40. szerokopasmowe i selektywne sieci optyczne

Klasa 3TI

Szerokopasmowe i selektywne sieci optyczne na podstawie opisu i schematu blokowego

Piotr Lenart

Sieci szerokopasmowe W sieciach szerokopasmowych wszystkie transmitowane kanały są łączone ze sobą w sprzęgaczu gwiazdowym, a następnie wysyłane do wszystkich węzłów w sieci. Cechą sieci szerokopasmowych jest to, że jakikolwiek węzeł sieci transmituje dane lub sygnał analogowy do wszystkich odbiorników, niezależnie, czy jest to potrzebne, czy nie. Może być to uznane za nieefektywne, choć zapewnia dużą elastyczność, potrzebną np. w systemach dyfuzyjnych. Sieci szerokopasmowe wykorzystują zazwyczaj sprzęgacze gwiazdowe o wielu wejściach i wyjściach, na przykład w postaci macierzy odpowiednio połączonych sprzęgaczy optycznych 2x2 (2we-2wy) lub innych typów sprzęgaczy. Przykład architektur typu „gwiazda" i „drzewo" sieci szerokopasmowych wykorzystujących sprzęgacze gwiazdowe

Istnieje kilka typów sieci szerokopasmowych w zależności od tego, czy przestrajane są nadajniki, czy odbiorniki: 1) W sieciach niekomutowanych optycznie nadajniki i odbiorniki pracują przy ustalonych częstotliwościach, gdzie długość fali może definiować klasę usług. 2) Odbiorniki są dostrojone do różnych, ale stałych częstotliwości, przestrajane zaś są nadajniki. Wtedy połączenie jest dokonywane przez dostrojenie nadajnika do długości fali, do jakiej jest przystosowany wybrany odbiornik. Taki rodzaj pracy ma jednak poważne wady, do których należy konieczność instalacji wielu nadajników w każdym węźle w przypadku jednoczesnej transmisji do wielu odbiorników, jak również konieczność wprowadzenia odpowiedniego protokołu w celu uniknięcia kolizji spowodowanych jednoczesną pracą dwóch lub więcej nadajników na tej samej długości fali. 3) Nadajniki emitują różne, ale stałe częstotliwości, zaś przestrajane są odbiorniki. Sieć taka, oprócz połączenia między dwoma punktami, zapewnia również możliwość jednoczesnej transmisji z jednego węzła do wielu innych, poprzez dostrojenie wielu odbiorników do długości fali wybranego nadajnika. Zwróćmy uwagę, że w takiej sieci kolizji unika się automatycznie, gdyż każdy nadajnik pracuje na innej długości fali. 4) Zarówno nadajniki, jak i odbiorniki są przestrajane. Jest to najbardziej elastyczna konfiguracja, która umożliwia różne rodzaje połączeń (punkt-punkt, jeden do wielu itd.). Jednakże wymaga najbardziej złożonych protokołów do koordynacji długości fal nadajników i odbiorników.

Sieci selektywne Te sieci mogą być budowane przez łączenie systemów WDM w różnych konfiguracjach. Kierują one transmitowaną na danej długości fali moc optyczną w określonym kierunku i umożliwiają lepsze wykorzystanie widma {długości fali) i mocy niż systemy szerokopasmowe. Podstawową zaletą sieci selektywnych w porównaniu z sieciami szerokopasmowymi jest to, że eliminują one straty związane z rozdzielaniem sygnału np. w sprzęgaczach gwiazdowych, podstawową zaś wadą to, że w przypadku pasywnego zestawiania połączenia, wymagają one użycia przestrajanych elementów nadawczych i odbiorczych w celu osiągnięcia wielodostępu.

Selektywna sieć WDM o topologii gwiazdy.

Selektywna sieć WDM o topologii łańcuchowej.

Selektywna sieć WDM o topologii pierścieniowej. W swej podstawowej formie sieć selektywna WDM jest wykorzystywana do zapewnienia ustalonego kanału optycznego miedzy każdą parą węzłów poprzez drogę optyczną o niskich stratach. Połączenie jest jednoznacznie określone przez długość fali transmitowanego sygnału i węzeł sieci, który te długość transmituje. Podstawowa zaleta tego podejścia polega na tym, że dana długość fali może być ponownie użyta w innej części sieci, przez co redukuje się liczbę długości fal potrzebnych do połączenia określonej liczby węzłów. Jeśli na przykład zbiór N węzłów ma być całkowicie połączony obustronnie, potrzeba wtedy N(N—1) kanałów optycznych. W szerokopasmowej sieci optycznej o strukturze „gwiazdy", liczba potrzebnych długości fal będzie również wynosić N(N—1). Jednak sieć selektywna pozwala na ponowne użycie tych samych długości fal w innych swoich częściach tak, że liczba długości fal potrzebna do pełnego połączenia optycznego N węzłów jest znacznie mniejsza.