Przykłady architektur sieci szerokopasmowych WDM: a).gwiazda, b). drzewo.

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Przykłady architektur sieci szerokopasmowych WDM: a).gwiazda, b). drzewo."

Marian Jarosz
8 lat temu
Przeglądów:

1 SMK WYKŁAD 17 SIECI ŚWIATŁOWODOWE ( Wstęp do wsp. telek. św., J. Siuzdak) 1. Wielodostępne sieci ze zwielokrotnieniem długości fali i częstotliwości (WDM, FDM) a). Szerokopasmowe Przykłady architektur sieci szerokopasmowych WDM: a).gwiazda, b). drzewo. Średnia pojemność sieci (liczba użytkowanych długości fal) w zależności od obciążenia dla sieci o N=250 węzłach); W-liczba dostępnych długości fal 1

Szerokopasmowe Przykłady architektur sieci szerokopasmowych WDM: a).gwiazda, b). drzewo.

2 b. Sieci selektywne Selektywna sieć WDM o topologii gwiazdy Selektywna sieć WDM o topologii łańcuchowej Selektywna sieć WDM o topologii pierścieniowej 2

3 Części selektywnych sieci: układy zestawiające połączenie, elementy selektywne falowo, multipleksery add/drop (krotnice transferowe). Te ostatnie pozwalają na odebranie w danym węźle sygnału o danej długości fali (światłowodowa siatka Bragga, cyrkulator) przy jednoczesnym zastąpieniu go sygnałem własnym, który będzie dalej transmitowany w sieci. a) schemat multipleksera add/drop, b) układ zestawiający połączenie między N - węzłami, wykorzystujący światłowody i (de)multipleksery WDM 3

Te ostatnie pozwalają na odebranie w danym węźle sygnału o danej długości fali (światłowodowa siatka Bragga, cyrkulator)

4 Oprócz elementów pasywnych w sieciach mogą być wykorzystane elementy aktywne zestawiające połączenia: - przez użycie selektywnych falowo przestrzennych układów przełączających Selektywny falowo przestrzenny układ przełączający - przez użycie konwerterów długości fali, które przełączają długość fali transmitowanego sygnału Konwerter długości fali Problemy przy transmisji sieciami światłowodowymi: P1 kaskadowe połączenie elementów selektywnych falowo pasmo zmniejsza się proporcjonalnie do pierwiastka z liczby tych elementów P2 Przesłuchy = przesłuchy liniowe, związane z nachodzeniem widm kanałów na siebie i niedoskonałością ich selekcji; narzucają wymagania na odstęp między kanałami, = przesłuchy nieliniowe związane ze zjawiskami nieliniowymi w światłowodzie (rozpraszanie Ramana, Brillouina, zależność współczynnika załamania szkła od gęstości mocy promieniowania (samomodulacja fazy, modulacja skrośna fazy) lub wzmacniaczu optycznym; ograniczają moc sygnału, więc i liczbę kanałów transmitowanych przez światłowód, P3 stabilizacja długości fal w sieci; stabilizacja transmitancji filtrów optycznych i multiplekserów temperatura, materiał (LiNbO 3 ), P4 konieczność wzmocnienia sygnałów tracących moc na odległościach transmisji szumy wzmacniaczy optycznych 4

światłowodowymi: P1 kaskadowe połączenie elementów selektywnych falowo pasmo zmniejsza się proporcjonalnie do pierwiastka z liczby tych elementów P2 Przesłuchy = przesłuchy liniowe, związane z

5 c). Przykłady realizacji sieci typu WDMA Szerokopasmowa sieć Lambdanet a) architektura, b) i-ty węzeł Architektura podwójnej gwiazdy pasywnej selektywnej sieci fotonicznej (PPL passive photonic loop) zastosowanie: sieci abonenckie Jako źródła światła w sieciach PPL można wykorzystywać jednomodowe klasery półprzewodnikowe, jak i diody elektroluminescencyjne LED Technika szatkowania widma pochodzącego od diód LED 5

zastosowanie: sieci abonenckie Jako źródła światła w sieciach PPL można wykorzystywać jednomodowe

6 Konfiguracja dwugwiazdowej sieci typu FOX (fast optical cross-connect) do optycznej komutacji (przełączania) pakietów informacyjnych. Jedna sieć do transmisji pakietów, druga do transmisji informacji sterującej d). Sieci z połączeniem na raty (multi-hop) Zasada pracy sieci z połączeniem na raty Przykładem sieci typu multi-hop jest sieć Teranet zrealizowana w Uniwersytecie Columbia. Inną siecią tego typu jest sieć koherentna Starnet zrealizowana na Uniwersytecie w Stanford. 6

Sieci z połączeniem na raty (multi-hop) Zasada pracy sieci z połączeniem na raty Przykładem sieci typu multi-hop jest

7 Węzeł sieci Teranet 2. Sieci ze zwielokrotnieniem podnośnej (SCM) Sygnały cyfrowe i/lub analogowe modulują wiele podnośnych mikrofalowych, których częstotliwości różnią się od siebie. Zmodulowane podnośne są do siebie dodawane i jako jeden sygnał modulują prąd lasera półprzewodnikowego. Zalety: - możliwość wykorzystania ogromnego pasma przenoszenia światłowodu przy użyciu taniej i dobrze rozwiniętej technologii mikrofalowej, - możliwość współbieżnego rozwoju wraz ze zmianami transmitowanych sygnałów, - brak konieczności bezwzględnej stabilizacji częstotliwości. Sieć wielodostępna ze zwielokrotnieniem podnośnej (SCMA) w topologii gwiazdy 7

Zmodulowane podnośne są do siebie dodawane i jako jeden sygnał modulują prąd lasera półprzewodnikowego.

8 Jakość połączenia w tych sieciach określona jest przez szumy (odbiornika lasera) i zniekształcenia nieliniowe. Pojawia się też zakłócenie związane ze zdudnianiem światła pochodzącego z różnych źródeł. Zależność stosunku mocy sygnału do szumu zdudnieniowego SNR w paśmie 5 MHz w zależności od różnicy długości fal a) lasery jednomodowe, b) porównanie 3 źródeł światła Stosunek mocy sygnału do mocy zakłócenia ulega poprawie przy wzroście rozstrojenia źródeł laserowych. Jakość odbioru określana przez SNR jest odwrotnie proporcjonalna do liczby węzłów w sieci. Tak więc szum zdudniania wymusza konieczność wykorzystywania w sieci laserów o istotnie różniących się długościach fal (kilka nanometrów), a to wpływa na liczbę węzłów sieci. Oprócz konfiguracji jednokanałowej, gdzie każdy z nadajników wykorzystuje tylko jedną podnośną, możliwe są sieci, w których każdy z nadajników moduluje wiele podnośnych (kombinacja zwielokrotnienia SCMA/WDMA). Każdy kanał w sieci jest określony jednoznacznie przez parę: częstotliwość mikrofalowa, długość fali optycznej (f i, λ k ) Przykład hybrydowej sieci SCMA/WDMA 8

zakłócenia ulega poprawie przy wzroście rozstrojenia źródeł laserowych. Jakość odbioru określana przez SNR jest odwrotnie proporcjonalna do liczby węzłów w sieci.

9 a) Przykłady realizacji sieci SCMA Zastosowanie w sieciach abonenckich FITL (fiber in the loop) Pasywna optyczna sieć abonencka SCMA 3. Wielodostępne sieci z podziałem czasowym (TDMA). Zastosowanie FITL a). Gwiazdowa komutowana b). podwójna gwiazdowa aktywna c). Podwójna gwiazdowa pasywna Rodzaje światłowodowych sieci abonenckich: a) gwiazdowa komutowana, b). podwójna gwiazdowa aktywna, c). Pasywna 9

Zastosowanie FITL a). Gwiazdowa komutowana b). podwójna gwiazdowa aktywna c).

10 a) Przykłady sieci TDMA Architektura drzewa sieci TPON (telephony over passive optical distribution network) Schemat sieci MACNET (multiple access customer network) 4. Sieci ze zwielokrotnieniem kodowym (CDMA) W sieci ze zwielokrotnieniem kodowym CDM wszystkie kanały wykorzystują jednocześnie to samo pasmo częstotliwości. Zwielokrotnienie jest osiągane przez przyporządkowanie każdej parze nadajnik-odbiornik jej indywidualnego kodu. Mamy tu do czynienia z systemem z rozproszonym widmem: niezbędne pasmo transmisyjne jest znacznie większe od pasma informacyjnego. a) sieci z detekcją bezpośrednią, b) sieci koherentne Światłowodowa sieć wielodostępna ze zwielokrotnieniem kodowym (CDMA) i detekcją bezpośrednią 10

Zwielokrotnienie jest osiągane przez przyporządkowanie każdej parze nadajnik-odbiornik jej indywidualnego kodu.

11 11

12 12

13 13

Podobne dokumenty

Implant ślimakowy wszczepiany jest w ślimak ucha wewnętrznego (przeczytaj artykuł Budowa ucha

Implant ślimakowy wszczepiany jest w ślimak ucha wewnętrznego (przeczytaj artykuł Budowa ucha Co to jest implant ślimakowy Implant ślimakowy to bardzo nowoczesne, uznane, bezpieczne i szeroko stosowane urządzenie, które pozwala dzieciom z bardzo głębokimi ubytkami słuchu odbierać (słyszeć) dźwięki.