DWDM 기술: 개발 및 적용

DWDM 기본 소개

파장 분할 다중화(Wavelength Division Multiplexing) WDM은 전송을 위해 서로 다른 파장의 광 신호를 단일 광섬유로 다중화하는 기술입니다.

• CWDM(Coarse Wavelength Division Multiplexing)은 일반적으로 20nm 떨어진 넓은 파장 간격을 사용합니다.
• DWDM(Dense Wavelength Division Multiplexing)은 일반적으로 0.8-2nm 사이의 좁은 파장 간격을 사용합니다.

이제 WDM에서 DWDM(Dense Wavelength Division Multiplexing) 기술을 도입하는 데 중점을 둘 것입니다.

DWDM은 전송을 위해 단일 파이버에 광 캐리어를 결합하여 각 파이버의 전송 용량을 늘립니다. DWDM은 SDH 서비스, IP 서비스 및 ATM 서비스를 전달할 수 있습니다.

DWDM 파장에 대한 ITU International Telecommunication Union 표준은 1528.77nm-1563.86nm이며 주로 감쇠 및 분산이 낮은 C 대역에서 사용됩니다. 100GHz(0.8nm) 파장 간격은 40개의 채널을 가질 수 있고, 50GHz(0.4nm) 파장 간격은 80개의 채널을 가질 수 있습니다.

DWDM 유닛의 구조

DWDM(Dense Wavelength Division Multiplexing)은 현재 비교적 진보된 광섬유 통신 기술입니다. 경제와 기술의 발전과 함께 데이터 전송 속도에 대한 사람들의 요구도 상대적으로 높은 수준으로 증가하여 DWDM 기술의 전망이 밝았습니다.

• 광학 트랜스폰더: 파장 광 신호를 변환합니다.
• 광 다중화기 및 분배기: 고정 파장 광 신호를 결합하고 분할합니다.
• 광 증폭기(OLA): 광 전송 섹션 중간에 위치하며 OLA는 광 신호를 증폭합니다.
• 광학 감시 채널: 네트워크 관리 시스템이 DWDM 시스템을 효과적으로 관리할 수 있도록 DWDM 시스템의 관리 및 모니터링을 수행하는 데 사용됩니다.

DWDM 시스템의 작동 원리

이중 섬유 단방향 전송

단방향 WDM 시스템은 두 개의 광섬유를 사용합니다. 하나의 광섬유는 한 방향으로만 광 신호 전송을 완료하고 반대쪽 광 신호 전송은 다른 광섬유에서 완료합니다.

장점: 각 신호는 서로 다른 파장으로 전달되므로 간섭이 없고 동일한 파장을 양방향으로 재사용할 수 있습니다.

단점: 광섬유 및 광학 장치 자원의 낮은 활용도.

단일 파이버 양방향 전송

양방향 파장 분할 다중화(WDM) 시스템은 단일 광섬유를 사용하여 양방향으로 신호를 전송하고 각 방향으로 신호를 전달하는 서로 다른 파장을 사용하여 전이중 통신을 구현합니다.

장점: 사용되는 광섬유 및 라인 증폭기의 수를 줄여 비용을 절감할 수 있습니다.

단점: 높은 요구 사항, 다중 채널 간섭 해결 필요, 확장된 전송 거리에는 광 증폭이 필요합니다.

DWDM 시스템의 분류

개방형 DWDM 시스템

전송 끝에서 OTU는 비표준 파장을 표준 파장으로 변환하는 데 사용됩니다. 이 장치의 주요 기능은 시스템의 파장 호환성을 충족시키기 위해 비표준 파장을 ITU-T에서 지정한 표준 파장으로 변환하는 것입니다.

통합 DWDM 시스템

서비스 신호 자체는 이미 표준 파장을 충족하며 송수신기 및 송신기에는 OTU가 필요하지 않습니다.

DWDM의 핵심 구성 요소

광원 :

광원의 기능은 광섬유 통신 시스템에서 중요한 장치인 레이저 또는 형광을 생성하는 것입니다.

DWDM 시스템의 광원은 비교적 큰 분산 허용 오차와 표준 및 안정적인 파장을 가지고 있습니다.

레이저에는 직접 변조와 간접 변조의 두 가지 변조 방법이 있습니다.

광검출기:

광 검출기의 역할은 수신된 광 신호를 해당 전기 신호로 변환하는 것입니다.

광섬유를 통해 전송되는 광 신호는 일반적으로 매우 약하기 때문에 광 검출기에 대한 요구 사항이 높습니다.

광학 증폭기:

광 증폭기는 광 신호를 향상시키는 데 사용되며 주로 EDFA(Erbium Doped Fiber Amplifier) ​​및 라만 광섬유 증폭기를 포함합니다.

광 멀티플렉서 및 광 디멀티플렉서:

WDM 시스템의 핵심 구성 요소는 파장 분할 다중화기, 즉 광 다중화기와 광 역다중화기이며 실제로는 광 필터입니다. 이들의 특성은 전체 시스템의 성능을 크게 결정하며 요구 사항은 충분한 다중화 채널 수, 작은 삽입 손실, 넓은 통과 대역 범위 등입니다.

광파장분할다중화기에는 많은 종류가 있으며 크게 간섭필터형, 파이버커플러형, 격자형, 배열도파관격자형의 XNUMX가지로 나눌 수 있다.

네트워크 유형

지점간 네트워크

메시 네트워크

링 네트워크

DWDM 기술의 장점

• 초대형 용량: DWDM 기술은 광섬유 대역폭 리소스를 최대한 활용하여 단일 광섬유에서 수십 또는 수백 개의 채널을 다중화하므로 단일 광섬유의 용량이 크게 향상됩니다.
• 데이터의 "투명한" 전송: DWDM 시스템은 "데이터"에 투명하며 신호 속도 및 전기 변조 방법과 무관합니다. 따라서 속도, 형식 및 특성이 완전히 다른 여러 비즈니스 신호를 동시에 전송할 수 있습니다.
• 편리하고 유연한 시스템 업그레이드 및 확장: 기존 서비스를 중단하지 않고 파장을 추가하여 새로운 서비스를 도입할 수 있으므로 기존 투자의 보호를 극대화할 수 있습니다.
• 경제적이고 안정적인 네트워킹: DWDM 기술은 기존의 전기 시분할 다중화 기술로 구성된 네트워크보다 훨씬 간단하고 네트워크 계층 구조가 명확합니다. 단순화된 네트워크 구조, 명확한 계층 구조 및 편리한 비즈니스 일정으로 인해 네트워크의 경제성과 신뢰성이 분명합니다.
• 전광 네트워크 형성: DWDM 기술은 전광 네트워크를 달성하기 위한 핵심 기술 중 하나가 될 것이며 DWDM 시스템은 미래의 전광 네트워크와 호환될 수 있습니다. 미래에는 이미 구축된 DWDM 네트워크를 기반으로 투명하고 생존성이 높은 전광 네트워크를 달성하는 것이 가능할 수 있습니다.

DWDM 및 CWDM 기술은 파장 분할 다중화 기술의 두 가지 다른 제품이며 각각 다른 네트워크 계층에서 장점이 있습니다.

비용이 저렴하고 구조가 단순하기 때문에 CWDM 기술은 다중 서비스 기능을 갖춘 대도시 지역 네트워크의 액세스 계층에서 좋은 응용 전망을 가지고 있습니다. 반면 DWDM 기술은 대용량 및 장거리 전송 특성으로 인해 백본 네트워크, 핵심 광역 네트워크 및 로컬 네트워크 백본 전송 장비에 선호됩니다.

CWDM/DWDM 솔루션을 선택할 때 프로젝트 요구 사항과 예산을 고려하고 각각의 특성과 차이점을 결합하여 최상의 솔루션을 선택해야 합니다.

DWDM 기술에 대한 토론

DWDM은 광섬유 통신 전송 분야에서 널리 사용되는 성숙한 기술인 WDM(파장 분할 다중화) 기술에 속합니다. WDM은 광파의 전송 특성을 이용하여 하나의 광섬유를 통해 데이터를 전송할 수 있도록 광 다중화 시스템을 통해 서로 다른 파장과 주파수의 광파를 함께 ​​압축합니다. 시스템 구조의 개략도가 그림에 나와 있습니다.

WDM 기술의 전파 다이어그램

광파 다중화기와 광파 역다중화기는 전체 WDM 시스템의 핵심입니다. 현재 웨이브 멀티플렉서와 ​​디멀티플렉싱의 두 가지 기능은 초기 구리 전송 시스템에서 변조 및 복조 기능을 모두 수행할 수 있는 모뎀과 유사한 광 다중화 시스템으로 간주되는 하나의 기계에 통합될 수 있습니다. 과학과 기술의 발달로 광 다중화 시스템 관련 기계의 감도가 향상되었으며, 파장과 주파수가 매우 유사한 광 신호에 대해 다중화 및 역 다중화 작업을 수행할 수 있게 되어 DWDM 기술의 광범위한 적용.

채널	중심 주파수(THz)	파장 (nm)	채널	중심 주파수(THz)	파장 (nm)	채널	중심 주파수(THz)	파장 (nm)	채널	중심 주파수(THz)	파장 (nm)
C21	192.1	1560.61	C31	193.1	1552.52	C41	194.1	1544.53	C51	195.1	1536.61
C22	192.2	1559.79	C32	193.2	1551.72	C42	194.2	1543.73	C52	195.2	1535.82
C23	192.3	1558.98	C33	193.3	1550.92	C43	194.3	1542.94	C53	195.3	1535.04
C24	192.4	1558.17	C34	193.4	1550.12	C44	194.4	1542.14	C54	195.4	1534.25
C25	192.5	1557.36	C35	193.5	1549.32	C45	194.5	1541.35	C55	195.5	1533.47
C26	192.6	1556.55	C36	193.6	1548.51	C46	194.6	1540.56	C56	195.6	1532.68
C27	192.7	1555.75	C37	193.7	1547.72	C47	194.7	1539.77	C57	195.7	1531.9
C28	192.8	1554.94	C38	193.8	1546.92	C48	194.8	1538.98	C58	195.8	1531.12
C29	192.9	1554.13	C39	193.9	1546.12	C49	194.9	1538.19	C59	195.9	1530.33
C30	193	1553.33	C40	194	1545.32	C50	195	1537.4	C60	196	1529.56

DWDM 파장: 40파 DWDM 100G의 파장 할당

DWDM 시스템에서 하나의 광 케이블은 서로 다른 파장과 주파수의 여러 광파를 전송할 수 있으며 이러한 광파는 광섬유에서 분할된 서로 다른 광 채널을 따라 전파되므로 원래 2.5GB/s의 데이터 속도가 광 케이블은 여러 번 증가합니다. 현재 단일 광섬유가 전송할 수 있는 최대 데이터 트래픽은 400Gb/s에 도달했습니다. DWDM 시스템은 응용 프로그램에서 비교할 수 없는 이점이 있습니다.

첫째, 여러 개의 광 신호가 하나의 채널에 결합되어 전송되므로 데이터의 전송 효율이 효과적으로 향상됩니다. 둘째, 이 기술은 특히 광섬유를 전송 캐리어로 사용하는 장거리 데이터 전송 프로세스에서 비용을 효과적으로 줄일 수 있습니다. 광 다중화 기술, 특히 DWDM 기술은 광섬유 및 광 신호 재생 장비를 크게 절약할 수 있으며 동시에 EDFA 기술, 외부 변조, 전자 흡수 및 기타 전송 관련 기술은 홉의 허용 가능한 손실 및 분산을 만듭니다. 전체 전송 시스템의 크기가 커져 전송 거리가 효과적으로 확장됩니다.

동시에 DWDM 시스템은 하나의 광섬유에서 여러 광섬유 채널을 가상화하는 것과 동일하므로 다양한 데이터 전송에 대한 호환성이 우수하여 전체 광섬유 전송 시스템의 생존 가능성을 효과적으로 향상시키고 매우 편리합니다. 확장 작업을 위해.

DWDM 기술의 이론적 시스템 다이어그램

DWDM의 네트워크 분석

광섬유 자체의 특성상 광섬유 네트워크의 포설이 완료된 후에 수정하기 어렵다고 판단됩니다. DWDM 네트워크에는 다양한 기술이 포함되어 있으므로 설계 프로세스에서 더 주의해서 다루어야 합니다.

전체적인 구조는 DWDM 시스템 N 파장 다중화에는 주로 다음이 포함됩니다.

• 광 트랜스폰더 유닛(OTU);
• 파장 분할 다중화기: 광 역다중화기/다중화기(ODU/OMU);
• 광 증폭기 (BA/LA/PA);

N 파장 다중화 DWDM 시스템의 전체 구조

DWDM 네트워크의 분류는 서비스 전달 방식, 파장 변환 가능 여부, 전송 과정에서 광전 변환 여부 등 다양한 분류 기준으로 인해 복잡합니다. 설계.

전통적인 데이터 전송 네트워크와 마찬가지로 DWDM 네트워크도 토폴로지 구조에서 메쉬, 링, 스타 및 버스 네트워크로 나뉩니다. 현재 애플리케이션 환경에서는 메시 및 링 네트워킹 방법이 더 일반적입니다. 네트워킹 모드를 결정할 때 고려해야 할 주요 요소에는 비용과 네트워크 성능이 포함됩니다. 특히 네트워크가 전송할 수 있는 최대 지점 간 데이터 볼륨, 네트워크 라우팅 기능, 네트워크 보안, 네트워크 자율 복원력 등을 포함해야 합니다.

위의 문제를 종합적으로 고려하여 네트워크의 최종 형태와 관련 매개변수는 다양한 토폴로지 구조의 특성에 따라 결정됩니다. 일반적으로 전체 디자인 프로세스를 여러 단계로 나누는 것을 피하기 위해 통합 디자인 계획을 채택하는 것이 좋습니다. 이렇게 하면 전체 웹사이트 계획의 일관성을 효과적으로 유지하고 네트워크의 포괄적인 커뮤니케이션 기능을 향상시킬 수 있습니다.

메쉬 광섬유 네트워크를 예로 들어 설계자는 환경 요구에 특별한주의를 기울이고 향후 개발 프로세스에서 전체 수요 환경의 변화를 고려한 다음 크기를 포함하여 요구에 따라 해당 매개 변수를 추정해야합니다. 서로 다른 노드에 위치한 OXC의 수, 광섬유 수, 노드 간 파장 요구 사항. 메쉬 토폴로지의 약한 자가 치유 능력으로 인해 설계 프로세스에서 결정해야 하는 문제는 기본적으로 네트워크의 용량에 집중되며, 특히 네트워크의 관련 도로 또는 노드가 실패할 때 전송 베어러 문제 데이터 요구 사항과 관련하여 고려해야 할 주요 사항입니다.

반대로 링 네트워크의 자가 치유 능력은 약간 더 우수하므로 네트워크 수준의 설계에 더 많은 주의를 기울입니다. 링 내 라우팅 및 파장 할당에 기반한 링 네트워크 구조 및 기능을 분할하고 찾는 문제에도 특별한 주의를 기울여야 합니다. 링 네트워크는 메쉬 파이버 네트워크와 달리 유휴 용량 자체가 링 네트워크에 내장되어 있기 때문에 유휴 네트워크 용량 할당을 고려할 필요가 없습니다. 네트워크 설계 프로세스 후 DWDM 네트워크에 대한 최적화 문제도 고려해야 합니다. 이는 네트워크의 실제 매개변수에 따라 각 링크의 구성을 최적화해야 하며 전체 네트워크가 배치될 때까지 프로세스가 수행되었습니다.

이상의 전송률을 가진 환경에서 10Gb / s, 신호 왜곡과 같은 문제는 전송 품질에 큰 영향을 미치므로 네트워크 최적화가 중요합니다. 이 과정에서 프로젝트 입찰 시 기본 구성 결정, 프로젝트 수행 시 실제 파라미터 측정, DCM 모듈 및 펌프 카드 조정, 측정 결과에 따른 각 특정 세그먼트의 실제 파라미터 설정 등의 작업을 수행한다. , 신호 사전 강조 및 기타 여러 측면의 조정. 각 링크를 신중하게 구현해야만 고품질 신호 전송 서비스를 얻을 수 있습니다.

DWDM 광 모듈은 광섬유 용량의 저비용 확장을 실현합니다.

전통적인 전송 모드에서 단일 광섬유는 한 가지 유형의 정보를 전달하는 광 캐리어 신호만 전송할 수 있습니다.

일반 이중 광섬유 광 모듈(2코어 광섬유를 통해 전송).

추가 서비스가 필요하지만 광섬유 리소스가 제한적인 경우 BIDI 광 모듈(단일 코어 광섬유를 통해 전송)로 교체할 수 있습니다.

서비스 수가 계속 증가하고 BIDI가 더 이상 충분하지 않은 경우 WDM 광 모듈(주로 DWDM)을 사용할 수 있으며 여기서 소개하는 DWDM SFP 광 모듈 및 DWDM SFP+ 광 모듈입니다.

DWDM(파장 분할 다중화) 정보

DWDM 파장 분할 다중화는 전송을 위해 서로 다른 파장의 광 신호를 하나의 섬유로 다중화하는 WDM입니다.

전통적인 전송 모드에서 하나의 광섬유는 한 종류의 정보 광 캐리어 신호만 전달할 수 있습니다. 서로 다른 서비스의 경우 전송을 위해 서로 다른 파이버가 필요합니다. DWDM 파장 분할 다중화 기술은 단일 물리적 섬유에 여러 가상 섬유 채널을 제공할 수 있습니다.

DWDM 채널은 더 조밀하게 배치되어 있으며 CWDM 파장 범위 내부에서 가져온 작은 세그먼트인 C 대역(1525nm-1565nm) 및 L 대역(1570nm-1610nm) 전송 창을 사용합니다. DWDM 채널 간격은 0.4nm, 0.8nm, 1.6nm 등(CWDM 대역 간격은 20nm)으로 더 작고 추가 파장 제어 장치가 필요합니다.

DWDM 광 트랜시버 모듈

유색광 광 모듈이라고도 하는 DWDM 광 모듈은 광전자 신호 변환을 위한 광 모듈의 중요한 구성 요소입니다. 일반 광 모듈과 유사하게 DWDM 광 모듈은 DWDM 파장 분할 멀티플렉서와 ​​함께 사용되어 전송을 위해 단일 광섬유에 다른 파장의 광 신호를 다중화해야 합니다. 링크의 수신단에서 광섬유의 혼합 신호는 장거리 통신 전송을 달성하기 위해 광학 디멀티플렉서에 의해 다른 파장 신호로 디멀티플렉싱됩니다.

DWDM 광 모듈의 일반적인 패키지 유형에는 SFP, SFP +, XFP, SFP28, QSFP + 및 QSFP28이 포함되며 높은 전송 용량, 작은 크기, 낮은 전력 소비, LC 듀플렉스 인터페이스, DDM(디지털 진단 기능), 등.

일반적인 DWDM 광 모듈에는 1.25G SFP DWDM, 10G SFP+ DWDM, 10G XFP CWDM, 25G SFP28 DWDM, 40G QSFP+ DWDM 및 100G QSFP28 DWDM. DWDM 광 모듈의 일반적인 전송 거리는 40km이며 80km 및 120km 옵션도 사용할 수 있습니다(여러 중계국을 사용하여 전송 거리를 120km 이상으로 확장할 수 있음).

DWDM 광 트랜시버 모듈을 위한 두 가지 애플리케이션 솔루션

이중 섬유 단방향 DWDM 전송 솔루션

이중 광섬유 단방향은 단일 광섬유에서 동일한 방향으로 모든 광학 경로를 동시에 전송하는 것을 말합니다. 서로 다른 파장은 서로 다른 광학 신호를 전달하며, 이는 송신단에서 다중화되고 단일 광섬유를 통해 전송됩니다. 수신단에서는 여러 광 신호의 전송을 완료하기 위해 역 다중화되고 반대 방향은 다른 광섬유를 통해 전송됩니다. 전송의 두 방향은 두 개의 개별 섬유에 의해 완료됩니다.

단일 파이버 양방향 DWDM 전송 솔루션

단일 파이버 양방향이란 광 신호가 단일 파이버에서 송수신하기 위해 서로 다른 파장을 채택하여 서비스의 양방향 전송을 달성하는 것을 의미합니다.