaringan data masa depan ini harus memastikan bahwa pemetaan tumpukan protokol yang baru dan tak terduga dapat dengan mudah diakomodasi, dan mereka dapat menerima fitur jaringan yang sama dari jaringan lapisan optik tanpa memerlukan konversi protokol perantara.
Jaringan data optik adalah pendekatan alternatif yang tidak mencoba mengurangi heterogenitas tumpukan protokol dan arsitektur jaringan, tetapi memanfaatkan heterogenitas untuk memberikan solusi jaringan yang disesuaikan untuk setiap aplikasi tertentu dan segmen penyedia jaringan. Jaringan data optik menggabungkan fitur jaringan pada lapisan layanan dan transport.
Komponen Utama Jaringan Data Optik
Keragaman tumpukan protokol, yang tercermin dalam keragaman jenis sinyal klien yang akan didukung di OTN, diakomodasi oleh penggunaan pembungkus digital. Penggunaan fitur jaringan optik sejati menawarkan fleksibilitas dan ketahanan tambahan melalui perutean OCh, pemantauan kesalahan dan kinerja, perlindungan, dan pemulihan, semua dilakukan secara selektif per OCh. Semua elemen ini digabungkan bersama-sama menghasilkan solusi jaringan yang kuat dan fleksibel yang tahan masa depan dan terbuka untuk visi tertentu dari penyedia layanan data.
Teknologi ini hemat biaya dan lebih fleksibel untuk peningkatan kapasitas saluran, penambahan / penurunan saluran, perutean ulang dan distribusi lalu lintas, mendukung semua jenis topologi jaringan dan sistem perlindungan dan sinkronisasi. Berikut adalah komponen utamanya -
- TP (Transponder)
- VOA (Atenuasi Optik Variabel)
- MUX (Multiplexer)
- DEMUX (De-multiplexer)
- BA (Penguat Booster)
- Garis (media OFC)
- LA (Penguat Garis)
- PA (Pra Amplifier)
- OSC (Saluran Pengawas Optik)
Transponder
Unit ini adalah antarmuka antara sinyal optik pulsa lebar STM-n dan peralatan MUX / DEMUX. Sinyal optik ini dapat ditempatkan bersama atau berasal dari media fisik yang berbeda, protokol yang berbeda, dan jenis lalu lintas. Ini mengubah sinyal pulsa lebar menjadi panjang gelombang sempit (frekuensi spot atau berwarna) dari urutan nano-meter (nm) dengan jarak 1,6 nm; mengirim ke MUX.
Pada arah sebaliknya, keluaran berwarna dari DEMUX diubah menjadi sinyal optik pulsa lebar. Tingkat daya output +1 hingga –3 dBm di kedua arah. Konversi dari Optik ke Listrik dan Listrik ke Optik (O ke E & E ke O) dalam metode 2R atau 3R.
Pada 2R dilakukan regenerasi dan re-shaping, sedangkan pada 3R dilakukan regenerasi, re-shaping, dan re-timing. TP mungkin bergantung pada panjang gelombang warna dan kecepatan bit atau merdu untuk keduanya (mahal dan tidak digunakan). Namun, dalam 2R, bit rate apapun, PDH, STM-4 atau STM-16 dapat menjadi channel rate. Unit memiliki batasan dengan sensitivitas penerima dan titik kelebihan beban.
Meskipun tahap kelistrikan menengah tidak dapat diakses, byte atas STN-n digunakan untuk tujuan pengawasan. Unit ini juga mendukung operasi keamanan optik (ALS) melalui ITU-T Recommendation G.957.
Variable Optical Attenuator (VOA)
Ini adalah jaringan pasif seperti pra-penekanan yang diperlukan untuk menyesuaikan distribusi level sinyal yang seragam melalui pita EDFA sehingga daya keluaran optik saluran individual unit Mux tetap sama terlepas dari jumlah saluran yang dimuat dalam sistem.
Atenuasi optik mirip dengan potensiometer atau rangkaian sederhana yang digunakan untuk mengurangi level sinyal. Atenuasi digunakan setiap kali uji kinerja harus dijalankan, misalnya, untuk melihat bagaimana kesalahan bit dipengaruhi oleh memvariasikan level sinyal di tautan. Salah satu caranya adalah dengan memiliki pengaturan mekanis yang tepat di mana sinyal optik melewati pelat kaca dengan jumlah kegelapan yang berbeda dan kemudian kembali ke serat optik, seperti yang ditunjukkan pada gambar.
Pelat kaca memiliki kepadatan abu-abu mulai dari 0% di satu ujung hingga 100% di ujung lainnya. Saat pelat digerakkan melintasi celah, lebih banyak atau lebih sedikit energi cahaya dibiarkan lewat. Jenis peredam ini sangat presisi, dan dapat menangani panjang gelombang cahaya apa pun (karena pelat melemahkan energi cahaya apa pun dengan jumlah yang sama, terlepas dari panjang gelombangnya), tetapi harganya mahal secara mekanis.
Multiplexer (MUX) dan Demultiplexer (De-MUX)
Karena sistem DWDM mengirim sinyal dari beberapa stasiun melalui satu serat, sistem tersebut harus menyertakan beberapa cara untuk menggabungkan sinyal yang masuk. Ini dilakukan dengan bantuan Multiplexer, yang mengambil panjang gelombang optik dari beberapa serat dan menyatukannya menjadi berkas. Di sisi penerima, sistem harus dapat memisahkan panjang gelombang sinar yang ditransmisikan sehingga dapat dideteksi secara diam-diam.
Demultiplexer melakukan fungsi ini dengan memisahkan berkas yang diterima menjadi komponen panjang gelombang dan menggabungkannya menjadi serat individu.
Multiplexer dan Demultiplexer dapat berupa desain pasif atau aktif. Desain pasif menggunakan prisma, kisi difraksi, atau filter, sedangkan desain aktif menggabungkan perangkat pasif dengan filter yang dapat diatur.
Tantangan utama dalam perangkat ini adalah meminimalkan crosstalk dan memaksimalkan pemisahan saluran (perbedaan panjang gelombang antara dua saluran yang berdekatan). Crosstalk adalah ukuran seberapa baik saluran dipisahkan, sedangkan pemisahan saluran mengacu pada kemampuan untuk membedakan setiap panjang gelombang.
Jenis Multiplexer / Demultiplexer
Jenis Prisma
Bentuk sederhana dari multiplexing atau demultiplexing dari panjang gelombang dapat dilakukan dengan menggunakan prisma.
Berkas cahaya polikromatik yang sejajar mengenai permukaan prisma dan setiap panjang gelombang komponen dibiaskan secara berbeda. Ini adalahrainbow effect. Dalam cahaya keluaran, setiap panjang gelombang dipisahkan dari yang berikutnya dengan suatu sudut. Lensa kemudian memfokuskan setiap panjang gelombang ke titik di mana ia perlu memasukkan serat. Komponen dapat digunakan secara terbalik untuk multipleks panjang gelombang yang berbeda pada satu serat.
Jenis Kisi Difraksi
Teknologi lain didasarkan pada prinsip difraksi dan gangguan optik. Ketika sumber cahaya polikromatik mengenai kisi difraksi, setiap panjang gelombang difraksi pada sudut yang berbeda dan karena itu ke titik yang berbeda di ruang angkasa. Dengan menggunakan lensa, panjang gelombang ini dapat difokuskan pada serat individu, seperti yang ditunjukkan pada gambar berikut.Bragg grating, adalah komponen pasif sederhana, yang dapat digunakan sebagai cermin selektif panjang gelombang dan banyak digunakan untuk menambah dan melepas saluran dalam sistem DWDM.
Kisi Braggs dibuat dengan menggunakan sinar laser ultra-violet untuk menerangi inti serat mode mono melalui masker fase. Serat diolah dengan fosfor, germanium, atau boron untuk membuatnya peka terhadap foto. Setelah cahaya melewati topeng, pola pinggiran dihasilkan, yang "dicetak" ke dalam serat. Ini menciptakan modulasi periodik permanen dari indeks bias kaca inti serat. Kisi yang telah selesai memantulkan cahaya pada panjang gelombang Bragg (sama dengan dua kali jarak optik antara daerah indeks tinggi dan rendah) dan mentransmisikan semua panjang gelombang lainnya.
Bragg Grating merdu
Kisi serat Bragg dapat direkatkan ke elemen piezoelektrik. Dengan menerapkan tegangan pada elemen, elemen akan meregang sehingga kisi diregangkan dan panjang gelombang Bragg bergeser ke panjang gelombang yang lebih panjang. Perangkat saat ini dapat menyediakan rentang penyetelan 2 nm untuk input 150v.
Arrayed Waveguide Grating
Arrayed Waveguide Gratings (AWG) juga didasarkan pada prinsip difraksi. Perangkat AWG, kadang-kadang disebut router pandu gelombang optik atau router kisi pemandu gelombang, terdiri dari array pemandu gelombang saluran melengkung dengan perbedaan tetap dalam panjang jalur antara saluran yang berdekatan. Pandu gelombang terhubung ke rongga di input dan output.
Multiplexer Optik
Ketika cahaya memasuki rongga masukan, ia terdifraksi dan memasuki susunan pemandu gelombang. Jadi, perbedaan panjang optik dari setiap pemandu gelombang menyebabkan penundaan fase dalam rongga keluaran, di mana serangkaian serat digabungkan. Proses ini menghasilkan panjang gelombang yang berbeda yang memiliki interferensi maksimum di lokasi yang berbeda, yang sesuai dengan port keluaran.
Filter Interferensi Multilayer
Teknologi yang berbeda menggunakan filter interferensi pada perangkat yang disebut filter film tipis atau filter interferensi multilayer. Dengan memposisikan filter, yang terdiri dari film tipis di jalur optik, panjang gelombang dapat didemultipleks. Properti setiap filter sedemikian rupa sehingga mentransmisikan satu panjang gelombang, sambil memantulkan yang lain. Dengan mengalirkan perangkat ini, banyak panjang gelombang dapat didemultipleks.
Filter menawarkan stabilitas dan isolasi yang baik antara saluran dengan biaya sedang, tetapi dengan kerugian penyisipan yang tinggi (AWG menunjukkan respons spektral datar dan kerugian penyisipan rendah). Kelemahan utama filter adalah sensitif terhadap suhu dan mungkin tidak dapat digunakan secara praktis di semua lingkungan. Namun, keuntungan besar mereka adalah mereka dapat dirancang untuk melakukan operasi multiplexing dan demultiplexing secara bersamaan.
Jenis Kopling OM
Kopling OM adalah permukaan interaktif dengan dua atau lebih serat yang disolder bersama. Umumnya digunakan untuk OM, dan prinsip kerjanya diilustrasikan pada gambar berikut.
OM kopling hanya dapat melakukan fungsi multiplexing dengan biaya produksi rendah. Kekurangannya adalah kerugian penyisipan yang tinggi. Saat ini, OM yang digunakan dalam peralatan DWDM ZTWE menggunakan OM kopling. OD mengadopsi komponen AWG.
Amplifier Penguat (Amplifier Optik)
Karena atenuasi, ada batasan berapa lama segmen fiber dapat menyebarkan sinyal dengan integritas, sebelum harus dibuat ulang. Sebelum datangnya Optical Amplifier (OA), harus ada repeater untuk setiap sinyal yang dikirimkan. OA telah memungkinkan untuk memperkuat semua panjang gelombang sekaligus dan tanpa konversi Optical-Electrical-Optical (OEO). Selain digunakan pada optical link (sebagai repeater), optical amplifier juga dapat digunakan untuk meningkatkan kekuatan sinyal setelah multiplexing atau sebelum demultiplexing.
Jenis Penguat Optik
Di setiap jalur optik, penguat optik digunakan sebagai repeater dalam mode simpleks. Satu serat digunakan di jalur kirim dan serat kedua digunakan di jalur balik. Amplifier optik terbaru akan beroperasi dalam dua arah pada waktu yang bersamaan. Kita bahkan dapat menggunakan panjang gelombang yang sama dalam dua arah, dengan menggunakan dua kecepatan bit yang berbeda. Oleh karena itu, serat tunggal dapat digunakan untuk operasi dupleks.
Penguat optik juga harus memiliki bandwidth yang cukup untuk melewatkan berbagai sinyal yang beroperasi pada panjang gelombang yang berbeda. Misalnya, SLA dengan bandwidth spektral katakanlah, 40 nm, dapat menangani sekitar sepuluh sinyal optik.
Dalam sistem 565 mb / dtk, untuk tautan optik 500 km, diperlukan lima amplifier optik SLA, dengan jarak pada interval 83 km. Setiap penguat memberikan penguatan sekitar 12 dB, tetapi juga menimbulkan gangguan pada sistem (BER 10-9.)
Amplifier SLA memiliki kelemahan sebagai berikut -
- Peka terhadap perubahan suhu
- Peka terhadap perubahan tegangan suplai
- Peka terhadap getaran mekanis
- Unreliable
- Rawan terhadap crosstalk
Penguat Serat Doped Erbium (EDFA)
Dalam sistem DWDM, EDFA digunakan. Erbium adalah elemen tanah jarang yang, ketika tereksitasi, memancarkan cahaya sekitar 1,54 mikrometer, yang merupakan panjang gelombang kehilangan rendah untuk serat optik yang digunakan dalam DWDM. Sinyal lemah memasuki serat yang didoping erbium, di mana cahaya pada 980 nm atau 1480 nm disuntikkan menggunakan laser pompa.
Cahaya yang disuntikkan ini merangsang atom erbium untuk melepaskan energi yang tersimpan sebagai cahaya tambahan 1550 nm. Sinyalnya semakin kuat. Emisi spontan di EDFA juga menambah angka kebisingan dari EDFA. EDFA memiliki bandwidth khas 100 nm dan dibutuhkan pada interval 80-120 km di sepanjang rute optik.
EDFA juga menderita penyakit yang disebut four-wave-mixingkarena interaksi non-linier antara saluran yang berdekatan. Oleh karena itu, meningkatkan daya penguat untuk meningkatkan jarak antara repeater mengarah ke lebih banyak crosstalk.
Raman Amplifier
Penggunaan amplifier SLA dan EDFA di WDM dibatasi seperti yang telah dijelaskan dan, sistem WDM modern beralih ke Raman Amplification, yang memiliki bandwidth sekitar 300 nm. Di sini, laser pompa berada di ujung penerima serat. Crosstalk dan noise sangat berkurang. Namun, amplifikasi Raman membutuhkan laser pompa tinggi untuk digunakan.
Dispersi dalam serat sebenarnya membantu meminimalkan efek "pencampuran empat gelombang". Sayangnya, tautan optik awal sering menggunakan serat dispersi nol dalam upaya meminimalkan dispersi jarak jauh, ketika serat yang sama ini ditingkatkan untuk membawa sinyal WDM; mereka bukan media yang ideal untuk sinyal optik pita lebar.
Serat mode mono khusus sedang dikembangkan untuk penggunaan WDM. Ini memiliki segmen alternatif dari serat dispersi positif dan negatif, oleh karena itu, dispersi total bertambah menjadi nol. Segmen individu, bagaimanapun, memberikan dispersi untuk mencegah pencampuran empat gelombang.
Penguat Garis
Ini adalah penguat EDFA dua tahap yang terdiri dari Pre-amplifier (PA) dan Booster Amplifier (BA). Tanpa kedua tahap tersebut, tidak mungkin memperkuat sinyal hingga 33 dB berdasarkan prinsip EDFA (untuk menghindari noise yang dihasilkan oleh emisi spontan). Line Amplifier (LA) mengkompensasi kehilangan saluran sebesar 22 dB atau 33 dB masing-masing untuk sistem jarak jauh dan jarak yang sangat jauh. Ini sepenuhnya merupakan perangkat panggung optik.
Media Garis (OFC)
Ini adalah media serat optik yang dilalui sinyal DWDM. Atenuasi dan dispersi adalah faktor pembatas utama yang menentukan jarak transmisi, kapasitas bit-rate, dll. Biasanya, 22dB dan 33dB diambil sebagai kerugian jalur masing-masing untuk panjang hop sistem jarak jauh dan jarak sangat jauh.
Panjang gelombang haul line sangat panjang bisa mencapai 120 km tanpa repeater (LA). Namun, dengan sejumlah repeater bertingkat, panjangnya bisa mencapai 600 km, yang selanjutnya dapat ditingkatkan hingga 1200 km menggunakan modul kompensasi dispersi. Setelah jarak seperti itu, perlu pembangkitan kembali dalam tahap listrik alih-alih repeater hanya dalam tahap optik.
Pra-Amplifier (PA)
Penguat ini sendiri digunakan di terminal untuk menghubungkan DEMUX dan saluran untuk menerima sinyal yang datang dari stasiun jauh. Oleh karena itu, sinyal garis yang dilemahkan diperkuat ke level +3 dBm hingga 10 dBm sebelum masuk ke unit DEMUX.
Saluran Pengawas Optik
Fungsi transmisi data tambahan (2 mbps: EOW, data spesifik pengguna, dll. Melalui antarmuka) pada panjang gelombang terpisah (1480 nm sesuai ITU-T Rekomendasi G-692) dari level optik lebih rendah tanpa ketentuan keamanan optik, disertai dengan dan independen dari sinyal lalu lintas optik STM-n utama, dilakukan oleh OSC. EOW (0,3 hingga 3,4 KHz) untuk saluran selektif dan omnibus adalah 64 kbps dalam kode PCM 8-bit.
Optical Supervisory Channel (OSC) membantu mengontrol dan memantau perangkat jalur optik serta pengelolaan lokasi kesalahan, konfigurasi, kinerja, dan keamanan yang dicapai dengan menggunakan LCT.
Pada bab ini, kita akan membahas berbagai komponen perangkat optik.
Isolator
Isolator adalah perangkat non-timbal balik yang memungkinkan cahaya melewati serat dalam satu arah dan menawarkan atenuasi yang sangat tinggi ke arah yang berlawanan. Isolator diperlukan dalam sistem optik untuk mencegah pantulan yang tidak diinginkan, kembali ke serat dan mengganggu pengoperasian laser (menghasilkan suara). Dalam pembuatan isolator "Faradays EffectDigunakan, yang bergantung pada polarisasi.
Isolator dibuat menggunakan polarizer optik, penganalisis, dan rotator Fardays. Sinyal optik melewati polarizer, berorientasi paralel ke keadaan polarisasi yang masuk. Rotator saat ini akan memutar polarisasi sinyal optik sebesar 45 derajat.
Sinyal kemudian melewati penganalisis, yang diorientasikan pada 45 derajat sehubungan dengan polarizer masukan. Isolator melewatkan sinyal optik dari kiri ke kanan dan mengubah polarisasinya sebesar 45 derajat dan menghasilkan kerugian sekitar 2 dB.
Circulator
Sirkulator adalah perangkat mikro-optik dan dapat digunakan dengan sejumlah port, namun biasanya sirkulator 3 port / 4 port digunakan. Ini memiliki kerugian yang relatif rendah 0,5 dB hingga 1,5 dB port-to-port.
Fungsi dasar sebuah sirkulator ditunjukkan pada gambar di atas. Cahaya yang memasuki port tertentu (katakanlah port 1) berjalan di sekitar sirkulator dan keluar di port berikutnya (katakanlah port 2). Cahaya yang masuk di port 2 berangkat di port 3, dan seterusnya. Perangkat ini simetris dalam operasi di sekitar lingkaran. Sirkulator adalah perangkat mikro-optik dan dapat dibuat dengan sejumlah port. Namun, sirkulator port 3 dan 4 sangat umum. Sirkulator memiliki kerugian yang sangat rendah. Kehilangan port-ke-port yang khas adalah sekitar 0,5 hingga 1,5 db.
Pemisah dan Skrup
Skrup dan pemisah digunakan untuk menggabungkan sinyal optik dan / atau memisahkan sinyal optik. Sebagian besar skrup optik mode tunggal menggunakan prinsip kopling resonansi. Dua inti serat SM ditempatkan sejajar dan dekat satu sama lain. Transfer daya optik dari satu inti ke inti lainnya dan kembali dengan induksi gelombang elektromagnetik. Kopling daya tergantung pada panjang bagian kopling.
Tiga karakteristik penting adalah -
Return Loss - Jumlah daya yang dipantulkan dan hilang.
Insertion Loss - Jumlah sinyal yang hilang dalam total transit melalui perangkat.
Excess Loss - Kerugian tambahan perangkat di atas kerugian teoretis.
Jenis Skrup
- Skrup Y.
- Skrup bintang
- Serat menyatu
- Piring pencampur
- Planar (ruang kosong)
- Penggandeng 3 dB
- Pemecah cahaya
Filter
Filter digunakan untuk memilih sinyal di jalur trans dan penerima dari banyak sinyal. Kisi-kisi itu adalah filter. Sakelar, modulator, AWG, multiplexer, dll. Dianggap sebagai jenis filter.
Berikut adalah jenis-jenis filter -
- Fabry-Perot
- Filter merdu
- Filter kisi Bragg serat
Filter digunakan di depan sebuah LED untuk mempersempit lebar garis sebelum transmisi. Filter akan sangat berguna dalam jaringan WDM untuk -
Filter yang ditempatkan di depan penerima yang tidak koheren dapat digunakan untuk memilih sinyal tertentu dari banyak sinyal yang datang.
Jaringan WDM diusulkan yang menggunakan filter untuk mengontrol jalur mana melalui jaringan yang akan diambil sinyal.
Fiber Bragg Gratings adalah filter optik terpenting dalam dunia komunikasi.
Modulator
Modulator terdiri dari bahan yang mengubah sifat optiknya di bawah pengaruh medan listrik atau magnet. Secara umum, tiga pendekatan digunakan -
- Efek elektro-optik dan Magneto-optic
- Efek penyerapan elektro
- Modulator akustik
Akibat getaran mekanis Ref. Indeks perubahan material. Modulator akustik menggunakan suara frekuensi sangat tinggi. Dengan mengontrol intensitas suara, kita dapat mengontrol jumlah cahaya yang dibelokkan dan karenanya, membangun modulator.
Berikut adalah beberapa keunggulannya -
Mereka dapat menangani daya yang cukup tinggi.
Jumlah cahaya yang dibiaskan berbanding lurus dengan intensitas gelombang suara.
Mereka dapat memodulasi panjang gelombang yang berbeda pada saat bersamaan.
ADM Optik
Filter optik digunakan untuk mengisolasi atau menjatuhkan panjang gelombang yang diinginkan dari beberapa panjang gelombang yang sampai pada serat. Setelah panjang gelombang dijatuhkan, saluran lain yang menggunakan panjang gelombang yang sama dapat ditambahkan atau disisipkan ke serat, karena meninggalkan OADM.
ADM sederhana hanya memiliki 4 saluran masukan dan keluaran, masing-masing dengan empat panjang gelombang. Dalam OADM, panjang gelombang mungkin diperkuat, disamakan atau diproses lebih lanjut. OADM mengatur panjang gelombang dari serat input ke serat output menggunakan koneksi silang optik.
Sambungan Silang Optik
Sebuah x-connect optik dapat mengambil empat serat masukan, masing-masing membawa empat panjang gelombang, dan mengatur ulang 16 panjang gelombang, ke empat serat keluaran. Transponder sederhana di dalam OXC akan mengacak salah satu panjang gelombang ke saluran yang tersedia.
Lalu lintas telekomunikasi terus tumbuh dengan sangat cepat. Hal ini dipercepat melalui peningkatan volume data dan lalu lintas seluler, terutama di India, melalui liberalisasi pasar telekomunikasi baru-baru ini. Sebuah solusi dapat diadopsi untuk memenuhi kebutuhan lalu lintas yang terus meningkat berdasarkan kombinasi teknologi transportasi WDM, SDH, dan IP.
Multiplexing pembagian panjang gelombang digunakan untuk membuat multipleks beberapa saluran panjang gelombang pada satu untai serat, sehingga mengatasi kemacetan serat. Teknologi SDH menawarkan granularitas kapasitas, yang diminta pelanggan saat ini dan menawarkan kemungkinan untuk melindungi layanan ini dari pemadaman jaringan. Jaringan transport IP-over-WDM dapat menawarkan layanan transit Internet berkapasitas tinggi ke Penyedia Layanan Internet (ISP).
Hirarki Digital Sinkron
Jaringan Synchronous Digital Hierarchy (SDH) menggantikan PDH dan memiliki beberapa keunggulan utama.
Rekomendasi G.707, G.708, dan G.709 ITU memberikan dasar untuk jaringan global.
Jaringan mendapat manfaat dari ketahanan lalu lintas untuk meminimalkan kehilangan lalu lintas jika terjadi kerusakan serat atau kegagalan peralatan.
Teknologi pemantauan internal memungkinkan konfigurasi jarak jauh dan pemecahan masalah jaringan.
Teknologi fleksibel memungkinkan akses anak sungai di tingkat mana pun.
Teknologi bukti masa depan memungkinkan kecepatan bit yang lebih cepat seiring kemajuan teknologi.
Jaringan PDH Eropa tidak dapat berinteraksi dengan jaringan AS, jaringan SDH dapat menggunakan kedua jenis tersebut. Gambar di atas menunjukkan bagaimana jaringan PDH yang berbeda dibandingkan dan sinyal mana yang dapat dibawa melalui jaringan SDH.
SDH - Topologi Jaringan
Sistem jalur adalah sistem ke topologi jaringan PDH. Lalu lintas ditambahkan dan dijatuhkan hanya di titik akhir jaringan. Node terminal digunakan di akhir jaringan untuk menambah dan mengurangi lalu lintas.
Sistem Jalur
Dalam jaringan SDH apa pun, dimungkinkan untuk menggunakan node yang dikenal sebagai a regenerator. Node ini menerima sinyal SDH tingkat tinggi dan mentransmisikannya kembali. Tidak ada akses lalu lintas tingkat rendah yang dimungkinkan dari sebuah regenerator dan mereka hanya digunakan untuk menempuh jarak jauh antar lokasi, di mana jarak tersebut berarti bahwa daya yang diterima akan terlalu rendah untuk membawa lalu lintas.
Sistem Cincin
Sistem ring terdiri dari beberapa add / drop muxes (ADM) yang terhubung dalam konfigurasi ring. Lalu lintas dapat diakses di ADM mana pun di sekitar ring dan juga memungkinkan untuk lalu lintas dijatuhkan di beberapa node untuk tujuan siaran. Jaringan ring memiliki keunggulan menawarkan ketahanan lalu lintas, jika ada serat putus lalu lintas tidak hilang. Ketahanan jaringan dibahas secara rinci pada bab berikutnya.
Sinkronisasi Jaringan SDH
Sementara jaringan PDH tidak tersinkronisasi secara terpusat, jaringan SDH (karenanya, dinamakan hierarki digital sinkron). Di suatu tempat di jaringan operator akan menjadi sumber referensi utama. Sumber ini didistribusikan ke seluruh jaringan baik melalui jaringan SDH atau melalui jaringan sinkronisasi terpisah.
Setiap node dapat beralih ke sumber cadangan, jika sumber utama tidak tersedia. Berbagai tingkat kualitas ditentukan dan node akan beralih ke sumber kualitas terbaik berikutnya yang dapat ditemukannya. Dalam kasus di mana node menggunakan timing jalur masuk, byte S1 di overhead MS digunakan untuk menunjukkan kualitas sumber.
Sumber kualitas terendah yang tersedia untuk node umumnya osilator internalnya. Dalam kasus di mana node beralih ke sumber jam internalnya sendiri, ini harus diperbaiki sesegera mungkin, karena node dapat mulai menghasilkan kesalahan dari waktu ke waktu.
Strategi sinkronisasi untuk jaringan harus direncanakan dengan cermat. Jika semua node dalam jaringan mencoba menyinkronkan tetangganya di sisi yang sama, Anda akan mendapatkan efek yang disebut atiming loop, seperti yang ditunjukkan pada gambar di atas. Jaringan ini akan segera mulai menghasilkan kesalahan saat setiap node mencoba melakukan sinkronisasi satu sama lain.
Hirarki SDH
Gambar berikut menunjukkan bagaimana payload dibuat, dan itu tidak seseram yang terlihat pada awalnya.
WDM adalah teknologi yang memungkinkan berbagai sinyal optik dikirim oleh satu serat. Prinsipnya pada dasarnya sama dengan Frequency Division Multiplexing (FDM). Artinya, beberapa sinyal ditransmisikan menggunakan operator berbeda, menempati bagian spektrum frekuensi yang tidak tumpang tindih. Dalam kasus WDM, pita spektrum yang digunakan berada di wilayah 1300 atau 1550 nm, yang merupakan dua jendela panjang gelombang di mana serat optik memiliki kehilangan sinyal yang sangat rendah.
Awalnya, setiap jendela digunakan untuk mengirimkan sinyal digital tunggal. Dengan kemajuan komponen optik, seperti laser Umpan Balik Terdistribusi (DFB), Penguat Serat Doped Erbium (EDFA), dan detektor foto, segera disadari bahwa setiap jendela pemancar sebenarnya dapat digunakan oleh beberapa sinyal optik, masing-masing menempati traksi kecil dari jendela panjang gelombang total yang tersedia.
Faktanya, jumlah sinyal optik yang digandakan di dalam jendela hanya dibatasi oleh ketepatan komponen ini. Dengan teknologi saat ini, lebih dari 100 saluran optik dapat digandakan menjadi satu serat. Teknologi tersebut kemudian diberi nama Dense WDM (DWDM).
WDM dalam Jangka Panjang
Pada tahun 1995, operator jarak jauh di Amerika Serikat mulai menerapkan sistem transmisi WDM point-to-point untuk meningkatkan kapasitas jaringan mereka sambil memanfaatkan infrastruktur serat yang ada. Sejak itu, WDM juga menggemparkan pasar jarak jauh. Teknologi WDM memungkinkan untuk mengatasi kebutuhan kapasitas yang terus meningkat sambil menunda habisnya serat dan meningkatkan fleksibilitas untuk peningkatan kapasitas.
Pendorong yang paling umum, bagaimanapun, adalah keunggulan biaya dari solusi WDM dibandingkan dengan solusi yang bersaing, seperti Space Division Multiplexing (SDM) atau Enhanced Time Division Multiplexing (TDM) untuk meningkatkan kapasitas jaringan. Solusi WDM "terbuka", yang diilustrasikan pada gambar berikut menggunakan transponder dalam multiplexer terminal (TMs) WDM dan penguat optik sebaris yang digunakan bersama oleh beberapa saluran panjang gelombang.
Transponder pada dasarnya adalah konverter 3R opto-elektro-optik (O / E / O), yang mengubah sinyal optik standar G.957 menjadi saluran panjang gelombang yang sesuai (dan sebaliknya) sambil menyalakan kembali, membentuk kembali dan mengatur ulang sinyal secara elektrik . Solusi SDM menggunakan beberapa pasangan serat secara paralel, masing-masing dilengkapi dengan regenerator SDH, bukan beberapa panjang gelombang yang berbagi penguat optik sebaris yang sama. Meningkatkan ke tingkat TDM yang lebih tinggi (misalnya, dari 2,5 Gb / dtk STM-16 menjadi 10 Gb / dtk STM-64) hanyalah solusi jangka pendek karena gangguan transmisi seperti dispersi tidak berskala baik dengan peningkatan laju TDM, terutama pada standar serat mode tunggal.
Sebuah studi kasus telah menunjukkan bahwa sistem WDM point-to-point jarak jauh jelas merupakan solusi yang lebih hemat biaya daripada SDM, bahkan untuk tiga saluran STM-16. Gambar di atas mengilustrasikan dua perbandingan biaya sambungan untuk inti awal jaringan transportasi yang terdiri dari 5000 km fiber dengan jarak rata-rata 300 km antara dua kota akses. Perhatikan bahwa titik referensi biaya 100 persen pada gambar di atas sesuai dengan biaya pemasangan satu saluran STM-16, termasuk biaya fiber. Dua kesimpulan dapat diambil dari gambar di atas.
Seperti yang ditunjukkan pada gambar berikut, jika hanya biaya peralatan transmisi dan regenerasi yang dipertimbangkan (yaitu, regenerator SDH dalam wadah SDM dan WDM TM dengan transponder dengan penguat optik sebaris dalam wadah WDM), biaya tautan awal untuk menggunakan teknologi WDM lebih mahal dua kali lipat dari SDH. Namun, solusi WDM lebih hemat biaya untuk penyebaran tiga saluran dan lebih banyak dalam jaringan, karena penggunaan bersama penguat optik sebaris.
Seperti yang ditunjukkan pada gambar berikut, jika selain pertimbangan di atas, biaya serat juga dipertimbangkan, keuntungan biaya kasus WDM menjadi lebih jelas dan diperkuat dengan bertambahnya jumlah saluran. Solusi WDM lebih hemat biaya untuk penyebaran tiga saluran dan lebih banyak lagi di jaringan.
WDM dalam Jangka Pendek
Regenerator tidak diperlukan dan gangguan optik memiliki dampak yang lebih kecil karena jarak yang terbatas dalam jaringan jarak pendek, oleh karena itu manfaat WDM kurang jelas dibandingkan dengan SDM atau solusi TDM yang ditingkatkan. Namun, kelelahan serat dan komponen optik berbiaya rendah kini mendorong WDM di wilayah metropolitan.
Aplikasi jarak pendek terkait dengan inter-koneksi beberapa Points of Presence (POPs) dalam kota yang sama. Mari kita perhatikan sebuah contoh. Gambar berikut menunjukkan bahwa jaringan transportasi memiliki setidaknya dua POP per kota, di mana pelanggan dapat melakukan interkoneksi. Dengan teknik interkoneksi node ganda, seperti drop and continue, jaringan pelanggan dapat dihubungkan dengan jaringan transport melalui dua POP yang berbeda.
Hal ini menghasilkan arsitektur yang sangat aman yang bahkan dapat bertahan dari kegagalan POP tanpa dampak lalu lintas. Dengan demikian, arus lalu lintas antara dua POP di suatu kota tidak hanya terdiri dari lalu lintas yang melewati kota, tetapi juga lalu lintas yang diakhiri di dalam kota dan diproteksi menggunakan Drop and Continue. Persyaratan kapasitas dalam kota yang meningkat ini telah menyebabkan penerapan WDM di bagian jaringan transportasi jarak pendek.
Alasan utama WDM lebih disukai daripada SDM adalah karena serat di kota harus disewa dari pihak ketiga atau jaringan serat optik harus dibangun. Menyewa atau membangun serat kota bukan hanya proses yang mahal, tetapi juga merupakan pendekatan yang kurang fleksibel untuk meningkatkan kapasitas. Dalam lingkungan yang dinamis, di mana distribusi dan volume lalu lintas berkembang pesat, jumlah serat optik yang akan disewakan atau dibangun sulit untuk diprediksi sebelumnya. Oleh karena itu, penggunaan teknologi WDM memiliki keunggulan fleksibilitas yang jelas karena kanal panjang gelombang dapat diaktifkan dalam waktu yang sangat singkat.
Meskipun sistem WDM jarak pendek tertentu tersedia di dunia, adalah menguntungkan untuk menggunakan jenis sistem WDM yang sama untuk jaringan jarak jauhnya. Sementara sistem WDM jarak pendek lebih murah daripada sistem jarak jauh dan karena komponen optik berbiaya rendah dapat digunakan, mereka mengarah ke jaringan heterogen, yang tidak disukai karena beberapa alasan. Pertama, menggunakan dua sistem yang berbeda menyebabkan peningkatan biaya operasional dan manajemen. Misalnya, jaringan heterogen membutuhkan lebih banyak suku cadang peralatan daripada jaringan yang homogen. Kedua, interworking antara dua sistem yang berbeda mungkin menimbulkan masalah. Misalnya, kemacetan dapat terjadi karena sistem WDM jarak pendek biasanya mendukung panjang gelombang yang lebih sedikit daripada sistem WDM jarak jauh.
Arsitektur Jaringan Transportasi Optik
Optical Transport Networking (OTN), seperti yang ditunjukkan pada gambar berikut, mewakili langkah alami selanjutnya dalam evolusi jaringan transportasi. Dari perspektif arsitektur tingkat tinggi, orang tidak akan mengharapkan arsitektur OTN berbeda secara signifikan dari SDH. Namun demikian, fakta bahwa SDH melibatkan rekayasa jaringan digital dan OTN melibatkan rekayasa jaringan analog mengarah pada beberapa perbedaan yang signifikan, meskipun halus. Menjelajahi perbedaan ini membawa kita pada pemahaman tentang aspek OTN yang mungkin berbeda dari rekan-rekan SDH mereka.
Arsitektur OTN WDM yang berkembang (termasuk topologi jaringan dan skema survivabilitas) akan sangat mirip - jika tidak mencerminkan - arsitektur untuk jaringan SDH TDM. Ini seharusnya mengejutkan, bagaimanapun, karena baik SDH dan OTN adalah jaringan multipleks berorientasi koneksi. Perbedaan utama berasal dari bentuk teknologi multiplexing: TDM digital untuk SDH vs WDM analog untuk OTN.
Perbedaan digital vs. analog memiliki efek yang sangat besar pada biaya dasar / kinerja trade-off di banyak aspek jaringan OTN dan desain sistem. Secara khusus, kompleksitas yang terkait dengan rekayasa jaringan analog dan implikasi pemeliharaan merupakan sebagian besar tantangan yang terkait dengan OTN.
Untuk memenuhi kebutuhan jangka pendek untuk peningkatan kapasitas, sistem jalur point-to-point WDM akan terus digunakan dalam skala besar. Seiring bertambahnya jumlah panjang gelombang dan jarak antar terminal, ada kebutuhan yang meningkat untuk menambah dan / atau menurunkan panjang gelombang di situs perantara. Oleh karena itu, ADM Optik (OADM) yang dapat dikonfigurasi ulang secara fleksibel akan menjadi elemen integral dari jaringan WDM.
Karena lebih banyak panjang gelombang digunakan di jaringan pembawa, akan ada kebutuhan yang meningkat untuk mengelola kapasitas dan sinyal hand-off antara jaringan pada tingkat saluran optik. Dengan cara yang hampir sama, DXC muncul untuk mengatur kapasitas pada lapisan listrik, Optical Cross-Connects (OXCs) akan muncul untuk mengatur kapasitas pada lapisan optik.
Awalnya, kebutuhan untuk manajemen bandwidth lapisan optik akan menjadi yang paling akut di lingkungan jaringan transportasi inti. Di sini, konektivitas berbasis mesh logis akan didukung melalui topologi fisik termasuk cincin perlindungan bersama berbasis OADM dan arsitektur restorasi mesh berbasis OXC. Pilihannya akan bergantung pada tingkat bandwidth "over build" yang diinginkan penyedia layanan dan persyaratan skala waktu survivabilitas.
Karena persyaratan manajemen bandwidth yang serupa muncul untuk lingkungan antar-kantor dan akses metropolitan, solusi berbasis cincin OADM juga akan dioptimalkan untuk aplikasi berikut: cincin perlindungan bersama optik untuk permintaan mesh, dan cincin perlindungan khusus optik untuk permintaan hub. Oleh karena itu, seperti halnya OA yang merupakan enabler teknologi untuk kemunculan sistem garis titik-ke-titik WDM, OADM dan OXC akan menjadi pendorong munculnya OTN.
Karena elemen jaringan optik mengasumsikan fungsionalitas lapisan pengangkut yang secara tradisional disediakan oleh peralatan SDH, lapisan pengangkut optik akan berfungsi sebagai lapisan pengangkut pemersatu yang mampu mendukung format sinyal jaringan inti paket lama dan terkonvergensi. Tentu saja, perpindahan penyedia layanan ke OTN akan diprediksi pada transfer fungsionalitas lapisan transport "seperti SDH" ke lapisan optik, bersamaan dengan pengembangan filosofi pemeliharaan dan fitur pemeliharaan jaringan terkait untuk lapisan transport optik yang muncul.
Kemampuan bertahan hidup adalah inti dari peran jaringan optik sebagai infrastruktur transportasi pemersatu. Seperti banyak aspek arsitektural lainnya, kemampuan bertahan jaringan optik akan memiliki kemiripan tingkat tinggi dengan kemampuan bertahan SDH, karena topologi jaringan dan jenis elemen jaringan sangat mirip. Di dalam lapisan optik, mekanisme survivabilitas akan terus menawarkan pemulihan secepat mungkin dari pemotongan serat dan kesalahan media fisik lainnya, serta memberikan manajemen kapasitas perlindungan yang efisien dan fleksibel.
OTN secara konseptual analog dengan SDH, di mana sublapisan didefinisikan yang mencerminkan hubungan klien-server. Karena, OTN dan SDH keduanya adalah jaringan multipleks berorientasi koneksi, maka tidak mengherankan bahwa skema pemulihan dan perlindungan untuk keduanya sangat mirip. Perbedaan yang halus namun penting patut diulang: walaupun jaringan TDM didasarkan pada manipulasi slot waktu digital, jaringan OTN / WDM didasarkan pada slot frekuensi analog atau manipulasi saluran optik (panjang gelombang). Jadi, meskipun kita mungkin mengharapkan arsitektur perlindungan dan restorasi yang serupa dengan kedua teknologi tersebut, jenis kegagalan jaringan yang mungkin perlu dipertanggungjawabkan dalam skema survivabilitas tertentu mungkin sangat berbeda.
Daya Tahan Lapisan Optik
Jaringan telekomunikasi dituntut untuk menyediakan layanan tanpa gangguan yang andal kepada pelanggannya. Persyaratan ketersediaan keseluruhan berada pada urutan 99,999 persen atau lebih tinggi, yang berarti bahwa jaringan tidak dapat turun rata-rata selama lebih dari 6 menit / tahun. Akibatnya, survivabilitas jaringan menjadi faktor utama yang mempengaruhi bagaimana jaringan ini dirancang dan dioperasikan. Jaringan perlu dirancang untuk menangani pemotongan sambungan atau serat serta kesalahan peralatan.
Jaringan dapat dilihat sebagai terdiri dari banyak lapisan yang saling beroperasi satu sama lain, seperti yang ditunjukkan pada gambar di atas. Operator yang berbeda memilih cara berbeda untuk mewujudkan jaringan mereka menggunakan kombinasi strategi pelapisan yang berbeda. Operator incumbent menggunakan basis besar peralatan SDH mereka dan kemampuan perawatan dan pemantauan yang luas dari koneksi silang digital.
Sebaliknya, operator yang menawarkan layanan berbasis Internet Protocol (IP) berusaha memiliki infrastruktur jaringan yang disederhanakan menggunakan IP sebagai lapisan transport dasar tanpa menggunakan SDH. Operator yang membedakan dirinya berdasarkan kualitas (dan keragaman) layanan (QOS) dapat menggunakan ATM sebagai teknologi transportasi mereka. Di bawah lapisan ini adalah lapisan WDM optik yang muncul, atau lapisan optik.
Lapisan optik menyediakan jalur cahaya ke lapisan yang lebih tinggi, yang dapat dianggap sebagai lapisan klien yang menggunakan layanan yang disediakan oleh lapisan optik. Jalur lampu adalah pipa sakelar sirkuit yang membawa lalu lintas pada kecepatan bit yang cukup tinggi (misalnya, 2,5 Gb / s atau 10 Gb / s). Jalur cahaya ini biasanya diatur untuk menghubungkan peralatan lapisan klien, seperti SDH ADM, router IP, atau sakelar ATM. Setelah disiapkan, mereka tetap cukup statis dari waktu ke waktu.
Lapisan optik terdiri dari Terminal Jalur Optik (OLT), ADM Optik (OADM), dan Sambungan Silang Optik (OXC) seperti yang ditunjukkan pada gambar berikut. OLT multipleks beberapa saluran menjadi satu serat atau sepasang serat. OADM menjatuhkan dan menambahkan sejumlah kecil saluran dari / ke aliran WDM agregat. OXC, mengalihkan dan mengelola sejumlah besar saluran di lokasi node lalu lintas tinggi.
Kami melihat perlindungan lapisan optik dari perspektif layanan, dalam hal jenis layanan yang diperlukan untuk disediakan oleh lapisan optik ke lapisan yang lebih tinggi. Kami kemudian membandingkan skema perlindungan lapisan optik berbeda yang telah diusulkan dalam hal biaya dan efisiensi bandwidth berdasarkan campuran layanan yang harus didukung. Ini agak berbeda, yang cenderung memandang perlindungan lapisan optik sebagai analogi dengan perlindungan lapisan SDH.
Mengapa Perlindungan Lapisan Optik?
Lapisan IP, ATM, dan SDH yang ditunjukkan pada gambar di atas, semuanya menggabungkan teknik perlindungan dan pemulihan. Sementara semua lapisan ini dirancang untuk bekerja dengan lapisan lain, mereka juga dapat langsung beroperasi di atas serat, dan karenanya tidak bergantung pada lapisan lain untuk menangani fungsi perlindungan dan pemulihan. Hasilnya, setiap lapisan ini memiliki fungsi perlindungan dan pemulihannya sendiri. Dengan demikian, muncul pertanyaan, mengapa kita membutuhkan lapisan optik untuk menyediakan mekanisme perlindungan dan pemulihannya sendiri. Berikut adalah beberapa alasannya -
Beberapa lapisan yang beroperasi di atas lapisan optik mungkin tidak sepenuhnya dapat menyediakan semua fungsi perlindungan yang diperlukan di jaringan. Misalnya, lapisan SDH dirancang untuk memberikan perlindungan yang komprehensif dan, oleh karena itu, tidak akan bergantung pada perlindungan lapisan optik. Namun, teknik perlindungan di lapisan lain (IP atau ATM) sendiri mungkin tidak cukup untuk menyediakan ketersediaan jaringan yang memadai jika ada kesalahan.
Saat ini ada banyak usulan untuk mengoperasikan lapisan IP langsung di atas lapisan optik tanpa menggunakan lapisan SDH. Sementara IP menggabungkan toleransi kesalahan pada tingkat perutean, mekanisme ini rumit dan tidak cukup cepat untuk menyediakan QOS yang memadai. Dalam hal ini, lapisan optik harus memberikan perlindungan cepat untuk memenuhi persyaratan ketersediaan keseluruhan dari lapisan pengangkut.
Sebagian besar operator memiliki investasi besar dalam peralatan lama yang tidak menyediakan mekanisme perlindungan sama sekali, tetapi tidak dapat diabaikan. Pengenalan lapisan optik yang mulus antara peralatan ini dan serat mentah menawarkan peningkatan infrastruktur berbiaya rendah melalui sambungan serat panjang dengan peningkatan daya tahan.
Perlindungan dan pemulihan lapisan optik dapat digunakan untuk memberikan tingkat ketahanan tambahan di jaringan. Misalnya, banyak jaringan transportasi dirancang untuk menangani satu kegagalan dalam satu waktu, tetapi tidak untuk beberapa kegagalan. Restorasi optik dapat digunakan untuk memberikan ketahanan terhadap banyak kegagalan.
Perlindungan lapisan optik bisa lebih efisien dalam menangani jenis kegagalan tertentu, seperti pemotongan serat. Serat tunggal membawa banyak panjang gelombang lalu lintas (misalnya, aliran 16-32 SDH). Pemotongan serat, oleh karena itu, menghasilkan semua 16-32 aliran SDH ini secara independen dipulihkan oleh lapisan SDH. Sistem manajemen jaringan dibanjiri dengan sejumlah besar alarm yang dihasilkan oleh masing-masing entitas independen ini. Jika pemotongan serat dipulihkan dengan cukup cepat oleh lapisan optik, inefisiensi operasional ini dapat dihindari.
Penghematan biaya yang signifikan dapat diperoleh dengan memanfaatkan perlindungan dan pemulihan lapisan optik.
Batasan - Perlindungan Lapisan Optik
Berikut adalah beberapa batasan dari perlindungan lapisan optik.
Itu tidak dapat menangani semua jenis kesalahan dalam jaringan. Misalnya, tidak dapat menangani kegagalan laser di router IP atau SDH ADM yang terpasang ke jaringan optik. Jenis kegagalan ini harus ditangani masing-masing oleh lapisan IP atau SDH.
Ini mungkin tidak dapat mendeteksi semua jenis kesalahan dalam jaringan. Jalur cahaya yang disediakan oleh lapisan optik mungkin transparan sehingga membawa data pada berbagai kecepatan bit. Lapisan optik dalam kasus ini mungkin sebenarnya tidak menyadari apa sebenarnya yang dibawa pada jalur cahaya ini. Akibatnya, ia tidak dapat memantau lalu lintas untuk merasakan degradasi, seperti tingkat kesalahan bit yang meningkat, yang biasanya memerlukan sakelar perlindungan.
Lapisan optik melindungi lalu lintas dalam satuan jalur cahaya. Ini tidak dapat memberikan tingkat perlindungan yang berbeda untuk bagian berbeda dari lalu lintas yang dibawa pada jalur cahaya (bagian dari lalu lintas mungkin berprioritas tinggi, prioritas lain yang lebih rendah). Fungsi ini harus dijalankan oleh lapisan yang lebih tinggi yang menangani lalu lintas pada perincian yang lebih baik ini.
Mungkin ada batasan anggaran tautan yang membatasi kemampuan perlindungan lapisan optik. Misalnya, panjang rute proteksi atau jumlah node yang dilalui lalu lintas proteksi mungkin dibatasi.
Jika keseluruhan jaringan tidak direkayasa dengan hati-hati, mungkin ada kondisi balapan saat lapisan optik dan lapisan klien mencoba melindungi lalu lintas dari kegagalan secara bersamaan.
Teknologi dan teknik perlindungan belum diuji di lapangan, dan penerapan skala penuh dari mekanisme perlindungan baru ini, oleh karena itu, akan memakan waktu beberapa tahun.
Definisi Entitas yang Dilindungi
Sebelum membahas detail teknik perlindungan dan trade-off di antara keduanya, ada baiknya untuk menentukan entitas yang dilindungi oleh lapisan optik dan lapisan klien. Entitas tersebut ditunjukkan pada gambar berikut.
Port Peralatan Klien
Port pada peralatan klien mungkin gagal. Dalam kasus ini, lapisan optik tidak dapat melindungi lapisan klien dengan sendirinya.
Koneksi Intrasit Antara Klien dan Peralatan Optik
Kabel di dalam situs mungkin terputus, terutama karena kesalahan manusia. Ini dianggap sebagai peristiwa yang relatif mungkin terjadi. Sekali lagi, perlindungan penuh terhadap kejadian seperti itu hanya dapat didukung oleh perlindungan lapisan klien dan lapisan optik gabungan.
Kartu Transponder
Transponder adalah kartu antarmuka antara peralatan klien dan lapisan optik. Kartu ini mengubah sinyal dari peralatan klien menjadi panjang gelombang yang sesuai untuk digunakan di dalam jaringan optik, menggunakan konversi optik ke listrik ke optik. Oleh karena itu, tingkat kegagalan kartu ini tidak dapat diabaikan. Mengingat banyaknya jumlah kartu ini dalam suatu sistem (satu per panjang gelombang), dukungan perlindungan khusus untuk mereka sudah teratur.
Fasilitas eksternal
Fasilitas serat antar situs ini dianggap sebagai komponen yang paling tidak dapat diandalkan dalam sistem. Pemotongan serat cukup umum. Kategori ini juga mencakup penguat optik yang dipasang di sepanjang serat.
Seluruh node
Seluruh node dapat gagal karena kesalahan oleh staf pemeliharaan (misalnya, pemutus arus listrik yang tersandung) atau kegagalan seluruh situs. Kegagalan lokasi relatif jarang terjadi, dan biasanya terjadi karena bencana alam seperti kebakaran, banjir, atau gempa bumi. Kegagalan node memiliki dampak yang signifikan pada jaringan dan, oleh karena itu, masih perlu dilindungi, meskipun probabilitas kejadiannya relatif rendah.
Perlindungan Vs Restorasi
Protectiondidefinisikan sebagai mekanisme utama yang digunakan untuk menangani kegagalan. Ini harus sangat cepat (biasanya lalu lintas tidak boleh terganggu selama lebih dari 60 ms jika terjadi kegagalan jaringan SDH). Akibatnya, rute perlindungan biasanya perlu direncanakan sebelumnya sehingga lalu lintas dapat dialihkan dari rute normal ke rute perlindungan dengan cepat.
Karena persyaratan kecepatan, fungsi ini biasanya dilakukan dengan cara terdistribusi oleh elemen jaringan tanpa bergantung pada entitas manajemen terpusat untuk mengoordinasikan tindakan perlindungan. Dengan pengecualian skema proteksi mesh cepat yang baru-baru ini (dan belum terbukti), teknik proteksi cenderung cukup sederhana dan diimplementasikan dalam topologi linier atau ring. Mereka semua akhirnya menggunakan bandwidth akses 100 persen di jaringan.
Sebaliknya, restorationbukanlah mekanisme utama yang digunakan untuk menangani kegagalan. Setelah fungsi perlindungan selesai, pemulihan digunakan untuk menyediakan rute yang efisien atau ketahanan tambahan terhadap kegagalan lebih lanjut sebelum kegagalan pertama diperbaiki. Akibatnya, ini bisa menjadi sangat lambat (terkadang detik hingga menit).
Rute restorasi tidak perlu direncanakan sebelumnya dan dapat dihitung dengan cepat oleh sistem manajemen terpusat, tanpa memerlukan fungsi kontrol terdistribusi. Algoritme yang lebih canggih dapat digunakan untuk mengurangi kelebihan bandwidth yang diperlukan, dan topologi mesh yang lebih kompleks dapat didukung.
Sublayer Dalam Lapisan Optik
Lapisan optik terdiri dari beberapa sub-lapisan. Perlindungan dan pemulihan dapat dilakukan di berbagai lapisan ini. Kami dapat memiliki skema yang melindungi jalur cahaya individu atau saluran optik. Skema ini menangani pemotongan serat serta kegagalan peralatan terminal, seperti laser atau penerima.
Kami dapat memiliki skema yang bekerja pada level sinyal agregat, yang sesuai dengan lapisan Optical Multiplex Section (OMS). Skema ini tidak membedakan antara jalur cahaya berbeda yang digandakan bersama, dan memulihkan semuanya secara bersamaan dengan mengubahnya sebagai satu grup.
Istilah perlindungan lapisan-jalur digunakan untuk menunjukkan skema yang beroperasi melalui saluran individu atau jalur cahaya dan perlindungan lapisan garis untuk menunjukkan skema yang beroperasi pada lapisan penampang multipleks optik. Lihat Tabel 1 untuk perbandingan antara properti skema jalur dan lapisan garis, dan Tabel 2 dan Tabel 3 untuk skema jalur dan garis yang berbeda.
Tabel 1: Perbandingan Antara Proteksi Jalur dan Proteksi Jalur
Kriteria | Perlindungan Garis | Perlindungan Jalur |
---|---|---|
Melindungi dari | Fasilitas antar kantor Kegagalan situs / node |
Fasilitas antar kantor Kegagalan situs / node Kegagalan peralatan |
Jumlah serat | Empat, jika multiplexing level tunggal digunakan | Dua |
Dapat menangani kegagalan / degradasi jalur tunggal | Tidak | Iya |
Mendukung lalu lintas yang tidak boleh dilindungi | Tidak | Iya |
Biaya peralatan | Rendah | Tinggi |
Efisiensi bandwidth | Bagus untuk lalu lintas yang dilindungi | Rendah untuk saluran yang tidak dilindungi |
Tabel 2: Perbandingan Antara Skema Garis-Lapisan
Skema | Melindungi Terhadap | Topologi | Kendala / Kekurangan | Keuntungan pelanggan |
---|---|---|---|---|
1 + 1 baris | Pemotongan garis | Poin ke poin | Rute yang beragam dibutuhkan untuk melindungi serat | Paling sederhana untuk diterapkan dan dioperasikan |
1 + 1 baris | Pemotongan garis | Poin ke poin | Rute yang beragam dibutuhkan untuk melindungi serat | Dukungan untuk lalu lintas prioritas rendah Kerugian lebih rendah (sekitar 3 dB) |
OULSR | Pemotongan garis Kesalahan node |
Cincin metropolitan | Kerusakan lapisan optik Kehilangan daya lebih lanjut terjadi karena penghubung sinyal tingkat-garis |
Mudah diimplementasikan dan dioperasikan Dapat dilakukan dengan menggunakan elemen pasif (bukan sakelar optik) |
OBLSR | Pemotongan garis Kesalahan node |
Cincin metropolitan | Kerusakan lapisan optik | Penggunaan kembali bandwidth perlindungan Dukungan untuk lalu lintas prioritas rendah |
Perlindungan garis mesh | Pemotongan garis Kesalahan node |
Apa saja | Dibatasi oleh kerusakan lapisan optik Berdasarkan sambungan silang semua optik Sulit diatur |
Efisien Biaya rendah |
Tabel 3: Perbandingan Antara Skema Path-Layer
Skema | Melindungi Terhadap | Topologi | Kendala / Kekurangan | Keuntungan pelanggan |
---|---|---|---|---|
Perlindungan lapisan klien | Kesalahan peralatan klien Fasilitas intra-kantor Kesalahan transponder Fasilitas antar kantor Kesalahan node |
Apa saja | Membutuhkan jalur yang beragam dalam jaringan Paling mahal |
Perlindungan paling luas |
1: N perlindungan peralatan | Kesalahan transponder | Linear atau cincin | Biaya yang sangat rendah Bandwidth efisien |
|
1 + 1 jalur atau OUPSR | Fasilitas antar kantor Kesalahan node |
Apa saja | Membutuhkan jalur yang beragam dalam jaringan Mengkonsumsi bandwidth |
Mirip dengan perlindungan klien Sederhana untuk dikembangkan dan dioperasikan |
OBPSR | Fasilitas antar kantor Kesalahan node |
Dering virtual | Penggunaan kembali bandwidth perlindungan Mendukung lalu lintas prioritas rendah |
|
Perlindungan jalur mesh | Fasilitas antar kantor Kesalahan node |
Apa saja | Membutuhkan OXC Sangat kompleks untuk diterapkan dan dioperasikan |
Efisiensi tinggi |
Topologi jaringan fisik dapat berupa mesh apa saja, melewati jalur cahaya antara node peralatan klien. Topologi virtual dari sudut pandang peralatan klien dibatasi sesuai dengan lapisan klien (misalnya, cincin untuk SDH). 2Topologi fisik adalah sembarang mesh, sedangkan topologi virtual dari jalur cahaya adalah cincin.
Pertimbangkan, misalnya, dua skema perlindungan yang ditunjukkan pada gambar berikut. Kedua skema ini dapat dianggap sebagai skema perlindungan 1 + 1, yaitu, keduanya membagi sinyal di ujung pengiriman dan memilih salinan yang lebih baik di ujung penerima. Gbr. (A) menggambarkan perlindungan lapisan garis 1 + 1, di mana pemisahan dan pemilihan dilakukan untuk seluruh sinyal WDM bersama-sama. Gbr. (B) menggambarkan perlindungan lapisan jalur 1 + 1, di mana pemisahan dan pemilihan dilakukan secara terpisah untuk setiap jalur cahaya.
Lapisan Garis versus Perlindungan Lapisan Jalur
Ada perbedaan biaya dan kompleksitas yang penting antara kedua pendekatan tersebut. Perlindungan saluran memerlukan satu pembagi tambahan dan beralih ke sistem yang tidak dilindungi. Namun, proteksi jalur membutuhkan satu splitter dan sakelar per saluran. Lebih penting lagi, perlindungan jalur biasanya membutuhkan dua kali transponder dan dua kali lebih banyak sumber daya mux / demux untuk perlindungan saluran. Oleh karena itu, proteksi jalur hampir dua kali lebih mahal dari proteksi jalur, jika semua saluran ingin dilindungi. Namun, ceritanya berubah jika semua saluran tidak perlu dilindungi.
Skema Perlindungan Dasar
Perbandingan skema perlindungan dapat ditemukan di Tabel -1, 2, dan 3. Skema perlindungan lapisan optik dapat diklasifikasikan dengan cara yang sama seperti skema perlindungan SDH dan dapat diterapkan baik pada lapisan klien, lapisan jalur, atau lapisan garis .
Perlindungan Klien
Opsi sederhana adalah membiarkan lapisan klien menjaga perlindungannya sendiri dan tidak membiarkan lapisan optik melakukan perlindungan apa pun. Ini mungkin kasus untuk lapisan klien SDH. Meskipun sederhana dari perspektif lapisan optik, manfaat biaya yang signifikan dan penghematan bandwidth dapat diperoleh dengan melakukan perlindungan lapisan optik. Meskipun metode perlindungan klien dapat mendukung jaringan klien point-to-point, ring, atau mesh, penting untuk dicatat bahwa dari sudut pandang jaringan optik, semua ini diterjemahkan ke dalam dukungan mesh optik, karena bahkan klien point-to-point link dapat menjangkau seluruh jaringan mesh optik.
Dalam perlindungan lapisan klien, jalur klien perlindungan dan kerja sepenuhnya dirutekan melalui lapisan optik sehingga tidak ada titik kegagalan tunggal. Selain itu, jalur klien perlindungan dan kerja tidak boleh dipetakan ke panjang gelombang yang berbeda melalui tautan WDM yang sama. Jika tautan WDM gagal, kedua jalur akan hilang.
Skema Lapisan Jalur
1 + 1 Perlindungan Jalur
Skema ini membutuhkan dua panjang gelombang di seluruh jaringan, serta dua set transponder di setiap ujungnya. Saat diterapkan ke sebuah cincin, perlindungan ini juga disebut sebagai Optical Unidirectional Path Switched Ring (OUPSR) atau OCh Dedicated Protection Ring (OCh / DP Ring).
Implementation Notes- Penghubung biasanya dilakukan melalui penggandeng optik, sedangkan pemilihan dilakukan melalui sakelar optik 1 x 2. Pihak penerima dapat memutuskan untuk beralih ke jalur cadangan tanpa koordinasi dengan sumbernya.
Cincin Berganti Jalur Dua Arah
Skema ini secara longgar didasarkan pada SDH 4-fiber Bidirectional Line Switched Ring (BLSR) dan bergantung pada bandwidth perlindungan bersama di sekitar ring. Ketika jalur lampu kerja gagal, node berkoordinasi dan mencoba mengirim lalu lintas melalui bandwidth perlindungan yang ditentukan ke arah yang sama di sekitar ring (untuk mengatasi kesalahan transponder). Ini adalah sakelar rentang. Jika ini gagal, node memutar lalu lintas di sekitar jalur alternatif di sekitar ring sampai ke ujung lain dari kegagalan. Tindakan ini adalah sakelar cincin.
Skema ini memungkinkan jalur cahaya yang tidak tumpang tindih untuk berbagi bandwidth perlindungan yang sama selama keduanya tidak gagal bersamaan. Skema ini juga disebut cincin perlindungan bersama OCh (OCh / SPRing).
Implementation Notes- Skema ini dapat diterapkan di OXC atau, melalui sakelar yang jauh lebih kecil di OADM. Sakelar diperlukan untuk setiap saluran perlindungan. Ini mirip dengan standar SDH BLSR.
Perlindungan Jalur Mesh
Skema ini memungkinkan perlindungan mesh global dengan peralihan yang sangat cepat (dalam waktu kurang dari 100 ms) untuk setiap jalur cahaya yang gagal secara terpisah ke jalur cadangan, yang digunakan bersama oleh beberapa jalur cahaya yang berpotensi mengambil rute berbeda per jalur cahaya. Jika terjadi kegagalan, ini diintimasikan ke semua node terkait yang menyiapkan jalur cadangan.
Implementation Notes- Skema ini sedang diimplementasikan di OXC. Karena batasan waktu, jalur cadangan yang telah ditentukan disimpan di node jaringan dan diaktifkan berdasarkan jenis kegagalan.
Restorasi Jalur Mesh
Tidak seperti perlindungan jalur mesh, skema ini tidak memiliki batasan waktu yang ketat. Perangkat ini menghitung rute alternatif menggunakan topologi dan menyebarkan informasi pengaturan baru ke node, yang mengatur rute ini. Node tidak perlu memelihara informasi n / w.
Implementation Notes - Sifat terpusat dari skema ini memastikan rute perlindungan yang lebih optimal dan mengurangi kompleksitas implementasi dan pemeliharaan.
1: N Perlindungan Peralatan
Salah satu modul yang paling kompleks (dan dengan demikian rentan terhadap kegagalan) di terminal WDM tipikal adalah transponder. Perlindungan 1: N menetapkan transponder cadangan untuk mengambil alih jika transponder normal gagal.
Implementation Notes- Skema ini biasanya didasarkan pada panjang gelombang terlindungi yang ditentukan. Jika terjadi kegagalan, kedua ujungnya harus beralih menggunakan protokol pensinyalan cepat, tidak seperti APS di SDH.
Skema Lapisan Garis
1 + 1 Perlindungan Linear
Skema ini didasarkan pada menjembatani seluruh sinyal WDM dalam jumlah besar ke sepasang fasilitas yang dirutekan secara beragam. Ujung penerima fasilitas ini kemudian memilih sinyal mana yang akan diterima.
1: 1 Perlindungan Linear
Skema ini memerlukan konfigurasi yang mirip dengan yang sebelumnya (yaitu, 1 + 1 linier), namun, sinyal dialihkan ke jalur kerja atau perlindungan, tetapi tidak ke keduanya. Meskipun hal ini meningkatkan beban koordinasi, ini memungkinkan menjalankan lalu lintas dengan prioritas rendah di jalur cadangan (hingga diperlukan untuk melindungi jalur kerja). Ini juga memerlukan kehilangan daya optik yang lebih rendah karena fakta bahwa seluruh energi sinyal diarahkan ke satu jalur, bukan dua.
Implementation Notes- Peralihan biasanya dilakukan dengan menggunakan sakelar optik 1 × 2. Koordinasi dicapai melalui protokol pensinyalan cepat.
Cincin Pengalih Garis Searah Optik (OULSR)
Skema ini mirip dengan skema OUPSR kecuali bahwa penghubung dan pemilihan sinyal dilakukan untuk sinyal WDM agregat. Hal ini memungkinkan desain yang lebih optimal, biaya lebih rendah, dan implementasi yang sangat berbeda.
Implementation Notes- Implementasi skema ini didasarkan pada skrup pasif yang menjalankan cincin optik ke media siaran. Alih-alih menggunakan OADM, skema ini didasarkan pada OLT sederhana, masing-masing digabungkan menjadi cincin searah jarum jam dan berlawanan arah jarum jam, sehingga masing-masing panjang gelombang ditransmisikan dan diterima pada kedua serat. Dalam kondisi normal, tautan diputus secara artifisial, menghasilkan bus linier, ketika tautan potong serat dihubungkan kembali.
Cincin Sakelar Garis Dua Arah
Skema ini mirip dengan skema OBPSR baik dari aspek protokol maupun tindakan proteksi yang digunakan (span dan ring switching). Seperti semua skema lapisan-garis, sinyal WDM agregat dialihkan secara massal ke serat pelindung khusus (memerlukan empat serat), atau ke pita WDM yang berbeda dalam satu serat (hanya memungkinkan dua serat, tetapi memerlukan skema mux optik dua tahap ). Skema ini juga disebut sebagai cincin perlindungan bersama OMS (OMS / SPRing).
Implementation Notes- Karena rute pencadangan berputar di sekitar seluruh cincin secara optik, penguat jalur optik mungkin diperlukan di sepanjang jalur pencadangan untuk mengkompensasi kerugian. Lingkar cincin juga dibatasi oleh gangguan optik lainnya. Oleh karena itu, opsi ini paling cocok untuk aplikasi metropolitan.
Perlindungan / Pemulihan Garis Mesh
Skema ini didasarkan pada semua sambungan silang optik yang mengalihkan sinyal WDM dari fasilitas yang gagal ke rute alternatif dan kembali ke ujung lain dari fasilitas yang gagal.
Implementation Notes - Seperti OBLSR, skema ini dibatasi oleh gangguan optik yang mungkin berkembang di sepanjang rute alternatif dan membutuhkan desain optik yang cermat.
Pertimbangan untuk Pilihan Skema Perlindungan
Kriteria yang dapat digunakan oleh operator untuk memilih skema perlindungan yang akan digunakan dalam jaringan. Bagan keputusan yang disederhanakan untuk hal ini digambarkan pada gambar berikut dengan asumsi peralatan dan perlindungan jalur diperlukan.
Biaya Perlindungan
Kriteria lain dari sudut pandang operator adalah biaya sistem setidaknya dalam dua aspek -
- Biaya peralatan
- Efisiensi bandwidth
Keduanya bergantung pada campuran layanan lalu lintas, yaitu sebagian kecil lalu lintas yang akan dilindungi oleh lapisan optik.
Gambar berikut menunjukkan biaya peralatan skema lapisan jalur dan skema lapisan garis yang setara sebagai fungsi dari gabungan lalu lintas. Jika semua lalu lintas akan dilindungi, skema lapisan jalur memerlukan sekitar dua kali peralatan dari skema lapisan-garis karena ada lebih sedikit berbagi peralatan umum.
Namun, biaya perlindungan lapisan jalur sebanding dengan jumlah saluran yang akan dilindungi, karena setiap saluran memerlukan mux / demux terkait dan peralatan penghentian. Dengan demikian, biaya perlindungan lapisan jalur turun jika saluran yang harus dilindungi lebih sedikit. Dalam kasus di mana tidak ada saluran yang perlu dilindungi, skema lapisan-jalur akan biayanya hampir sama dengan skema lapisan-garis, dengan asumsi bahwa tidak ada peralatan umum tambahan yang digunakan.
Ceritanya berbeda dari sudut pandang efisiensi bandwidth, seperti yang ditunjukkan pada gambar berikut. Dalam sistem yang dilindungi jalur, bandwidth perlindungan digunakan untuk jalur cahaya yang memerlukan perlindungan serta untuk jalur yang tidak memerlukan perlindungan. Dalam sistem perlindungan jalur, jalur cahaya yang tidak memerlukan perlindungan dapat menggunakan bandwidth, memungkinkan jalur cahaya yang tidak dilindungi lainnya menggunakan bandwidth yang seharusnya terbuang percuma pada perlindungan yang tidak diinginkan.
Oleh karena itu, jika sebagian besar jalur cahaya dapat dibiarkan tidak terlindungi, perlindungan lapisan-jalur memulihkan biaya dengan mendukung lebih banyak lalu lintas kerja melalui jaringan yang sama daripada perlindungan lapisan-garis.
Jaringan optik lawas menerapkan teknologi SDH / SONET untuk mengangkut data melalui jaringan optik. Jaringan ini relatif mudah untuk direncanakan dan direkayasa. Elemen jaringan baru dapat dengan mudah ditambahkan ke jaringan. Jaringan WDM statis mungkin memerlukan investasi peralatan yang lebih sedikit, terutama di jaringan metro. Namun, perencanaan dan pemeliharaan jaringan tersebut dapat menjadi mimpi buruk karena aturan teknik dan skalabilitas seringkali cukup kompleks.
Bandwidth dan panjang gelombang harus dialokasikan sebelumnya. Karena panjang gelombang digabungkan dalam kelompok dan tidak semua kelompok diakhiri di setiap node, akses ke panjang gelombang tertentu mungkin tidak mungkin di situs tertentu. Perluasan jaringan mungkin memerlukan regenerasi dan amplifier Optik-Listrik-Optik baru atau setidaknya penyesuaian daya di situs yang ada. Mengoperasikan jaringan WDM statis membutuhkan banyak tenaga.
Perencanaan jaringan dan bandwidth harus semudah di jaringan SDH / SONET di masa lalu. Dalam ring bandwidth yang diberikan, misalnya STM-16 atau OC-48 setiap node dapat menyediakan bandwidth sebanyak yang dibutuhkan.
Akses ke seluruh bandwidth dimungkinkan di setiap ADM. Perluasan jaringan, misalnya, pengenalan node baru di ring yang ada, relatif mudah dan tidak memerlukan kunjungan ke lokasi dari node yang ada. Diagram jaringan di sebelah kiri mengilustrasikan hal ini: Sistem koneksi silang digital terhubung dengan beberapa cincin SDH / SONET optik.
Jaringan optik yang dapat dikonfigurasi ulang bertindak secara berbeda: Bandwidth dapat direncanakan sesuai permintaan dan jangkauan dioptimalkan karena daya optik sekarang dikelola per saluran WDM. Skalabilitas naik secara signifikan.
Elemen kunci untuk mengaktifkan jaringan optik yang dapat dikonfigurasi ulang tersebut adalah Reconfigurable Optical Add-drop Multiplexer (ROADM). Ini memungkinkan panjang gelombang optik dialihkan ke antarmuka klien hanya dengan satu klik di perangkat lunak. Lalu lintas lain tetap tidak terpengaruh oleh ini. Semua ini dicapai tanpa perlu truk gulungan ke lokasi masing-masing untuk memasang filter atau peralatan lainnya.
Jaringan WDM yang dapat dikonfigurasi ulang dengan ROADM
Aturan dan skalabilitas teknik WDM statis bisa sangat kompleks (OADM di setiap node).
- Pra-alokasi bandwidth dan panjang gelombang
- Alokasi margin untuk struktur filter tetap
- Manajemen daya tidak memadai
- Perluasan jaringan membutuhkan regenerasi Optical-Electrical-Optical (OEO)
Jaringan SDH / SONET mudah direncanakan.
- Akses ke seluruh bandwidth di setiap ADM
- Aturan teknik yang mudah (hanya satu lompatan)
- Penambahan elemen jaringan baru dengan mudah
Lapisan optik yang dapat dikonfigurasi ulang memungkinkan hal berikut ini.
- Perencanaan bandwidth sesuai permintaan
- Jangkauan transparan yang diperluas karena manajemen daya per saluran WDM
- Skalabilitas tanpa hit
Lapisan fotonik statis terdiri dari cincin optik terpisah. Pertimbangkan sejumlah sistem DWDM yang terletak di masing-masing cincin ini. Seringkali informasi atau data tetap berada di ring yang sama, oleh karena itu tidak ada masalah. Namun, apa yang terjadi jika data perlu diserahkan ke cincin optik yang berbeda?
Dalam sistem statis, dibutuhkan sejumlah besar transponder di mana pun transisi antar cincin diperlukan. Sebenarnya, setiap panjang gelombang yang berpindah dari satu ring ke ring lainnya membutuhkan dua transponder: satu di setiap sisi jaringan. Pendekatan ini menimbulkan biaya tinggi dan banyak perencanaan awal, mengingat alokasi bandwidth dan saluran.
Sekarang mari kita bayangkan lapisan fotonik yang dapat dikonfigurasi ulang secara dinamis. Di sini, hanya ada satu sistem DWDM yang membentuk antarmuka antara dua cincin optik. Akibatnya, regenerasi berbasis transponder menghilang dan jumlah sistem DWDM menurun. Seluruh desain jaringan disederhanakan dan panjang gelombang sekarang dapat bergerak dari satu cincin ke cincin lainnya tanpa halangan lebih lanjut.
Panjang gelombang apapun dapat merambat ke ring manapun dan ke port manapun. Kunci untuk desain jaringan yang sepenuhnya fleksibel dan dapat diskalakan, dengan optik pass-through dari hak inti ke area akses, adalah bidang kendali ROADM dan GMPLS.
Penyederhanaan Melalui ROADM
ROADM memberikan penyederhanaan dalam jaringan dan dalam proses penyedia layanan atau operator. Interaksi ini merangkum beberapa penyederhanaan ini. Bagaimanapun, kita perlu mengingat bahwa semua keuntungan ini menghasilkan pengurangan waktu dan biaya. Tetapi yang lebih penting adalah bahwa mereka juga mengarah pada kepuasan pelanggan yang meningkat dan, pada gilirannya, loyalitas pelanggan.
Perencanaan jaringan sangat disederhanakan menggunakan ROADM. Pertimbangkan saja jumlah transponder yang berkurang secara signifikan, yang perlu disimpan di gudang.
Instalasi dan commissioning - misalnya, saat menyiapkan panjang gelombang baru ke jaringan - memerlukan lebih sedikit upaya dan jauh lebih mudah. Teknisi servis hanya perlu mengunjungi situs akhir masing-masing untuk memasang transponder dan ROADM. Fixed Optical Add / Drop Multiplexers (FOADMs) yang dulu membutuhkan kunjungan ke setiap situs perantara sehingga pekerjaan instalasi dan tambalan dapat dilakukan.
Pengoperasian dan pemeliharaan sangat disederhanakan ketika jaringan optik dinamis digunakan. Diagnostik optik dapat dilakukan dalam beberapa menit, bukan jam, seperti yang terjadi sebelumnya. Gangguan dapat dideteksi dan dibersihkan secara dinamis alih-alih memicu truk berguling ke lokasi eksternal.
Dengan penyebaran laser merdu dan ROADM tak berwarna, pemeliharaan pabrik serat menjadi lebih mudah. Dengan menggunakan fitur ini, penyediaan layanan sekarang lebih mudah dari sebelumnya. Seperti halnya pekerjaan instalasi dan commissioning, pemeliharaan jaringan dan potensi peningkatan versi juga jauh lebih mudah.
Arsitektur ROADM
Banyak keuntungan yang dibawa ROADM pada desain dan pengoperasian jaringan telah dibahas di bagian sebelumnya. Ini beberapa lagi -
- Pemantauan daya per saluran dan leveling untuk menyamakan seluruh sinyal DWDM
- Kontrol lalu lintas penuh dari pusat operasi jaringan jarak jauh
Namun, satu pertanyaan sejauh ini masih belum terjawab: Bagaimana cara kerja ROADM? Mari kita lihat beberapa hal mendasar.
ROADM umumnya terdiri dari dua elemen fungsional utama: Pembagi panjang gelombang dan saklar selektif panjang gelombang (WSS). Perhatikan diagram blok di atas: Sepasang serat optik pada antarmuka jaringan No. 1 dihubungkan dengan modul ROADM.
Serat yang membawa data masuk (dari jaringan) diumpankan ke pemisah panjang gelombang. Sekarang, semua panjang gelombang tersedia di semua port keluaran splitter, dalam hal ini 8. Lalu lintas add / drop lokal (panjang gelombang) dapat di-multiplexing / de-multiplexing dengan Arrayed Waveguide Filter (AWG). Menggunakan AWG menyiratkan alokasi dan arah panjang gelombang tetap.
Wavelength Selective Switch (WSS) secara selektif menggabungkan berbagai panjang gelombang dan memasukkannya ke output antarmuka jaringan # 1. Port splitter yang tersisa terhubung dengan arah jaringan lain, misalnya, tiga arah lainnya pada node persimpangan 4 derajat.
Note- Salah satu modul bergambar (kotak abu-abu) diperlukan per arah jaringan pada node ini. Atau lebih tepatnya: Dalam simpul persimpangan yang melayani empat arah (4 derajat) dibutuhkan empat modul ini.
The ROADM Heart - the WSS Module
Mari kita mulai dengan sinyal WDM yang masuk dari kiri. Ini melewati serat optik di bagian atas dan diarahkan ke kisi difraksi massal. Kisi difraksi massal ini bertindak sebagai semacam prisma. Ini memisahkan berbagai panjang gelombang ke arah yang berbeda, meskipun variasi sudutnya cukup kecil. Panjang gelombang yang terpisah mengenai cermin bulat, yang memantulkan sinar ke satu set sistem Micro-Electro Mechanical (MEMS). Setiap saklar mikro dipukul oleh panjang gelombang yang berbeda, yang kemudian dikirim kembali ke cermin bulat.
Dari sana sinar dikembalikan ke kisi difraksi massal dan dikirim ke serat optik. Tapi sekarang serat ini berbeda dengan yang kami gunakan sebelumnya. Sinyal keluaran panjang gelombang tunggal menunjukkan bahwa ini telah terjadi. Sinyal ini kemudian dapat digabungkan dengan sinyal panjang gelombang tunggal lainnya untuk mengisi serat transmisi lain.
Ada berbagai versi yang tersedia - kata kunci di sini tidak berwarna, tanpa arah, dll.
ROADM - Derajat, Tanpa Warna, Tanpa Arah, dan Lainnya
Istilah | Penjelasan |
---|---|
Degree | Istilah Derajat menggambarkan jumlah antarmuka baris DWDM yang didukung. Node ROADM 2 derajat mendukung dua antarmuka garis DWDM. Ini juga memungkinkan dua cabang add / drop dari semua antarmuka baris. |
Multi Degree | Multi degree ROADM mendukung lebih dari dua antarmuka garis DWDM. Jumlah cabang tambah / jatuhkan yang mungkin ditentukan oleh jumlah port WSS. |
Colorless | ROADM tanpa warna memungkinkan alokasi fleksibel dari setiap panjang gelombang atau warna ke port mana pun. Modul filter harus terhubung untuk mengimplementasikan fungsi ini. |
Directionless | ROADM tanpa arah tidak memerlukan koneksi ulang fisik dari serat transmisi. Pembatasan arah dihilangkan. ROADM tanpa arah digunakan untuk tujuan pemulihan atau perutean ulang sementara layanan (misalnya karena pemeliharaan jaringan atau persyaratan bandwidth sesuai permintaan). |
Contentionless | ROADM tanpa kontensi menghilangkan masalah potensial dari dua panjang gelombang identik yang bertabrakan di ROADM. |
Gridless | Gridless ROADM mendukung berbagai kisi saluran ITU-T dengan sinyal DWDM yang sama. Granularitas jaringan dapat disesuaikan dengan kebutuhan kecepatan transmisi di masa mendatang. |
Untuk memahami pendekatan ROADM yang diratakan ini, berikut adalah beberapa istilah utama yang sering digunakan sehubungan dengan ROADM.
Tanpa warna
ROADM sederhana terdiri dari satu WSS untuk setiap arah, juga disebut sebagai “satu derajat”. Panjang gelombang masih ditetapkan dan transceiver add / drop tetap digunakan. ROADM tanpa warna menghilangkan batasan ini: Dengan ROADM seperti itu, panjang gelombang atau warna apa pun dapat ditetapkan ke port mana pun. Tidak ada gulungan truk yang diperlukan karena pengaturan lengkapnya dikendalikan oleh perangkat lunak. Modul filter harus diterapkan untuk mewujudkan fitur tak berwarna.
Tanpa arah
Ini sering muncul dalam hubungannya dengan istilah "tidak berwarna". Desain tanpa arah menghilangkan batasan ROADM lebih lanjut. Kebutuhan untuk secara fisik menghubungkan kembali serat transmisi dihilangkan dengan menggunakan ROADM tanpa arah karena tidak ada batasan yang berkaitan dengan arah, misalnya, ke selatan atau utara.
Tanpa kontensi
Meskipun tidak berwarna dan tanpa arah, ROADM telah menawarkan fleksibilitas yang tinggi, dua panjang gelombang yang menggunakan frekuensi yang sama masih dapat bertabrakan dalam ROADM. ROADM Contentionless menyediakan struktur internal khusus untuk menghindari pemblokiran semacam itu.
Tanpa kisi
Gridless ROADM mendukung jaringan saluran dengan panjang gelombang yang sangat padat dan dapat disesuaikan dengan kebutuhan kecepatan transmisi di masa mendatang. Fitur ini diperlukan untuk kecepatan sinyal lebih dari 100Gbit / s dan format modulasi yang berbeda dalam satu jaringan.
Saat Tanpa Arah
ROADM tanpa arah adalah desain ROADM yang paling tersebar luas karena memungkinkan penambahan / penurunan panjang gelombang dari kisi ITU yang didukung pada antarmuka garis mana pun. Dalam kasus varian tanpa arah saja, port add / drop dikhususkan untuk panjang gelombang yang ditentukan. Menggunakan opsi tak berwarna, port juga bisa menjadi non-spesifik panjang gelombang.
Teknologi tanpa arah sebagian besar digunakan untuk merutekan ulang panjang gelombang ke port lain seperti yang diperlukan untuk tujuan pemulihan. Aplikasi lain juga dimungkinkan, misalnya, dalam situasi bandwidth-on-demand. ROADM yang tidak mendukung fitur tanpa arah tunduk pada beberapa batasan terkait dengan fleksibilitas.
Saat Tidak Berwarna
ROADM tanpa warna memungkinkan perubahan panjang gelombang saluran optik tertentu tanpa kabel ulang fisik. ROADM tanpa warna dapat dikonfigurasi ulang untuk menambah / melepaskan panjang gelombang apa pun dari kisi ITU yang didukung pada port add / drop apa pun. Panjang gelombang yang ditambahkan / dijatuhkan dapat berubah (antarmuka DWDM merdu). Ini memungkinkan -
Fleksibilitas yang ditingkatkan untuk penyediaan panjang gelombang dan pemulihan panjang gelombang
Pengalihan pemulihan, pengalihan arah, dan pengalihan warna
Keuntungan utama dari port add / drop tidak berwarna dalam kombinasi dengan antarmuka garis DWDM yang dapat disetel adalah peningkatan fleksibilitas untuk tujuan penyediaan panjang gelombang dan pemulihan panjang gelombang. Penyetelan otomatis ke panjang gelombang bebas berikutnya pada jalur optik yang diminta.
Salah satu bit terakhir dalam mengotomatiskan jaringan optik sepenuhnya adalah penyebaran ROADM tanpa warna. Menggunakan ROADM semacam itu memungkinkan penambahan / penurunan setiap panjang gelombang dari grid ITU yang didukung pada port add / drop apa pun. Panjang gelombang pada port dapat berubah karena transceiver merdu digunakan sebagai ujung depan optik.
Penyediaan dan pemulihan panjang gelombang menjadi lebih mudah dari sebelumnya. Jika panjang gelombang sibuk, sistem dapat secara otomatis menyetel transceiver ke panjang gelombang bebas berikutnya yang tersedia. ROADM menyediakan opsi untuk menggunakan fitur tambah / lepas tetap dan tidak berwarna dalam node ROADM yang sama.
Saat Contentionless
ROADM tanpa kontensi dapat menambah / melepaskan panjang gelombang apa pun di port add / drop mana pun tanpa kotak pertentangan apa pun pada port add / drop apa pun. Warna panjang gelombang khusus dapat ditambahkan / dijatuhkan beberapa kali (dari antarmuka garis DWDM yang berbeda) pada cabang tambah / jatuhkan yang sama. Jika hanya 8 port tambah / jatuhkan yang dilengkapi, itu harus memungkinkan untuk menjatuhkan panjang gelombang yang sama dari 8 arah garis yang berbeda pada 8 port tambah / jatuhkan. Selama port tambah / jatuhkan gratis tersedia, simpul ROADM harus dapat menambah / melepaskan panjang gelombang dari / ke antarmuka baris mana pun.
Kombinasi fungsi Colorless, Directionless, dan Contentionless (CDC) memberikan tingkat fleksibilitas tertinggi.
Saat Gridless
Node ROADM tanpa kisi mendukung kisi saluran ITU-T yang berbeda dalam sinyal DWDM yang sama. Bandwidth jaringan dapat disediakan per saluran.
Fitur tanpa grid diperlukan untuk jaringan yang mengoperasikan kecepatan data di luar 100Gbit / s atau untuk jaringan yang beroperasi dengan skema modulasi yang berbeda. Ini ditujukan untuk jaringan generasi berikutnya dengan antarmuka garis yang koheren. Kecepatan data yang berbeda menuntut persyaratan panjang gelombang yang berbeda tergantung pada skema modulasi dan kecepatan data.
Kecepatan transmisi meningkat dan skema modulasi menjadi semakin kompleks. Beberapa teknologi modulasi sekarang dapat dicampur pada satu serat optik. Semua ini mencerminkan kembali ke teknologi ROADM dan menghasilkan persyaratan untuk ROADM tanpa jaringan. ROADM tersebut beroperasi pada jaringan frekuensi padat dan memungkinkan penyediaan bandwidth per saluran. Saluran data sekarang menuntut persyaratan panjang gelombang yang berbeda tergantung pada skema modulasi dan kecepatan datanya.
Aplikasi tipikal adalah jaringan yang beroperasi dengan kecepatan data di atas 100Gbit / s atau menjalankan skema modulasi yang berbeda secara paralel. Situasi terakhir dapat, misalnya, dengan mudah terjadi saat menerapkan teknologi transmisi yang koheren.