NGN - เทคโนโลยี WDM

WDM เป็นเทคโนโลยีที่ช่วยให้สามารถส่งสัญญาณออปติคอลต่างๆได้ด้วยเส้นใยเส้นเดียว หลักการของมันก็เหมือนกับการมัลติเพล็กซ์แบบแบ่งความถี่ (FDM) นั่นคือสัญญาณหลายตัวถูกส่งโดยใช้พาหะที่แตกต่างกันโดยครอบครองส่วนที่ไม่ทับซ้อนกันของคลื่นความถี่ ในกรณีของ WDM แถบสเปกตรัมที่ใช้อยู่ในพื้นที่ 1300 หรือ 1550 นาโนเมตรซึ่งเป็นหน้าต่างความยาวคลื่นสองบานที่เส้นใยแสงมีการสูญเสียสัญญาณต่ำมาก

ในขั้นต้นแต่ละหน้าต่างจะใช้ในการส่งสัญญาณดิจิทัลเพียงช่องเดียว ด้วยความก้าวหน้าของส่วนประกอบออพติคอลเช่นเลเซอร์แบบตอบรับแบบกระจาย (DFB) แอมพลิฟายเออร์ไฟเบอร์เออร์เบียมเจือ (EDFAs) และเครื่องตรวจจับภาพถ่ายในไม่ช้าก็รู้ว่าในความเป็นจริงแล้วหน้าต่างส่งสัญญาณแต่ละหน้าต่างสามารถใช้สัญญาณออปติกได้หลายแบบซึ่งแต่ละอันมี มีแรงฉุดขนาดเล็กของหน้าต่างความยาวคลื่นทั้งหมด

ในความเป็นจริงจำนวนสัญญาณออปติคัลมัลติเพล็กซ์ภายในหน้าต่างถูก จำกัด ด้วยความแม่นยำของส่วนประกอบเหล่านี้เท่านั้น ด้วยเทคโนโลยีปัจจุบันช่องสัญญาณออปติคอลกว่า 100 ช่องสามารถมัลติเพล็กซ์เป็นไฟเบอร์เส้นเดียว เทคโนโลยีนี้ได้รับการตั้งชื่อdense WDM (DWDM)

ข้อได้เปรียบหลักของ DWDM คือศักยภาพในการเพิ่มแบนด์วิดท์ใยแก้วนำแสงได้อย่างคุ้มค่าหลายเท่า เครือข่ายเส้นใยขนาดใหญ่ที่มีอยู่ทั่วโลกสามารถเพิ่มกำลังการผลิตได้หลายเท่าโดยไม่จำเป็นต้องใช้เส้นใยใหม่ที่ยาวนานซึ่งเป็นกระบวนการที่มีราคาแพง เห็นได้ชัดว่าอุปกรณ์ DWDM ใหม่ต้องเชื่อมต่อกับเส้นใยเหล่านี้ นอกจากนี้อาจจำเป็นต้องใช้ตัวสร้างแสงใหม่

จำนวนและความถี่ของความยาวคลื่นที่จะใช้นั้นถูกกำหนดโดย ITU (T) ชุดความยาวคลื่นที่ใช้มีความสำคัญไม่เพียง แต่สำหรับการทำงานร่วมกันเท่านั้น แต่ยังเพื่อหลีกเลี่ยงการรบกวนที่ทำลายล้างระหว่างสัญญาณออปติคัลด้วย

ตารางต่อไปนี้ระบุความถี่กลางตาม 50 GHz ระยะห่างของช่องสัญญาณขั้นต่ำที่ยึดกับการอ้างอิง 193.10 THz สังเกตว่าค่าของ C (ความเร็วของแสง) จะเท่ากับ 2.99792458 x 108 ม. / วินาที สำหรับการแปลงระหว่างความถี่และความยาวคลื่น

ITU-T Grid (ภายใน C-band), ITU (T) Rec. G.692

ความถี่กลางที่กำหนด (THz) สำหรับระยะห่าง 50 GHz	ความถี่กลางที่กำหนด (THz) สำหรับระยะห่าง 100 GHz	ความยาวคลื่นกลางที่กำหนด (Nm)
196.10	196.10	1528.77
196.05.2018		1529.16
196.00 น	196.00 น	1529.55
195.95		1529.94
195.90	195.90	1530.33
195.85		1530.72
195.80	195.80	1531.12
195.75		1531.51
195.70	195.70	1531.90
195.65		1532.29
195.60	195.60	1532.68
195.55		1533.07
195.50	195.50	1533.47
195.45 น		1533.86
195.40	195.40	1534.25
195.35		1534.64
195.30 น	195.30 น	1535.04
195.25		1535.43
195.20	195.20	1535.82
195.15		1536.22
195.10	195.10	1536.61
195.05.2019		1537.00 น
195.00 น	195.00 น	1537.40 น
194.95		1537.79
194.90	194.90	1538.19
194.85		1538.58
194.80	194.80	1538.98
194.75		1539.37
194.70	194.70	1539.77
194.65		1540.16
194.60	194.60	1540.56
194.55		1540.95
194.50	194.50	1541.35
194.45 น		1541.75
194.40 น	194.40 น	1542.14
194.35		1542.54
194.30 น	194.30 น	1542.94
194.25		1543.33
194.20 น	194.20 น	1543.73
194.15		1544.13
194.10	194.10	1544.53
194.05.2018		1544.92
194.00 น	194.00 น	1545.32
193.95		1545.72
193.90	193.90	1546.12
193.85		1546.52
193.80	193.80	1546.92
193.75		1547.32
193.70	193.70	1547.72
193.65		1548.11
193.60	193.60	1548.51
193.55		1548.91
193.50	193.50	1549.32
193.45 น		1549.72
193.40 น	193.40 น	1550.12
193.35		1550.52
193.30 น	193.30 น	1550.92
193.25		1551.32
193.20 น	193.20 น	1551.72
193.15		1552.12
193.10	193.10	1552.52
193.05.2018		1552.93
193.00 น	193.00 น	1533.33
192.95		1553.73
192.90	192.90	1554.13
192.85		1554.54
192.80	192.80	1554.94
192.75		1555.34
192.70	192.70	1555.75
192.65		1556.15
192.60	192.60	1556.55
192.55		1556.96
192.50	192.50	1557.36
192.45		1557.77
192.40	192.40	1558.17
192.35		1558.58
192.30 น	192.30 น	1558.98
192.25		1559.39
192.20	192.20	1559.79
192.15		1560.20 น
192.10	192.10	1560.61

DWDM ภายในเครือข่าย

เครือข่าย SDH ทั่วไปจะมีเส้นใยสองเส้นในแต่ละด้านของทุกโหนดหนึ่งเส้นเพื่อส่งไปยัง neighbor on และอีกหนึ่งสิ่งที่จะได้รับจากมัน neighbor on.

แม้ว่าการมีเส้นใยสองเส้นระหว่างไซต์จะไม่ฟังดูแย่นัก แต่ในทางปฏิบัติแล้วอาจมีระบบจำนวนมากที่ทำงานระหว่างไซต์แม้ว่าจะไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของเครือข่ายเดียวกันก็ตาม

ด้วยเครือข่ายสองเครือข่ายที่แสดงด้านบนจึงจำเป็นต้องใช้เส้นใยสี่เส้นระหว่างไซต์ C & D และการวางระหว่างไซต์นั้นมีราคาแพงมาก นี่คือจุดที่เครือข่าย DWDM เข้ามามีบทบาท

การใช้ระบบ DWDM จำนวนเส้นใยที่ต้องการระหว่างไซต์ C & D จะลดลงเหลือเพียงเส้นใยเดียว อุปกรณ์ DWDM ที่ทันสมัยสามารถมัลติเพล็กซ์ได้ถึง 160 ช่องซึ่งแสดงถึงการประหยัดการลงทุนไฟเบอร์อย่างมาก เนื่องจากอุปกรณ์ DWDM ใช้งานได้กับสัญญาณจริงเท่านั้นจึงไม่ส่งผลกระทบต่อเลเยอร์ SDH ของเครือข่ายเลย สัญญาณ SDH ไม่ถูกยกเลิกหรือหยุดชะงักเท่าที่เกี่ยวข้องกับเครือข่าย SDH ยังคงมีการเชื่อมต่อโดยตรงระหว่างไซต์

เครือข่าย DWDM เป็นโปรโตคอลที่ไม่ขึ้นต่อกัน พวกมันขนส่งความยาวคลื่นของแสงและไม่ทำงานที่เลเยอร์โปรโตคอล

ระบบ DWDM สามารถประหยัดเงินจำนวนมากของผู้ให้บริการเครือข่ายเมื่อวางไฟเบอร์ได้มากยิ่งขึ้นในระยะทางไกล การใช้แอมพลิฟายเออร์ออปติคัลทำให้สามารถส่งสัญญาณ DWDM ไปยังระยะทางไกลได้

แอมพลิฟายเออร์จะรับสัญญาณ DWDM แบบหลายความยาวคลื่นและเพียงแค่ขยายสัญญาณเพื่อไปยังไซต์ถัดไป

op-amp จะขยาย lambdas สีแดงหรือสีน้ำเงินถ้ามันขยาย lambdas สีแดงมันจะหลุดออกจากช่องสีน้ำเงินที่ได้รับและในทางกลับกัน ในการขยายทั้งสองทิศทางจำเป็นต้องใช้เครื่องขยายเสียงชนิดใดแบบหนึ่งจากทั้งสองประเภท

เพื่อให้ระบบ DWDM ทำงานได้อย่างน่าพอใจควรทำให้ความยาวคลื่นที่เข้ามากับเครื่องขยายสัญญาณออปติคอลเท่ากัน

สิ่งนี้เกี่ยวข้องกับการตั้งค่าแหล่งกำเนิดแสงขาเข้าทั้งหมดไปยังระบบ DWDM ให้อยู่ในระดับพลังงานแสงที่ใกล้เคียงกัน ความยาวคลื่นที่ยังไม่เท่ากันอาจแสดงข้อผิดพลาดเมื่อมีปริมาณการใช้งาน

อุปกรณ์ DWDM ของผู้ผลิตบางรายช่วยช่างเทคนิคภาคสนามโดยการวัดพลังแสงของช่องสัญญาณขาเข้าและแนะนำว่าช่องใดต้องมีการปรับกำลังไฟ

การปรับความยาวคลื่นให้เท่ากันสามารถทำได้หลายวิธี สามารถติดตั้งตัวลดทอนแสงแบบปรับได้ระหว่างเฟรมการจัดการไฟเบอร์และตัวเชื่อมต่อ DWDM วิศวกรสามารถปรับสัญญาณที่ด้าน DWDM coupler

หรืออีกวิธีหนึ่งอุปกรณ์ต้นทางอาจมีเครื่องส่งสัญญาณออปติคอลเอาต์พุตแบบแปรผันซึ่งจะช่วยให้วิศวกรสามารถปรับพลังงานแสงผ่านซอฟต์แวร์ที่อุปกรณ์ต้นทาง

ตัวเชื่อมต่อ DWDM บางตัวมีตัวลดทอนในตัวสำหรับทุกช่องสัญญาณที่ได้รับวิศวกรสามารถปรับทุกช่องที่จุดเชื่อมต่อ DWDM

เมื่อแสงหลายความถี่เดินทางผ่านเส้นใยอาจเกิดสภาวะที่เรียกว่าการผสมคลื่นสี่คลื่น ความยาวคลื่นใหม่ของแสงถูกสร้างขึ้นภายในเส้นใยที่ความยาวคลื่น / ความถี่ที่กำหนดโดยความถี่ของความยาวคลื่นเดิม ความถี่ของความยาวคลื่นใหม่กำหนดโดย f123 = f1 + f2 - f3

การมีอยู่ของความยาวคลื่นอาจส่งผลเสียต่ออัตราส่วนสัญญาณแสงต่อสัญญาณรบกวนภายในเส้นใยและส่งผลต่อ BER ของการรับส่งข้อมูลภายในความยาวคลื่น

ส่วนประกอบ WDM

ส่วนประกอบ WDM ขึ้นอยู่กับหลักการทางทัศนศาสตร์ต่างๆ รูปที่ได้รับด้านล่างแสดงให้เห็นถึงการเชื่อมโยง WDM เดียว เลเซอร์ DFB ใช้เป็นตัวส่งสัญญาณหนึ่งตัวสำหรับแต่ละความยาวคลื่น ออปติคัลมัลติเพล็กเซอร์รวมสัญญาณเหล่านี้เข้ากับเส้นใยส่ง แอมพลิฟายเออร์ออปติคอลใช้ในการปั๊มสัญญาณออปติคัลเพิ่มขึ้นเพื่อชดเชยการสูญเสียของระบบ

ที่ด้านตัวรับออปติคัลเดมัลติเพล็กเซอร์จะแยกความยาวคลื่นแต่ละความยาวคลื่นเพื่อส่งไปยังเครื่องรับออปติคัลที่ส่วนท้ายของลิงค์ออปติคัล สัญญาณออปติคัลจะถูกเพิ่มเข้าไปในระบบโดยออปติคัล ADMs (OADMs)

อุปกรณ์ออปติคัลเหล่านี้เทียบเท่ากับ ADM ดิจิทัลการดูแลและการแยกสัญญาณออปติคอลตามเส้นทางการส่ง OADM มักทำจากตะแกรงท่อนำคลื่นแบบอาร์เรย์ (AWG) แม้ว่าจะมีการใช้เทคโนโลยีออพติคอลอื่น ๆ เช่นตะแกรงไฟเบอร์แบร็กก็ตาม

ส่วนประกอบ WDM ที่สำคัญคือสวิตช์ออปติคัล อุปกรณ์นี้สามารถเปลี่ยนสัญญาณออปติคัลจากพอร์ตอินพุตที่กำหนดไปยังพอร์ตเอาต์พุตที่กำหนด มันเทียบเท่าคานประตูแบบอิเล็กทรอนิกส์ สวิตช์ออปติคัลช่วยให้สามารถสร้างเครือข่ายออปติคัลได้ดังนั้นสัญญาณออปติคอลที่กำหนดสามารถกำหนดเส้นทางไปยังปลายทางที่เหมาะสมได้

ส่วนประกอบทางแสงที่สำคัญอีกอย่างคือตัวแปลงความยาวคลื่น ตัวแปลงความยาวคลื่นเป็นอุปกรณ์ที่แปลงสัญญาณออปติคอลที่มาที่ความยาวคลื่นที่กำหนดให้เป็นสัญญาณอื่นที่มีความยาวคลื่นต่างกันโดยยังคงรักษาเนื้อหาดิจิทัลไว้ ความสามารถนี้มีความสำคัญสำหรับเครือข่าย WDM เนื่องจากให้ความยืดหยุ่นมากขึ้นในการกำหนดเส้นทางสัญญาณออปติคัลข้ามเครือข่าย

เครือข่ายการขนส่งทางออปติคอล

เครือข่าย WDM สร้างขึ้นโดยการเชื่อมต่อโหนดความยาวคลื่นข้ามเชื่อมต่อ (WXC) ในโทโพโลยีที่เลือก WXC สามารถรับรู้ได้จากเครื่องมัลติเพล็กเซอร์ความยาวคลื่นและตัวแยกสัญญาณสวิตช์และตัวแปลงความยาวคลื่น

รูปต่อไปนี้แสดงสถาปัตยกรรมโหนด WXC ทั่วไป

สัญญาณออปติคัลมัลติเพล็กซ์ในเส้นใยเดียวกันมาถึงเครื่องแยกสัญญาณแสง สัญญาณจะถูกย่อยสลายเป็นตัวพาความยาวคลื่นหลายตัวและส่งไปยังธนาคารสวิตช์ออปติคัล สวิตช์ออปติคัลจะกำหนดเส้นทางสัญญาณความยาวคลื่นต่างๆไปยังธนาคารเอาต์พุต

Multiplexers ซึ่งสัญญาณจะถูกมัลติเพล็กซ์และฉีดเข้าไปในเส้นใยขาออกเพื่อส่งสัญญาณ อาจใช้ตัวแปลงความยาวคลื่นระหว่างสวิตช์ออปติคัลและมัลติเพล็กเซอร์เอาต์พุตเพื่อให้มีความยืดหยุ่นในการกำหนดเส้นทางมากขึ้น WXC ได้รับการวิจัยมาหลายปีแล้ว ความยากลำบากของ WXCs คืออัตราส่วน crosstalk และการสูญพันธุ์

โหนดเชื่อมต่อข้ามความยาวคลื่น

เครือข่ายการขนส่งทางแสง (OTN) คือเครือข่าย WDM ที่ให้บริการขนส่งผ่านเส้นทางแสง เส้นทางแสงคือไปป์แบนด์วิดท์สูงที่มีข้อมูลมากถึงหลายกิกะบิตต่อวินาที ความเร็วของเส้นทางแสงถูกกำหนดโดยเทคโนโลยีของส่วนประกอบออปติคัล (เลเซอร์แอมพลิฟายเออร์ออปติคัล ฯลฯ ) ขณะนี้สามารถทำได้ตามลำดับของ STM-16 (2488.32 Mbps) และ STM-64 (9953.28 Mbps)

OTN ประกอบด้วยโหนด WXC รวมทั้งระบบการจัดการซึ่งควบคุมการตั้งค่าและการแยกเส้นทางแสงผ่านฟังก์ชั่นการกำกับดูแลเช่นการตรวจสอบอุปกรณ์ออปติคัล (เครื่องขยายเสียงเครื่องรับ) การกู้คืนความผิดพลาดและอื่น ๆ การตั้งค่าและการแยกเส้นทางแสงจะต้องดำเนินการในช่วงเวลาขนาดใหญ่เช่นชั่วโมงหรือแม้แต่วันเนื่องจากแต่ละเส้นทางมีความจุแบนด์วิดท์กระดูกสันหลัง

มีความยืดหยุ่นอย่างมากในการปรับใช้ OTN ขึ้นอยู่กับบริการขนส่งที่จะให้บริการ สาเหตุหนึ่งของความยืดหยุ่นนี้คือส่วนประกอบออปติคัลส่วนใหญ่มีความโปร่งใสในการเข้ารหัสสัญญาณ เฉพาะที่ขอบเขตของชั้นออปติคัลซึ่งสัญญาณออปติคัลต้องถูกแปลงกลับไปเป็นโดเมนอิเล็กทรอนิกส์เท่านั้นการเข้ารหัสจะมีความสำคัญ

ดังนั้นบริการออปติคอลแบบโปร่งใสเพื่อรองรับเทคโนโลยีเครือข่ายอิเล็กทรอนิกส์แบบเดิม ๆ เช่น SDH, ATM, IP และรีเลย์เฟรมซึ่งทำงานอยู่ด้านบนของชั้นออปติคอลจึงเป็นสถานการณ์ที่น่าจะเกิดขึ้นในอนาคต

ชั้นแสงจะแบ่งออกเป็นสามชั้นย่อย -

• เครือข่ายเลเยอร์ช่องสัญญาณออปติคัลซึ่งเชื่อมต่อกับไคลเอนต์ OTN โดยให้ช่องสัญญาณออปติคัล (OChs)

• เครือข่ายออปติคัลมัลติเพล็กซ์เลเยอร์ซึ่งมัลติเพล็กซ์ช่องสัญญาณต่างๆเป็นสัญญาณออปติคอลเดียว

• เครือข่ายเลเยอร์ส่วนการส่งผ่านแสงซึ่งให้การส่งสัญญาณแสงผ่านเส้นใย

รูปแบบกรอบ OTN

เช่นเดียวกับการใช้เฟรม SDH การเข้าถึง OCh คาดว่าจะผ่านเฟรม OC ซึ่งกำหนดไว้ในปัจจุบัน ขนาดเฟรมพื้นฐานสอดคล้องกับความเร็ว STM-16 หรือ 2488.32 Mbps ซึ่งถือเป็นสัญญาณ OCh พื้นฐาน รูปต่อไปนี้แสดงรูปแบบเฟรม OCh ที่เป็นไปได้

กรอบช่องแสง

พื้นที่ด้านซ้ายสุดของเฟรม (แสดงในรูปด้านล่าง) สงวนไว้สำหรับไบต์เหนือศีรษะ ไบต์เหล่านี้จะใช้สำหรับฟังก์ชัน OAM & P ซึ่งคล้ายกับไบต์เหนือศีรษะของเฟรม SDH ที่กล่าวถึงก่อนหน้านี้

อย่างไรก็ตามมีแนวโน้มที่จะรองรับฟังก์ชันเพิ่มเติมเช่นการจัดเตรียมเส้นใยสีเข้ม (การสำรองความยาวคลื่นระหว่างจุดสิ้นสุดสองจุดสำหรับผู้ใช้คนเดียว) และ APS ตามความยาวคลื่น พื้นที่ด้านขวาสุดของเฟรมสงวนไว้สำหรับโครงร่างการแก้ไขข้อผิดพลาดไปข้างหน้า (FEC) ที่จะใช้กับข้อมูลเพย์โหลดทั้งหมด FEC บนเลเยอร์การส่งผ่านแสงจะเพิ่มความยาวช่วงสูงสุดและลดจำนวนตัวทำซ้ำ สามารถใช้รหัส Reed-Solomon

หลาย OChs จะถูกมัลติเพล็กซ์เข้าด้วยกันในโดเมนออปติคัลเพื่อสร้างสัญญาณมัลติเพล็กเซอร์แบบออปติคัล (OMS) สิ่งนี้คล้ายคลึงกับการมัลติเพล็กซ์ของเฟรม STM-1 หลายเฟรมในรูปแบบเฟรม STM-N SDH หลาย OChs สามารถมัลติเพล็กซ์เพื่อสร้าง OMS

สัญญาณไคลเอนต์แบบออปติคัลถูกวางไว้ในสัญญาณ OCh payload สัญญาณไคลเอนต์ไม่ได้ถูก จำกัด โดยรูปแบบเฟรม OCh แต่สัญญาณไคลเอนต์จะต้องเป็นเพียงสัญญาณดิจิตอลอัตราบิตคงที่เท่านั้น รูปแบบของมันยังไม่เกี่ยวข้องกับชั้นแสง

แหวน WDM

ตามแนวคิดแล้วแหวน WDM ไม่แตกต่างจากแหวน SDH มากนัก WXC เชื่อมต่อถึงกันในโทโพโลยีแบบวงแหวนคล้ายกับ SDH ADM ใน SDH-ring ความแตกต่างทางสถาปัตยกรรมที่สำคัญระหว่างแหวน SDH และแหวน WDM มีรากฐานมาจากความสามารถของ WXC ของการสลับและการแปลงความยาวคลื่น

สามารถใช้คุณสมบัติเหล่านี้เพื่อให้ระดับการป้องกันโดยไม่มีเทคโนโลยี SDH ขนานกัน กล่าวอีกนัยหนึ่งสามารถให้การป้องกันความยาวคลื่นหรือเส้นทางแสงนอกเหนือจากการป้องกันเส้นทางและเส้น

โปรโตคอล Optical APS นั้นซับซ้อนพอ ๆ กับ SDH APS สามารถให้การป้องกันได้ทั้งในระดับ OCh หรือส่วนมัลติเพล็กซ์ออปติคอล / ระดับส่วนการส่งผ่านแสง ความสามารถในการป้องกันพิเศษบางอย่างสามารถใช้งานได้โดยไม่มีวงแหวน SDH แบบขนาน ตัวอย่างเช่นเส้นทางแสงที่ล้มเหลว (เช่นความล้มเหลวของเลเซอร์) สามารถแก้ไขได้โดยการแปลงสัญญาณออปติคอลจากความยาวคลื่นที่กำหนดให้เป็นสัญญาณอื่นโดยหลีกเลี่ยงการเปลี่ยนเส้นทางของสัญญาณ

สิ่งนี้เทียบเท่ากับการเปลี่ยนสแปนใน SDH โดยมีความแตกต่างที่วงแหวน WDM แบบไฟเบอร์สองวงสามารถให้ความสามารถในการป้องกัน OCh ได้ อย่างไรก็ตามในเลเยอร์ OMS การป้องกันช่วงจะต้องใช้วงแหวนไฟเบอร์สี่วงเช่นเดียวกับใน SDH คุณสมบัติพิเศษเหล่านี้จะทำให้เกิดความซับซ้อนเป็นพิเศษในโปรโตคอล APS แบบออปติคัลเลเยอร์อย่างไม่ต้องสงสัย

เมื่อวงแหวน WDM ดังขึ้นจำเป็นต้องกำหนดเส้นทางแสงให้สอดคล้องกับรูปแบบการรับส่งข้อมูลที่จะรองรับ

ตาข่าย WDM NETWORKS

เครือข่าย Mesh WDM สร้างขึ้นด้วยส่วนประกอบออปติคัลเดียวกับวงแหวน WDM อย่างไรก็ตามโปรโตคอลที่ใช้ในเครือข่ายตาข่ายจะแตกต่างจากที่ใช้ในวงแหวน ตัวอย่างเช่นการป้องกันในเครือข่ายเมชเป็นเรื่องที่ซับซ้อนมากขึ้นเช่นเดียวกับปัญหาของการกำหนดเส้นทางและการกำหนดความยาวคลื่นในเครือข่ายตาข่าย WDM

เครือข่ายตาข่ายมีแนวโน้มที่จะเป็นโครงสร้างพื้นฐานของกระดูกสันหลังที่เชื่อมต่อวงแหวน WDM การเชื่อมต่อเหล่านี้บางส่วนคาดว่าจะเป็นแบบออปติคัลหลีกเลี่ยงปัญหาคอขวดแบบออปติคอล / อิเล็กทรอนิกส์และให้ความโปร่งใส คนอื่น ๆ จะต้องมีการแปลงสัญญาณออปติคอลเป็นโดเมนอิเล็กทรอนิกส์เพื่อตรวจสอบการจัดการและอาจมีวัตถุประสงค์ในการเรียกเก็บเงิน รูปต่อไปนี้แสดงเครือข่าย WDM

Infrastructure - ในรูปนี้จะแสดงเลเยอร์โทโพโลยีสามชั้นต่อไปนี้ -

• เข้าถึงเครือข่าย
• เครือข่ายภูมิภาค
• เครือข่ายกระดูกสันหลัง

โครงสร้างพื้นฐานเครือข่าย WDM

ทั้ง SDH แหวนและเครือข่ายออปติคัลแบบพาสซีฟ (PON) เมื่อรวมเครือข่ายการเข้าถึง โดยทั่วไปจะขึ้นอยู่กับบัสหรือโทโพโลยีแบบดาวและโพรโทคอลการควบคุมการเข้าถึงขนาดกลาง (MAC) ใช้เพื่อประสานงานการรับส่งข้อมูลระหว่างผู้ใช้ ไม่มีฟังก์ชันการกำหนดเส้นทางในเครือข่ายดังกล่าว

สถาปัตยกรรมเหล่านี้ใช้งานได้จริงสำหรับเครือข่ายที่รองรับผู้ใช้ไม่กี่ร้อยคนในระยะทางสั้น ๆ แม้ว่า PON จะเป็นเครือข่ายที่มีราคาถูกกว่าวงแหวน WDM เนื่องจากไม่มีส่วนประกอบและคุณสมบัติที่ใช้งานอยู่เช่นการกำหนดเส้นทางความยาวคลื่นเลเซอร์ที่จำเป็นในแหล่ง PON ทำให้อุปกรณ์รุ่นแรกยังคงมีราคาแพงกว่าวงแหวน SDH สิ่งนี้สนับสนุนโซลูชัน SDH ในระดับเครือข่ายการเข้าถึงอย่างน้อยในอนาคตอันใกล้

เครือข่าย Backbone ประกอบด้วยส่วนประกอบออปติคัลที่ใช้งานอยู่ดังนั้นจึงมีฟังก์ชันต่างๆเช่นการแปลงความยาวคลื่นและการกำหนดเส้นทาง เครือข่ายกระดูกสันหลังจะต้องเชื่อมต่อกับเทคโนโลยีการขนส่งแบบเดิมเช่น ATM, IP, PSTN และ SDH

สถานการณ์โดยรวมแสดงในรูปต่อไปนี้ อินเทอร์เฟซหลายประเภทที่เกี่ยวข้องในรูป

การซ้อนทับเครือข่ายการขนส่ง WDM ที่มีการรับส่งข้อมูล ATM / IP

การห่อหุ้มเฟรม SDH

ต้องกำหนดเฟรม OCh เพื่อให้สามารถห่อหุ้มเฟรม SDH ได้อย่างง่ายดาย ตัวอย่างเช่น STM-16xc ทั้งหมดจะต้องมีการบรรทุกเป็น OCh payload หากใช้ช่องสัญญาณออปติคอล STM-16 พื้นฐานอาจไม่สามารถห่อหุ้ม SDH-16xc ลงในช่องสัญญาณออปติคอล STM-16 เนื่องจากไบต์เหนือศีรษะ OCh

กำลังกำหนดรูปแบบเฟรม OCh รูปต่อไปนี้เป็นตัวอย่างการห่อหุ้มเฟรม SDH เป็นเฟรม OCh

SDH เชื่อมต่อกับ WDM

อุปกรณ์ WDM ที่มีอินเทอร์เฟซ SDH ทางกายภาพจะส่งสัญญาณออปติคัลไปยังอุปกรณ์ SDH อินเทอร์เฟซเหล่านี้ต้องใช้สำหรับความเข้ากันได้แบบย้อนหลังกับเทคโนโลยี SDH ดังนั้นอุปกรณ์ SDH จึงไม่จำเป็นต้องตระหนักถึงเทคโนโลยี WDM ที่ใช้ในการขนส่งสัญญาณ (เช่นอุปกรณ์สามารถเป็นของวงแหวน BLSR / 4)

ในกรณีนี้ WXC จะลดลงและเพิ่มลงในสื่อออปติคัลที่ความยาวคลื่นเดิมใช้ในวงแหวน SDH ด้วยวิธีนี้เลเยอร์ WDM และ SDH จะถูกแยกออกอย่างสมบูรณ์ซึ่งจำเป็นสำหรับการทำงานร่วมกันของ WDM กับอุปกรณ์ดั้งเดิมของ SDH

สิ่งนี้ทำให้มีข้อ จำกัด เพิ่มเติมในการเลือกความยาวคลื่นในชั้นออปติคอลเนื่องจากความยาวคลื่นสุดท้ายของความยาวคลื่นที่เชื่อมต่อกับอุปกรณ์ SDH ต้องเป็นอุปกรณ์เดียวกับที่อุปกรณ์ SDH ใช้เพื่อยุติเส้นทางแสงหากไม่มีการแปลงความยาวคลื่น ภายในอุปกรณ์ SDH

ลิงค์ WDM

	เทคโนโลยี	การตรวจจับ	การฟื้นฟู	รายละเอียด
WDM	WDM-OMS / OCH	1-10 มิลลิวินาที	10-30 มิลลิวินาที	แหวน / PP
SDH	SDH	0.1 มิลลิวินาที	50 มิลลิวินาที	แหวน
	APS 1 + 1	0.1 มิลลิวินาที	50 มิลลิวินาที	พี. พี
ATM	FDDI	0.1 มิลลิวินาที	10 มิลลิวินาที	แหวน
	STM	0.1 มิลลิวินาที	100 มิลลิวินาที
	ATM PV-C / P 1 + 1	0.1 มิลลิวินาที	10msxN	สแตนด์บาย N = # กระโดด
	ตู้ ATM PNNI SPV-C / P, SV-C / P	ยุค 40	1-10 วินาที
IP	โปรโตคอล Border Gateway	180 มิลลิวินาที	10-100 วินาที
	ภายใน Gateway Routing Protocol และ E-OSPF	ยุค 40	1-10 วินาที
	ระบบระดับกลาง	ยุค 40	1-10 วินาที
	การกำหนดเส้นทางอินเทอร์เน็ตโปรโตคอล	180 วินาที	100 วินาที

ตามตารางที่แสดงด้านบนแม้ว่าการคืนค่าใน WDM จะเร็วกว่าเทคโนโลยี SDH แต่การตรวจจับความล้มเหลวใน WDM จะช้ากว่า การซ้อนทับที่ปลอดภัยยิ่งขึ้นของกลไกการป้องกัน WDM / SDH เรียกร้องให้มีรูปแบบการป้องกัน WDM ที่เร็วขึ้น หรืออีกวิธีหนึ่ง SDH APSs อาจชะลอตัวลงได้หากไคลเอนต์ SDH สามารถลดประสิทธิภาพการทำงานที่เกิดขึ้นจากขั้นตอนดังกล่าวได้

การกู้คืนความล้มเหลวโดยไม่จำเป็นในชั้นที่สูงขึ้นอาจทำให้เส้นทางไม่มั่นคงและการจราจรติดขัด ดังนั้นจึงควรหลีกเลี่ยงค่าใช้จ่ายทั้งหมด สามารถใช้การตรวจสอบการคงอยู่ของข้อบกพร่องในชั้นที่สูงขึ้นเพื่อหลีกเลี่ยงการตอบสนองในช่วงต้นต่อความผิดพลาดที่ชั้นล่าง

การกู้คืนความล้มเหลวที่ชั้นย่อย OMS สามารถแทนที่ขั้นตอนการกู้คืนของสัญญาณ SDH หลายอินสแตนซ์ที่ให้บริการโดยชั้นออปติคัล ดังนั้นลูกค้า SDH จำนวนมากอาจไม่ได้รับการยกเว้นจากการเริ่มขั้นตอนการกู้คืนความล้มเหลวที่เลเยอร์ของพวกเขา ดังนั้นการกู้คืนความล้มเหลวเพียงครั้งเดียวที่ชั้นย่อย OMS แบบออปติคัลสามารถสำรองได้หลายร้อย

วิวัฒนาการสู่เครือข่ายการขนส่งออปติคอล

วิวัฒนาการไปสู่เครือข่าย WDM ออปติคัลทั้งหมดมีแนวโน้มที่จะค่อยๆเกิดขึ้น ขั้นแรกอุปกรณ์ WXC จะเชื่อมต่อกับเส้นใยที่มีอยู่ อาจจำเป็นต้องมีส่วนประกอบเพิ่มเติมบางอย่างในการเชื่อมต่อแบบออปติคัลเช่น EDFAs เพื่อให้การเชื่อมต่อไฟเบอร์แบบเดิมเหมาะสมกับเทคโนโลยี WDM WXC จะเชื่อมต่อกับอุปกรณ์เดิมเช่น SDH และส่วนต่อประสานข้อมูลแบบกระจายไฟเบอร์ (FDDI)

ข้อดีของเครือข่ายการขนส่งแบบโปร่งใสทั้งหมดคือการถ่ายโอนฟังก์ชัน SDH ไปยังเลเยอร์ด้านบน (IP / ATM) หรือต่ำกว่า (WDM) SDH มีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้นซึ่งจะช่วยประหยัดในแง่ของความสามารถในการอัพเกรดและการบำรุงรักษาเครือข่าย การจัดระเบียบเลเยอร์ใหม่ดังกล่าวอาจส่งผลกระทบต่อเครือข่ายการขนส่งสมมติว่าทราฟฟิกแบบเรียลไทม์รวมถึงเสียงเป็นแพ็กเก็ต (IP / ATM) สิ่งนี้อาจนำไปสู่การสูญพันธุ์ของสัญญาณ SDH ของ VCs

ปัญหาสำคัญก็คือการแพ็คเก็ตลงใน SDH อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุดหรือแม้แต่ลงในเฟรม OCh โดยตรง ไม่ว่าจะมีวิธีการห่อหุ้มแบบใหม่แบบใดก็ตามจำเป็นต้องมีความเข้ากันได้กับ IP / PPP / HDLC และการห่อหุ้ม ATM