Оптический сетевой элемент с функциями OADM/ROADM/OXC

Составной частью современных сетевых элементов становятся оптические узлы много­волновой передачи. Одним из важнейших узлов, который относится к разряду ключе­вых в оптических транспортных сетях, принято считать оптический мультиплексор выделения/ввода OADM. С его помощью в многоволновой сети возможен доступ к отдельным волновым каналам. Реализация этого возможна на основе волоконных брэгговских решеток, настроенных на фиксированные волны, решетки на волноводном массиве типа AWG (Arrayed-Waveguide Grating) и т.д. На рис. 19 представлена упро­щенная схема OADM на фиксированные волны. Упрощение связано с обозначением только одного направления передачи (слева направо). С помощью управляемых опти­ческих ключей возможен доступ к отдельным волнам (в примере это 4 волны). Ключи могут иметь электромеханическое (микрозеркала) или электрооптическое управление коммутацией. Управляемые аттенюаторы позволяют выравнивать уровень мощности оптических каналов. С помощью разветвителей и фотодетекторов создана возможность контроля мощности каждого канала.

В приведенном примере OADM показано: разделение волн λ₁…λ₄ в демультиплексоре; вывод волн λ₁ и λ₄ и введение на их место λ*₁ и λ *₄ с другим трафиком; ответвле­ние части мощности λ ₃ (функция «вещания») и пропуск без доступа волны λ ₂. Этот пример отражает схему без перестройки OADM. Для повышения гибкости сетевого элемента в оптической сети необходимо иметь возможность селекции волн с пере­стройкой, группирование волн, изменение длины волны передачи и т.д.

Рисунок 19 – Упрощенная схема OADM

Указанные функции в настоящее время поддерживают перестраиваемые ROADM- мультиплексоры (Reconfigurate OADM). Преимущества ROADM состоят в возможно­стях ввода/вывода с удаленным контролем, добавлении и пропускании волн без преоб­разования и с преобразованием оптического сигнала в электрический. В зависимости от технологии частотного фильтрования и функций коммутации ROADM разделяют на:

¾ дискретные ROADM;

¾ частотные изоляторы;

¾ частотные изоляторы с встроенными планарными оптическими волноводами;

¾ частотно-селективные с коммутацией и преобразованием волн.

Пример построения последнего приведен на рисунке 20.

Рисунок 20 – Архитектура ROADM с перестраиваемыми фильтрами

Первые виды ROADM базировались в своих конструкциях на дискретных оптомеханических коммутаторах, фильтрах и регулируемых аттенюаторах типа VOA (Variable Optical Attenuators). Это приводило к существенным потерям мощности в схемах, слож­ным настройкам и высокой стоимости изделий.

Интеграция оптических компонентов в структуры частотно-селективных переклю­чателей WSS (Wavelength Selective Switch) позволили объединить в WSS ROADM че­тыре функции, которые раньше выполнялись отдельно:

¾ гибкий процесс ввода-вывода при использовании любых «бесцветных» портов (см. рисунок 20 λ_x);

¾ динамический контроль входной мощности;

¾ динамическое выравнивание мощности;

¾ непрерывный мониторинг всех оптических каналов.

По сравнению с известными мультиплексорами OADM мультиплексоры WSS ROADM в три раза компактнее, в четыре раза дешевле и вносят в три раза меньше по­терь оптической мощности. Кроме выполнения функций WSS ROADM включает:

¾ перестраиваемые лазеры;

¾ оптические усилители с перестраиваемым коэффициентом усиления и контроли­руемым переходным процессом;

¾ полностью автоматизированное управление через протокол GMPLS;

¾ «бесцветные» порты.

Более сложную архитектуру имеют узлы выделения и ввода оптических транспортных модулей ОТМ с доступом к волновым каналам OCh. В них используются оптические усилители модулей, мультиплексоры и демультиплексоры двух ступеней ОТМp.m и OCGi.l (рисунок 21). При полномасштабной реализации узлов с оптической кроссовой коммутацией к структуре узла добавляются соответствующие коммутирующие матри­цы оптических модулей и оптических каналов OXC (Optical xCross Connect - оптиче­ская кроссовая коммутация) (рисунок 22). Оптические каналы начинаются и заканчива­ются транспондерными блоками. Каналы пользователей имеют электрические и опти­ческие подключения.