Учебно-методические материалы для студентов кафедры АСОИУ

Учебные программы » Сетевые технологии » Дополнительные материалы

All-Optical Networks — сети будущего?

Увеличение числа пользователей и превалирование мультимедийного трафика требуют от операторов связи повышения пропускной способности каналов, как магистральных, так и на участке «последней мили».

Возможность доступа к Сети не только с компьютера, но и с других устройств, растущая популярность онлайновых версий традиционно офф-лайновых телекоммуникационных услуг (телефония, радио, телевидение), уникальные онлайновые сервисы — все это способствует продолжающемуся росту числа пользователей Интернет и, как следствие, увеличению трафика. Это требует увеличения пропускной способности каналов связи и заставляет операторов задуматься о применении новых технологических решений, одно из которых — полностью оптические сети.

Если необходимо передавать значительные потоки информации (от 1 Гбит/с) по оптовоконной сети на расстояние до нескольких сотен километров, то перед этим необходимо решить несколько важных задач. Построению протяженной сети без использования регенераторов мешают физические проблемы вроде дисперсии оптического сигнала, распространяемого по волокну, существенное влияние нелинейных эффектов на мультиплексную оптическую сеть, различные шумы и помехи.

Увеличение пропускной способности и расстояния ВОЛС, появление множества концепций и технологий по созданию оптоволоконных сетей локального, регионального и глобального типов – результат увеличения технических мощностей компонентной базы и появления за последние восемь лет новых одномодовых волокон, которые качественно отличаются от оптических волокон старых стандартов.

Чистые оптические сети (также их называют AON, то есть All-Optical Networks) — это класс сетей, в котором главную роль при коммутировании, ретрансляции или мультиплексировании имеют не оптико-электронные, а только оптические технологии.

AON-сети в будущем могут возглавить рейтинг построения сетей, так как могут обеспечить полосу пропускания колоссальных потоков данных как для сегодняшних, так и для перспективных сетевых технологий. Уже несколько лет в данной сфере занимаются разработкой новых технологий передачи данных при создании более качественного оборудования (более мощные оптические коммутаторы, WDM — волновые оптические мультиплексоры, EFDA — усилители широкополосного оптического сигнала, лазеры с возможностью изменения длины волны), создаются новые виды сетевых архитектур и рассматриваются новые стандарты.

Для AON оптический коммутатор — это одна из наиболее важных частей, без которой невозможно создавать архитектуры больших размеров. В основном, конструкция оптического коммутатора должна иметь минимум два выхода. Для оптического коммутатора наиболее всего важны такие параметры, как:

  • Управляющее напряжение;
  • Скорость переключения;
  • Устойчивость к перекрестным помехам;
  • Вносимые устройством помехи.

На сегодняшний день применяется множество видов оптического коммутатора — это и балансовый мостовой интерферомер, и направленные ответвители, и коммутатор, построенный на скрещивающихся волноводах. Основа работы оптического коммутатора — электрооптический линейный эффект Поккельса (Pockels), который описывает изменение показателей преломления нужного материала, которое пропорционально напряженности относящегося к нему электрического поля. Эффект Поккельса можно увидеть лишь в кристаллах без центра симметрии.

В полностью оптических сетях оптические коммутаторы выполняют ту же работу, что и электронные коммутирующие устройства в традиционных сетях — они обеспечивают коммутацию пакетов или каналов. Вместе с простым коммутатором 2х2 на сегодняшний день можно увидеть коммутаторы с количеством портов входа-выхода 16х16, 8х8 и 4х4.

Оптическая и механическая коммутации — это совершенно разные технологии. К примеру, для механической коммутации срабатывание занимает несколько десятков мс (от 20 до 60 мс), в то время как в оптической сети время срабатывания определено некоторыми переходными процессами оптического коммутатора, что увеличивает скорость коммутации на несколько порядков.

Анатольев А.Г., 26.02.2016

Постоянный адрес этой страницы:

↑ В начало страницы