Optik Ağlar - ROADM

Eski optik ağlar, verileri optik ağ üzerinden taşımak için SDH / SONET teknolojilerini kullanır. Bu ağların planlanması ve tasarlanması nispeten kolaydır. Ağa kolayca yeni ağ öğeleri eklenebilir. Statik WDM ağları, özellikle metro ağlarında ekipmana daha az yatırım gerektirebilir. Bununla birlikte, mühendislik kuralları ve ölçeklenebilirlik genellikle oldukça karmaşık olduğundan, bu ağların planlanması ve bakımı bir kabusa dönüşebilir.

Bant genişliği ve dalga boyları önceden tahsis edilmelidir. Dalgaboyları gruplar halinde paketlendiğinden ve tüm gruplar her düğümde sonlandırılmadığından, belirli alanlarda belirli dalga boylarına erişim imkansız olabilir. Ağ uzantıları, yeni Optik-Elektrik-Optik rejenerasyon ve yükselticiler veya en azından mevcut yerlerde güç ayarlamaları gerektirebilir. Statik WDM ağının işletilmesi yoğun insan gücü gerektirir.

Ağ ve bant genişliği planlaması, geçmişte SDH / SONET ağlarında olduğu kadar kolay olmalıdır. Verilen halka bant genişliği içinde, örneğin STM-16 veya OC-48 dahilinde, her düğüm gerektiği kadar bant genişliği sağlayabilir.

Her ADM'de tüm bant genişliğine erişim mümkündü. Ağ uzantısı, örneğin mevcut bir halkaya yeni bir düğümün eklenmesi nispeten kolaydı ve mevcut düğümlerin yerinde ziyaretlerini gerektirmiyordu. Soldaki ağ şeması bunu göstermektedir: Dijital çapraz bağlantı sistemleri birden çok optik SDH / SONET halkasıyla bağlantı kurar.

Yeniden yapılandırılabilir optik ağlar farklı davranır: Bant genişliği istek üzerine planlanabilir ve optik güç artık WDM kanalı başına yönetildiği için erişim optimize edilir. Ölçeklenebilirlik önemli ölçüde artar.

Böyle bir yeniden yapılandırılabilir optik ağın etkinleştirilmesi için anahtar unsur, Reconfigurable Optical Add-drop Multiplexer (ROADM). Optik dalga boylarının yazılımda sadece bir tıklama ile istemci arayüzlerine yönlendirilmesini sağlar. Diğer trafik bundan etkilenmez. Tüm bunlar, filtreleri veya diğer ekipmanları kurmak için ilgili sahalara herhangi bir kamyon rulosuna gerek kalmadan gerçekleştirilir.

ROADM'lerle Yeniden Yapılandırılabilir WDM Ağı

Statik WDM mühendislik kuralları ve ölçeklenebilirlik oldukça karmaşık olabilir (her düğümde OADM).

Bant genişliği ve dalga boyu ön tahsisi
Sabit filtre yapısı için marj tahsisi
Yetersiz güç yönetimi
Ağ uzantısı, Optik-Elektrik-Optik (OEO) rejenerasyonu gerektirir

SDH / SONET ağlarının planlanması kolaydır.

Her ADM'de tüm bant genişliğine erişim
Kolay mühendislik kuralları (yalnızca tek atlama)
Yeni ağ öğelerinin kolay eklenmesi

Yeniden yapılandırılabilir bir optik katman aşağıdakileri sağlar.

İsteğe bağlı bant genişliği planlaması
WDM kanalı başına güç yönetimi sayesinde genişletilmiş şeffaf erişim
Kesintisiz ölçeklenebilirlik

Statik fotonik katmanlar, ayrı optik halkalardan oluşur. Bu halkaların her birinde bulunan birkaç DWDM sistemini düşünün. Sıklıkla bilgi veya veriler aynı çemberde kalır, dolayısıyla herhangi bir sorun yoktur. Bununla birlikte, verilerin farklı bir optik halkaya aktarılması gereken durumlarda ne olur?

Statik sistemlerde, halkalar arasında bir geçişin gerekli olduğu her yerde çok sayıda transponder gereklidir. Aslında, bir halkadan diğerine geçen her dalga boyunun iki transponder gerektirir: ağın her iki tarafında bir tane. Bu yaklaşım, bant genişliği ve kanalların tahsisi dikkate alındığında, yüksek maliyetler ve çok sayıda ilk planlama gerektirir.

Şimdi dinamik, yeniden yapılandırılabilir bir fotonik katman hayal edelim. Burada, iki optik halka arasındaki arayüzü oluşturan tek bir DWDM sistemi vardır. Sonuç olarak, transponder tabanlı rejenerasyon kaybolur ve DWDM sistemi sayısı düşer. Tüm ağ tasarımı basitleştirilmiştir ve dalga boyları artık herhangi bir engel olmaksızın bir halkadan diğerine geçebilir.

Herhangi bir dalga boyu, herhangi bir halkaya ve herhangi bir bağlantı noktasına yayılabilir. Çekirdekten erişim alanına optik bir geçiş ile bu kadar esnek ve ölçeklenebilir bir ağ tasarımının anahtarı ROADM ve GMPLS kontrol düzlemidir.

ROADM'ler aracılığıyla Basitleştirmeler

ROADM'ler, ağda ve servis sağlayıcının veya operatörün süreçlerinde basitleştirmeler sağlar. Bu etkileşim, bu basitleştirmelerden bazılarını özetlemektedir. Sonuçta, tüm bu avantajların daha az çaba ve maliyetle sonuçlandığını unutmamalıyız. Ancak daha da önemlisi, müşteri memnuniyetini ve dolayısıyla müşteri sadakatini artırmalarıdır.

Ağ planlaması, ROADM'ler kullanılarak büyük ölçüde basitleştirilmiştir. Depoda stoklanması gereken önemli ölçüde azaltılmış transponder sayısını bir düşünün.

Kurulum ve devreye alma - örneğin ağa yeni bir dalga boyu ayarlarken - önemli ölçüde daha az çaba gerektirir ve çok daha az karmaşıktır. Servis teknisyenlerinin yalnızca transponderleri ve ROADM'yi kurmak için ilgili son siteleri ziyaret etmeleri gerekir. Kurulum işlerinin ve yamaların gerçekleştirilebilmesi için her bir ara siteyi ziyaret etmeyi gerektiren Sabit Optik Ekleme / Bırakma Çoklayıcıları (FOADM'ler).

Dinamik bir optik ağ devreye alındığında operasyonlar ve bakım büyük ölçüde basitleştirilir. Optik teşhis, daha önce olduğu gibi saatler yerine birkaç dakika içinde gerçekleştirilebilir. Kamyon rulolarını harici alanlara tetiklemek yerine, aksaklıklar tespit edilebilir ve dinamik olarak temizlenebilir.

Ayarlanabilir lazerlerin ve renksiz ROADM'lerin konuşlandırılmasıyla, fiber fabrikasının bakımı daha kolaydır. Bu özellikleri kullanarak hizmet sağlama artık her zamankinden daha kolay. Kurulum ve devreye alma işlerinde olduğu gibi, ağ bakımı ve olası yükseltmeleri gerçekleştirmek de önemli ölçüde daha kolaydır.

ROADM Mimarisi

ROADM'lerin ağ tasarımı ve işletimine getirdiği birçok avantaj önceki bölümlerde ele alınmıştı. İşte birkaç tane daha -

Tüm DWDM sinyalini eşitlemek için kanal başına güç izleme ve seviyelendirme
Uzak ağ işletim merkezinden tam trafik kontrolü

Ancak şu ana kadar bir soru cevapsız kaldı: ROADM nasıl çalışır? Bazı temellere bir göz atalım.

Bir ROADM genellikle iki ana işlevsel unsurdan oluşur: Bir dalga boyu ayırıcı ve bir dalga boyu seçici anahtar (WSS). Yukarıdaki blok şemasına bir göz atın: 1 numaralı ağ arayüzündeki bir optik fiber çifti, ROADM modülüne bağlanır.

Gelen veriyi (ağdan) taşıyan fiber, dalga boyu ayırıcıya beslenir. Şimdi, tüm dalga boyları ayırıcının tüm çıkış portlarında mevcuttur, bu durumda 8. Yerel ekleme / bırakma trafiği (dalga boyları), Dizili Dalga Kılavuzu Filtresi (AWG) ile çoklanabilir / çözülebilir. Bir AWG kullanmak, sabit bir dalga boyu tahsisi ve yönü anlamına gelir.

Dalgaboyu Seçici Anahtarı (WSS), çeşitli dalga boylarını seçici olarak birleştirir ve bunları ağ arabirimi # 1'in çıkışına besler. Kalan ayırıcı bağlantı noktaları diğer ağ yönlerine, örneğin 4 derecelik bir bağlantı düğümünde diğer üç yöne bağlanır.

Note- Bu düğümde ağ yönü başına gösterilen modüllerden birine (tamamen gri kutu) ihtiyaç vardır. Veya daha kesin olmak gerekirse: Dört yöne (4 derece) hizmet eden bir bağlantı düğümünde bu modüllerden dördü gereklidir.

ROADM Heart - WSS Modülü

Soldan gelen WDM sinyaliyle başlayalım. Üstte optik fiberden geçer ve bir yığın kırınım ızgarasına doğru yönlendirilir. Bu toplu kırınım ızgarası bir tür prizma görevi görür. Açıdaki değişim oldukça küçük olsa da, çeşitli dalga boylarını farklı yönlere ayırır. Ayrılan dalga boyları, ışınları bir dizi Mikro-Elektro Mekanik sisteme (MEMS) yansıtan küresel bir aynaya çarpar. Her mikro anahtara farklı bir dalga boyu vurulur ve bu daha sonra küresel aynaya geri gönderilir.

Oradan ışınlar toplu kırınım ızgarasına geri döndürülür ve optik fibere gönderilir. Ama bu şimdi başladığımızdan farklı bir elyaf. Tek dalgaboyu çıkış sinyali bunun gerçekleştiğini gösterir. Bu sinyal daha sonra başka bir iletim fiberini doldurmak için diğer tek dalga boylu sinyallerle birleştirilebilir.

Çeşitli versiyonlar mevcuttur - buradaki anahtar kelimeler renksiz, yönsüz vb.

YOL - Derece, Renksiz, Yönsüz ve Daha Fazlası

Dönem	Açıklama
Degree	Derece terimi, desteklenen DWDM hat arabirimlerinin sayısını tanımlar. 2 derecelik bir ROADM düğümü, iki DWDM hattı arayüzünü destekler. Ayrıca tüm hat arabirimlerinin iki ekleme / bırakma dalına izin verir.
Multi Degree	Çok dereceli ROADM'ler ikiden fazla DWDM hat arayüzünü destekler. Olası ekleme / bırakma dallarının sayısı, WSS bağlantı noktası sayısına göre belirlenir.
Colorless	Renksiz bir ROADM, herhangi bir dalga boyunun veya rengin herhangi bir bağlantı noktasına esnek bir şekilde tahsis edilmesini sağlar. Bu işlevi uygulamak için filtre modülleri bağlanmalıdır.
Directionless	Yönsüz bir YOL, iletim fiberlerinin fiziksel olarak yeniden bağlanmasını gerektirmez. Yön kısıtlamaları ortadan kalkar. Yönsüz ROADM'ler, geri yükleme amaçları veya hizmetlerin geçici olarak yeniden yönlendirilmesi (örneğin, ağ bakımı veya talep üzerine bant genişliği nedeniyle) için konuşlandırılır.
Contentionless	Kesintisiz YOLLAR, ROADM'de çarpışan iki özdeş dalga boyunun olası sorununu ortadan kaldırır.
Gridless	Gridless ROADM'ler, aynı DWDM sinyaline sahip çeşitli ITU-T kanal ızgaralarını destekler. Şebeke ayrıntı düzeyi, gelecekteki iletim hızı gereksinimlerine uyarlanabilir.

Bu seviyelendirilmiş ROADM yaklaşımını anlamak için, aşağıda ROADM'lerle bağlantılı olarak sıklıkla kullanılan bazı temel terimler verilmiştir.

Renksiz

Basit YOLLAR, her yön için aynı zamanda "bir derece" olarak da adlandırılan bir WSS içerir. Dalgaboyları hala atanmış ve sabit ekleme / bırakma alıcı-vericileri kullanılmaktadır. Renksiz YOLLAR bu sınırlamayı ortadan kaldırır: Bu tür YOLLAR ile herhangi bir dalga boyu veya renk herhangi bir bağlantı noktasına atanabilir. Kurulumun tamamı yazılım kontrollü olduğundan, kamyon rulosu gerekmez. Renksiz özelliğin gerçekleştirilmesi için filtre modülleri uygulanmalıdır.

Yönsüz

Bu genellikle "renksiz" terimi ile bağlantılı olarak ortaya çıkar. Yönsüz bir tasarım, başka bir ROADM sınırlamasını ortadan kaldırır. Yön bakımından, örneğin güneye veya kuzeye doğru herhangi bir kısıtlama olmadığından, iletim liflerini fiziksel olarak yeniden bağlama ihtiyacı yönsüz YOLLAR kullanılarak ortadan kaldırılır.

Çekişmesiz

Renksiz ve yönsüz olmalarına rağmen, ROADM'ler zaten büyük bir esneklik sunuyor, aynı frekansı kullanan iki dalga boyu yine de bir YOLDA çarpışabilir. Kesintisiz YOLLAR, bu tür engellemelerden kaçınmak için özel bir dahili yapı sağlar.

Izgarasız

Şebekesiz YOLLAR, çok yoğun bir dalga boylu kanal ızgarasını destekler ve gelecekteki iletim hızı gereksinimlerine uyarlanabilir. Bu özellik, 100 Gbit / sn'den fazla sinyal hızları ve tek bir ağ içindeki farklı modülasyon biçimleri için gereklidir.

Yönsüz olduğunda

Yönsüz YOLLAR, herhangi bir hat arabiriminde desteklenen ITU şebekesinden bir dalga boyu eklenmesine / bırakılmasına izin verdikleri için en yaygın YOL tasarımıdır. Yalnızca yönsüz bir varyant durumunda, ekleme / bırakma portları tanımlanmış bir dalga boyuna özgüdür. Renksiz seçeneği kullanarak, bağlantı noktaları dalgaboyuna özgü olmayabilir.

Yönsüz teknoloji çoğunlukla, geri yükleme amaçları için gerektiği gibi dalga boyunun diğer bağlantı noktalarına yeniden yönlendirilmesi için kullanılır. Örneğin, talep üzerine bant genişliği durumlarında başka uygulamalar da mümkündür. Yönsüz özelliği desteklemeyen YOLLAR, esneklik açısından bazı sınırlamalara tabidir.

Renksiz Olduğunda

Renksiz ROADM'ler, herhangi bir fiziksel yeniden kablolama olmaksızın belirli bir optik kanalın dalga boylarının değiştirilmesine izin verir. Renksiz bir YOL, herhangi bir ekleme / bırakma bağlantı noktasında desteklenen ITU ızgarasından herhangi bir dalga boyunu eklemek / bırakmak için yeniden yapılandırılabilir. Eklenen / bırakılan dalga boyu değişebilir (ayarlanabilir DWDM arayüzü). Bu, -

Dalgaboyu provizyonu ve dalgaboyu restorasyonu için geliştirilmiş esneklik
Restorasyon değiştirme, yön değiştirme ve renk değiştirme
Ayarlanabilir DWDM hat arabirimleriyle birlikte renksiz ekleme / bırakma bağlantı noktalarının temel avantajı, dalga boyu provizyonu ve dalgaboyu yenileme amaçları için geliştirilmiş esnekliktir. İstenen optik yoldaki bir sonraki serbest dalga boyuna otomatik ayarlama.

Optik ağın tamamen otomatik hale getirilmesindeki son bitlerden biri, renksiz ROADM'lerin konuşlandırılmasıdır. Bu tür ROADM'lerin kullanılması, desteklenen ITU ızgarasının herhangi bir dalga boyunun herhangi bir ekleme / bırakma bağlantı noktasına eklenmesine / bırakılmasına izin verir. Ayarlanabilir alıcı-vericiler optik ön uçlar olarak kullanıldığından bağlantı noktasındaki dalga boyu değişebilir.

Dalgaboyu provizyonu ve restorasyonu eskisinden çok daha kolay hale getirildi. Dalgaboyunun meşgul olduğu yerlerde, sistem alıcı vericiyi otomatik olarak bir sonraki kullanılabilir boş dalga boyuna ayarlayabilir. ROADM'ler, aynı ROADM düğümü içinde sabit ve renksiz ekleme / bırakma özelliklerini kullanma seçeneği sunar.

Tartışmasız olduğunda

Kesintisiz ROADM'ler, herhangi bir ekleme / bırakma bağlantı noktasında herhangi bir çekişme ızgarası olmadan herhangi bir ekleme / bırakma bağlantı noktasına herhangi bir dalga boyunu ekleyebilir / bırakabilir. Özel bir dalga boyu rengi, aynı ekleme / bırakma dalına birden çok kez (farklı DWDM hat arabirimlerinden) eklenebilir / bırakılabilir. Yalnızca 8 ekleme / bırakma bağlantı noktası varsa, aynı dalga boyunu 8 ekleme / bırakma bağlantı noktasındaki 8 farklı hat yönünden düşürmek mümkün olmalıdır. Ücretsiz ekleme / bırakma bağlantı noktaları mevcut olduğu sürece, ROADM düğümü herhangi bir hat arayüzüne herhangi bir dalga boyunu ekleyebilmeli / bırakabilmelidir.

Renksiz, Yönsüz ve Kesintisiz işlevsellik (CDC) kombinasyonu, en üst düzeyde esneklik sağlar.

Izgarasız olduğunda

Gridless ROADM düğümleri, aynı DWDM sinyali içinde farklı ITU-T kanal ızgaralarını destekler. Şebeke bant genişliği kanal başına sağlanabilir.

Şebekesiz özellik, 100 Gbit / sn'nin üzerinde veri hızlarını çalıştıran ağlar veya farklı modülasyon şemalarıyla çalışan ağlar için gereklidir. Uyumlu hat arayüzlerine sahip yeni nesil ağlar için tasarlanmıştır. Farklı veri hızları, modülasyon şemasına ve veri hızına bağlı olarak farklı dalga boyu gereksinimleri gerektirir.

İletim hızları artıyor ve modülasyon şemaları giderek daha karmaşık hale geliyor. Artık birkaç modülasyon teknolojisi tek bir optik fiberde karıştırılabilir. Tüm bunlar ROADM teknolojisine geri yansır ve ızgarasız YOLLAR için gereksinimleri oluşturur. Bu tür ROADM'ler yoğun bir frekans ızgarasında çalışır ve bant genişliğinin kanal başına sağlanmasına izin verir. Veri kanalları artık modülasyon şemalarına ve veri hızlarına bağlı olarak farklı dalga boyu gereksinimleri talep etmektedir.

Tipik uygulamalar, 100 Gbit / sn'nin üzerindeki veri hızlarıyla çalışan veya paralel olarak farklı modülasyon şemaları çalıştıran ağlardır. İkinci durum, örneğin, tutarlı iletim teknolojileri kullanılırken kolayca var olabilir.