Транспондер (OEO), оптоволоконный повторитель для системы DWDM

Оптический транспондер — это специализированное оптико-электронно-оптическое (OEO) устройство, используемое в сетевых системах с мультиплексированием с разделением по длине волны (WDM). Его основная функция — прием и передача оптических сигналов на разных длинах волн. В качестве оптического источника в оптических транспондерах обычно используется либо полупроводниковый оптический усилитель (SOA), либо лазер. В большинстве случаев они также оснащаются электроабсорбционным модулятором (EAM), который используется для модуляции оптического сигнала. В этой статье подробно рассматривается оптический транспондер.

Что такое оптический транспондер (OEO)?

Этот оптический транспондер является ключевым компонентом систем оптической связи. Он отвечает за преобразование оптического сигнала в электрический сигнал, усиление электрического сигнала, а затем его обратное преобразование в оптический сигнал. Оптический транспондер также может увеличить дальность передачи оптического сигнала за счет оптико-электро-оптического преобразования. 

Это позволяет передавать оптический сигнал на большие расстояния без потери его целостности. Оптический транспондер также может преобразовывать оптический сигнал стандартных оптических длин волн в сигнал оптического CWDM или DWDM. Сигналы CWDM менее чувствительны к дисперсии, чем стандартные оптические сигналы, поэтому их можно передавать на большие расстояния. Сигналы DWDM еще менее чувствительны к дисперсии, чем сигналы CWDM, поэтому их можно передавать на еще большие расстояния.

В процессе регенерации сигнала оптическим транспондером оптический сигнал может быть изменен по форме, синхронизирован по времени и повторно усилен. Такой подход позволяет оптическому транспондеру более точно контролировать, очищать и усиливать сигнал.

Рисунок 1: Оптический транспондер

Зачем нужна оптическая транспондерная система (OEO) в WDM-системе?

В системе мультиплексирования с разделением по длине волны (WDM) разные устройства могут использовать разные длины волн света. Однако иногда этим устройствам необходимо взаимодействовать друг с другом, и разные длины волн могут приводить к несовместимости.  Кроме того, оптический транспондер (OEO) может помочь устранить эту несовместимость, преобразуя разные длины волн в одну длину волны, которая может проходить по одной волоконно-оптической сети в другую. Это позволяет разным устройствам беспрепятственно взаимодействовать друг с другом независимо от различий между стандартами разных оптоволоконных сетей. Поэтому OEO являются важным компонентом любой системы WDM. Как правило, оптические транспондеры делятся на три различные модели в зависимости от типа преобразования

Преобразование многомодового волокна в одномодовое

Среди двух различных типов оптического волокна многомодовое волокно используется для передачи на короткие расстояния, а одномодовое волокно обычно используется для передачи на большие расстояния. Если необходимо передавать данные на расстояния, превышающие предельную дальность передачи по многомодовому волокну, или установить каналы передачи данных между одномодовыми и многомодовыми устройствами, необходимо выполнить преобразование мод, иначе они не смогут обмениваться данными. На следующем рисунке показано, как соединить два коммутатора, расположенных на расстоянии друг от друга, с помощью двух оптических транспондеров, преобразуя многомодовое волокно в одномодовое. Такой способ соединения обычно используется для расширения оптической транспортной сети 10G (OTN) и синхронной оптической сети (SONET).

Рисунок 2: Многомодовое волокно в одномодовое Преобразование

Преобразование двух оптических волокон в одно

Одноволоконная передача обычно используется в сетях BiDi, в которых благодаря двунаправленной (BiDi) передаче по одному волокну можно использовать две разные длины волн, тогда как в двухволоконной передаче одна и та же длина волны используется в двух разных волокнах. При преобразовании двухволоконной передачи в одноволоконную можно использовать два оптических трансивера, например при соединении двух коммутаторов для дальней связи посредством двух оптических трансиверов. В одноволоконной передаче BiDi по одному волокну передаются две разные длины волн: на одном конце волокна выполняется передача (Tx), а на другом прием (Rx), и наоборот.

Рисунок 3: преобразование двух оптических волокон в одно оптическое волокно

Преобразование длин волн

сетевые системы. Оборудование оптоволоконной сети с фиксированными волоконными интерфейсами, использующее стандартные длины волн, необходимо преобразовать в длины волн CWDM или DWDM с помощью оптического транспондера.  На изображении ниже преобразование длины волны выполняется с помощью SMF SFP+ и оптического модуля 1530nm CWDM SFP+, что позволяет одновременно подключить коммутатор 10G к CWDM Mux/Demux. Для этого в сети требуется коммутатор 10G с выходным сигналом 1310nm, подключаемый к CWDM Mux/Demux с длиной волны 1530nm, что позволяет одновременно подключить коммутатор 10G к CWDM Mux/Demux. С установленным оптическим транспондером можно выполнить преобразование длины волны, поскольку сигнал может проходить на требуемой длине волны. Это обеспечивает гораздо более эффективный способ эксплуатации системы WDM и при этом обходится значительно дешевле.

Рисунок 4: Преобразование различных длин волн

Транспондер, трансивер и муксponder: сравнение

Транспондеры и трансиверы — это устройства, используемые для подключения двух сетей разных типов, чтобы они могли взаимодействовать друг с другом. Трансивер — это устройство, которое может как передавать, так и принимать данные, тогда как транспондер только принимает данные. И транспондеры, и трансиверы могут использоваться для преобразования данных из одной формы в другую. Например, транспондер можно использовать для преобразования электрических сигналов в оптические, а трансивер — для преобразования оптических сигналов в оптические сигналы другой длины волны. Трансиверы обычно используются в приложениях для передачи данных на большие расстояния, тогда как транспондеры обычно применяются на небольших расстояниях. 

Muxponder — это устройство, которое мультиплексирует (или объединяет) несколько сигналов в один сигнал. Muxponder похожи на трансиверы тем, что они могут как передавать, так и принимать данные, но они специально разработаны для мультиплексирования сигналов. Muxponders обычно используются в приложениях для передачи данных на большие расстояния, где несколько сигналов необходимо объединить в один сигнал. 

Хотя транспондеры, трансиверы и мукспондеры имеют сходные функции, по сути это разные устройства, предназначенные для разных целей. Транспондеры предназначены для приложений на коротких расстояниях, трансиверы — для приложений на больших расстояниях, а мукспондеры — для объединения нескольких сигналов в один.

Четырёхканальный многоскоростной WDM-транспондер с 8 портами преобразует многомодовые сигналы 1Gbps или 10Gbps в одномодовые длины волн CWDM/DWDM, благодаря чему можно увеличить максимальную дальность линии 1G/10G. В этой линии усиливается только сигнал, а скорость передачи данных до и после преобразования сигнала не изменяется.

Рисунок 5: A Транспондер на 8 портов и четыре канала

Волоконно-оптические трансиверы WDM, содержащие Трансиверные модули CWDM/DWDM могут использоваться для передачи и приема оптических сигналов определенных длин волн. Они лишь передают сигнал с отрицательным коэффициентом, не изменяя его режим, длину волны или скорость.

Рисунок 6: Оптический модуль DWDM SFP

В случае Muxponder-устройств для оптоволокна это многопротокольные многоступенчатые устройства, объединяющие несколько различных типов сервисов в одном оптоволокне. Например, Muxponder 100Gbps с разъемами 10x10G SFP+ и 1x100G CFP может объединять до 10 отдельных стандартов сигналов 10G в один сигнал 100G.

Рисунок 7: Мультиплексор-демультиплексор 100G с поддержкой нескольких протоколов и скоростей

Автономный WDM-транспондер или транспондер на линейной карте: что выбрать?

Что касается WDM-транспондеров, существует два основных типа: автономные и линейные карты. Автономные транспондеры представляют собой отдельные устройства, которые могут устанавливаться в стойку или использоваться как настольные устройства. Транспондеры на линейных картах, напротив, интегрированы в линейные карты, устанавливаемые в шасси. Так какой же вариант выбрать?

При принятии решения следует учитывать несколько моментов. Во-первых, подумайте о доступном пространстве в вашем центре обработки данных. Если пространство ограничено, приемопередатчик в виде линейной карты может быть лучшим вариантом, поскольку он занимает меньше места, чем автономный приемопередатчик. Во-вторых, учитывайте свой бюджет. Приемопередатчики в виде линейных карт обычно дешевле автономных приемопередатчиков того же размера. Наконец, подумайте о своих конкретных потребностях. Если вам нужна более высокая плотность портов или вы хотите воспользоваться расширенными функциями, приемопередатчик в виде линейной карты может быть лучшим вариантом. 

Заключение

При передаче сигналов между различными устройствами необходимо учитывать, совместимы ли они друг с другом и нужен ли оптический транспондер для преобразования данных. В этой статье мы рассмотрим несколько распространённых оптических транспондеров для преобразования данных, включая преобразование одномодового волокна в многомодовое, преобразование двухволоконной линии в одноволоконную и преобразование между различными длинами волн. Важно отметить, что оптический транспондер отвечает только за регенерацию, мониторинг и очистку сигнала, а скорость передачи не изменяется. С помощью оптического транспондера можно увеличить дальность передачи оптического канала. Если вы хотите узнать больше, свяжитесь с нами QSFPTEK через [email protected]. Мы можем предоставить вам оптические транспондеры и широкий ассортимент оптических модулей, обращайтесь, чтобы получить расценки!