Хорошо упакованный свет

Архив

Технология WDM, предложенная в 1980 году компанией Instruments SА, сравнительно нова - история ее развития еще только пишется. Сущность технологии очень проста: в одно и то же оптоволокно "запихиваются" лазерные сигналы с разной длиной волны. Это просто (на уровне концепции). Это сложно (в технической реализации). Это уже работает.

Существенное преимущество WDM - возможность использовать уже проложенный волоконно-оптический кабель и стандартную аппаратуру временного мультиплексирования. Кроме того, обходятся некоторые проблемы с интеграцией в одном волокне многопротокольного трафика.

Основной же минус - высокая стоимость аппаратуры, сложность коммутации трафика и ряд пока еще не решенных технических проблем (подробнее - в интервью с Евгением Диановым).

Бурный рост WDM-систем вызван спросом на пропускную способность. Интернет и мультимедийные приложения стали тем ферментом, который коренным образом изменил структуру рынка связи США. Если пионерам WDM-cистем удалось достичь скоростей до 10 Гбит/с, то сейчас реализуются проекты IP-сетей с терабитными скоростями передачи данных.

В то же время потребности клиентов обычно не превышают скорости 1 Гбит/с в локальных или уровня Т3 (45 Мбит/с) в глобальных сетях, и сейчас проявляется тенденция к выпуску продуктов с большим числом относительно медленных каналов. В настоящее время уже решена задача мультиплексирования сотен каналов в одном световоде и объявлены продукты, позволяющие мультиплексировать тысячи. Сегодня выделяют три типа WDM-мультиплексоров (классификация предложена специалистами Alcatel) [1]:

- WDM-системы - частотный разнос каналов не менее 200 ГГц; мультиплексируется не более восьми каналов;

- DWDM-системы - разнесение каналов составляет не менее 100 ГГц, мультиплексируется не более сорока каналов;

- HDWDM-системы - разнесение каналов составляет 50 ГГц и менее, мультиплексируется более сорока каналов. ITU пока не утвердил этот стандарт.

Использование DWDM позволяет добиться пропускной способности 10-20 Тбит/с на каждый световод и значительно снижает стоимость передачи данных. Не до конца решена проблема оптической маршрутизации. Заявленные продукты, включая оптический маршрутизатор от Lucent, судя по описаниям, максимум, на что способны, так это на оптическую коммутацию, а маршрутизация пакетов IP без конверсии оптического сигнала в электрический пока представляется довольно фантастической затеей (подробнее - в статье Юрия Романова).

Городские сети в идеале должны быть оптимизированы одновременно для передачи голоса, Интернета, телепрограмм, частных и технологических линий связи. Из-за своей относительной дороговизны технологии DWDM используются в опорных сетях операторов связи - пока нельзя считать эту технологию привлекательной для корпоративного сектора...

Быстрый рост предложения услуг изменяет топологию сетей. С внедрением DWDM в опорные сети операторы получили возможность обеспечивать прямые включения в сеть сразу по многим протоколам - Ethernet/Fast Ethernet/ Gigabit Ethernet, FDDI, Escon (для мэйнфреймов) и традиционным SDH, Frame Relay, ATM. Старые решения требовали либо прокладки отдельных волокон для каждого из протоколов, либо инкапсуляцию одного протокола в другом. И то и другое существенно удорожает стоимость.

Сейчас же близится ситуация, когда после очередного падения стоимости DWDM-систем (дороговаты пока) любой владелец кабельной сети сможет просто и изящно предлагать услуги виртуальных корпоративных и даже операторских сетей, не глядя на протоколы, по которым работает аппаратура заказчика. Можно предположить, что появятся компании, ориентированные на сдачу спектральных каналов в своей оптоволоконной кабельной сети. Кстати, и модернизация существующих сетей становится возможной без изменения кабельной инфраструктуры: DWDM-сети позволяют перейти от ОС-3 (155,52 Мбит/с) к ОС-48/STM-16 (2,5 Гбит/с) или даже к ОС-192/STM-64 (10 Гбит/с) - последнее, правда, возможно только при разнесении каналов на 50 и более гигагерц. Пока же наиболее распространена передача данных на четырех, восьми или шестнадцати длинах волн со скоростью 2,4 Гбит/с.

В прошлом проектирование телекоммуникационных сетей с экономической точки зрения диктовалось в основном необходимостью передачи голоса. С крупномасштабным развертыванием сетей передачи данных меняется их архитектура. Именно поэтому требуются фундаментальные изменения в принципах проектирования, контроля и управления сетями.

Классические кольцевые архитектуры SONET/SDH, зарекомендовавшие себя в эксплуатации, обеспечивают высокую надежность, но дороги, а их пропускная способность невелика. Смешанные же архитектуры при всех своих плюсах не гарантируют достаточной живучести. Повышение пропускной способности в SONET/SDH решается путем создания наложенных кольцевых сетей при использовании DWDM-оборудования. Этим достигается возможность эффективной модернизации сети для высоких скоростей передачи данных без прокладки нового кабеля. DWDM-технология применяется также и в сетях, построенных по технологии Token Ring и DPT (последняя предложена Cisco Systems и является модификацией SDH с более эффективными механизмами коммутации).

Проблема в том, что при существующей архитектуре магистральных транспортных сетей стоимость их будет не падать, а расти. Число сетевых элементов, необходимых для регулирования пропускной способности, возрастает по линейному закону вместе с увеличением самой пропускной способности. Предлагаемые сегодня решения проблемы состоят в создании интеллигентной волоконно-оптической сети и использовании оптических коммутаторов.

Самовосстанавливающаяся система добавляет защищенности и надежности, осуществляя мгновенную перемаршрутизацию в случае обрыва волокна - оптические smart-маршрутизаторы общаются друг с другом, что позволяет при сбое направлять трафик в обход неработоспособных участков сети, а это позволяет эффективнее управлять пропускной способностью и, как следствие, снижать цены на услуги.

Потенциал технологии слишком велик, чтобы подводить какие-то итоги. Нет никаких сомнений, что именно DWDM радикально изменит отрасль связи уже в ближайшие годы. Остается только пожелать, чтобы и жители России смогли воспользоваться всеми прелестями радикально подешевевших каналов передачи данных... Хочется. Ой, как хочется 100-мегабитного Интернета домой. Интересно, скоро ли он будет...

---

1 (обратно к тексту) - Классификация уже сейчас неполная. Появление волокна AllWave с расширенным окном прозрачности вызвало к жизни Coarse WDM. Спектральные каналы теперь разносятся по всем окнам прозрачности волокна, за счет чего падают требования к стабильности частоты излучения лазеров (в частности, можно обойтись без термостатирования) и к характеристикам других элементов системы. Падает и цена: в Интернете можно найти упоминания о стоимости узла на уровне 10-12 тыс. долларов. А проблема отсутствия достаточно широкополосных оптических усилителей решается очень просто - их просто не используют. Область применения Coarse WDM ограничена пока городскими сетями и пролетами длиной 40-50 км. - Г.Б.