Глава 4

СЕТЕВЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ОПТИЧЕСКИХ ТРАНСПОРТНЫХ СЕТЕЙ

Сетевые элементы транспортных сетей отличаются весьма большим разнообразием функций, интерфейсов и местами применения в составе сетевых станций и сетевых узлов. При этом под сетевым элементом принято понимать изделие с набором функ­ций, которые обеспечивают взаимодействие в сети связи с другими аналогичными устройствами для организации соединений, их защиты, тестирования, управления и т.д. На рис. 4.1 представлен пример общей структуры сетевого элемента и компонен­ты, входящие в состав сетевого элемента.

Сетевой элемент может представлять собой электронный регенератор с оптиче­скими интерфейсами, оптический усилитель, мультиплексор ввода-вывода SDH, ОТН, мультиплексор ввода-вывода многоволновых сигналов OADM (Optical Add- Drop Multiplexer) и т.д. В сетевом элементе могут находиться как различные линей­ные окончания (порты STM-N, WDM), так и пользовательские интерфейсы с элек­трическим и оптическим терминированием (Е1, ЕЗ, Е4, STM-N, Ethernet 1000, ATM и т.д.). Для надежного и эффективного взаимодействия сетевого элемента в сети он ос­нащается средствами управления и синхронизации. Разумеется, сетевой элемент дол­жен иметь еще и надежное электропитание, и служебную связь, и сигнализацию.

Ниже рассматривается ряд возможных функциональных исполнений сетевых элементов для взаимодействия в сети и с источниками/получателями информаци­онной нагрузки. При этом каждая физическая конфигурация имеет свое программ­ное обеспечение для поддержки выполняемых функций.

4.1. Регенератор и оптический усилитель

Линейный регенератор применяется в сети SDH для увеличения дальности пере­дачи сигналов между узлами сети. Регенератор представляет собой мультиплексор SDH, оснащенный одним портом входа и одним портом выхода, и является односто­ронним устройством передачи цифровых сигналов. В регенераторе устраняются ис­кажения цифрового линейного сигнала, образовавшиеся из-за помех и дисперсии. Для двусторонней передачи необходимо использовать два регенератора (рис. 4.2).

В регенераторах доступны служебные сигналы заголовка RSOH (см. рис. 3.31) для контроля ошибок по байту В1, служебная связь через байты El, F1, канал управления DCCr через байты Dl.. .D3 и другие назначаемые функции.

В регенераторах уровня STM-16, STM-64, STM-256 возможно использование функций коррекции ошибок FEC, что повышает энергетический потенциал на 5...8 дБ и увеличивает дальность связи (участок регенерации). В регенераторе SDH нет доступа к байтам заголовка MSOH и полю нагрузки STM-N.

Конструктивно регенераторы могут быть выполнены в контейнерах для разме­щения в подземных цистернах, в виде корзин (поддонов) мультиплексоров, поме­щаемых в стойки, которые находятся в линейных аппаратных цехах сетевых узлов.

Регенераторы SDH могут служить источниками сигналов тактовой синхрониза­ции в узлах сети, т.к. они транслируют сигналы SDH с высокой стабильностью так­тов. Существенным недостатком регенератора SDH, как сетевого элемента, являет­ся внесение им дополнительных фазовых дрожаний импульсов линейного сигнала, что вызывает в цепочке регенераторов накопление фазовых дрожаний и повышение вероятности ошибок при регенерации сигнала.

Регенераторы SDH размещают, как правило, вблизи источников гарантирован­ного электропитания.

Оптический усилитель — устройство увеличения мощности оптического сиг­нала, которое используется в технике транспортных сетей, как в составе интерфей­сов, так и отдельно в качестве сетевого элемента. В отличие от регенератора опти­ческий усилитель не имеет функции преобразования оптического сигнала в элек­трический, его регенерации и последующего электрооптического преобразования. Оптический усилитель может усиливать сигналы одного или двух встречных на­правлений. Пример упрощенной схемы эрбиевого усилителя приведен на рис. 4.3. Такой усилитель может компенсировать потери оптической мощности сигнала с длиной волны Л_с до 30...50 дБ при использовании сигнала накачки усилителя с длиной волны к,,.

Как правило, в составе сетевого элемента оптический усилитель имеет распре­деленную конструкцию и средства включения в сеть управления для оперативного контроля параметров и оценки работоспособности (рис. 4.4).

Оптический усилитель как сетевой элемент обязательно снабжается средствами контроля и управления. В приведенном примере для этого используется отдельная оптическая волна А._к, которая переносит информацию управления и контроля.

Если оптический усилитель дополнить компенсатором дисперсии, то будут уст­ранены искажения оптических импульсов и увеличена их мощность, что, в свою очередь, увеличивает длину участка секции регенерации в несколько раз и не вно­сит дополнительных фазовых дрожаний.

Применение оптического предусилителя в составе сетевого оптического усили­теля обусловлено необходимостью иметь наименьшие шумы оптического усиле­ния, которые накладываются на информационный сигнал А_с.

В эрбиевом усилителе минимальные шумы достигаются на волне накачки 980 нм, а максимальное усиление на волне накачки — 1480 нм. Оптические усилители как

сетевые элементы выполняются для уста­новки в контейнеры необслуживаемых станций и в виде блоков для размещения в корзины станционного оборудования на стойках. На схемах организации связи оп­тические усилители имеют обозначение, показанное на рис. 4.5.

Помимо эрбиевых оптических усилите­лей на протяженных магистралях применяют рамановские волоконные усилители, которые обеспечивают наименьшие шумы при распределённом усилении [4, 10, 59].