РОЗДІЛ 2 ОСНОВНІ ПРИНЦИПИ ВИБОРУ ПАРАМЕТРІВ ОПТИЧНИХ ТРАНСПОРТНИХ ІНФОКОМУНІКАЦІЙНИХ СИСТЕМ
Постановка задачі
Мережевий аналіз при проектуванні транспортних інформаційних мереж має визначальну роль - саме завдяки аналітичному апаратові з'являється можливість зробити висновок про ефективність того чи іншого мережевого рішення, визначити механізми, завдяки яким можна покращити існуючі транспортні оптичні мережі [1*,77*]. В свою чергу, сучасна інфокомунікаційна мережа будується з використанням, як правило, багатоканальних оптичних трактів, які самі по собі вже є достатньо складними системами.
Отже, існує необхідність застосовувати послідовний інтеграційний підхід починаючи з аналітичного опису критичних та важливих елементів мережевої структури з подальшим узагальненням їх властивостей у глобальному аналітичному описі мережі.
Таким чином, необхідно сформувати моделі ланок, глобальної мережевої структури - інструментів для їх дослідження з урахуванням особливостей оптичних мереж - фізичні основи для оптимізації транспортних систем. Важливим є аналіз підходів до дослідження канально-мережевого рівня, а також основних транспортних технологій, які використовуються на світових магістральних мережах.
Аналіз ланки оптичного тракту передбачає розгляд всієї повноти множини параметрів впливу - як дисперсійних ефектів, так і нелінійних явищ та шумів і завад, зокрема перехресних - каналів ланки та ланок мережі в цілому.
Розгляд існуючих підходів до мережевого аналізу недосконалий без врахування топологічних властивостей мереж.
2.1 Аналіз мережевого тракту
Мережевий тракт представляє собою елемент конструкції будь-якої мережі. Саме від величин пропускних здатностей мережевих трактів залежатимуть основні технічні показники мереж.
Сучасні магістральні мережі, внаслідок різкого підвищення вимог до об'ємів інформації поступово виключили радіорелейні лінії, мідні симетричні та коаксіальні кабелі з експлуатації в якості транспортних каналів. Слід додати, що вимоги до достовірності переданої інформації зростають пропорційно вимогам до об'ємів інформації, що передається.
Аналіз пропускної здатності тракту є важливою технічною задачею. В цьому розділі роботи проаналізовано тракти з часовим та спектральним ущільненням інформації, які активно використовуються на магістральних мережах світу та України.
При часовому ущільнені дисперсійні властивості волокон стають на заваді високим та надвисоким швидкостям передавання даних. У роботі розглянуто методи боротьби з дисперсією, запропоновано метод компенсації та боротьби з нею в наступному розділі.
Для спектрального ущільнення був розглянутий комплекс ефектів, що виникають у направляючій системі - оптичному волокні та є нелінійними. За допомогою розгляду була виведена узагальнююча математична модель якості передавання оптичного каналу групового оптичного тракту системи з DWDM. Використання рівняння балансу спектральної енергії продемонструвало доволі рівномірну залежність перехресних канальних завад від частотного діапазону, енергія завад збільшується із зростанням кількості каналів у оптичному груповому тракті.
Методика розрахунку завантаженості структури за топологією мережі запропонована у [1*,2*] дозволяє, таким чином, визначити і рівень завад у мережі, що була б реалізована за технологією повністю оптичних мереж.
Топологічний аналіз також дав можливість створити новий інструментарій - структуру потоків та керувати ним у межах можливостей високорівневих технологій мережевого менеджменту.
2.1.1. Пропускна здатність лінійного тракту з TDM
Часове ущільнення дало можливість нарощувати пропускну здатність трактів перших цифрових систем передавання. Відносна простота та неспростовна логіка побудови обладнання, у якому застосовувався принцип часового ущільнення дозволила йому вийти на перше місце в телекомунікаційному світі та надалі утримувати першість серед цифрових багатоканальних методів ущільнення.
Основною проблемою при застосуванні часового ущільнення в оптичних транспортних інфокомунікаційних мережах є дисперсія оптичних волокон. Зі зменшенням тривалості символу дисперсійні ефекти можуть стати на перешкоді, якщо не вдатися до засобів компенсації дисперсії, як матеріальної так і поляризаційно модової. Одною з цілей даної роботи було проаналізувати методи компенсації дисперсії у волокнах та розробити систему автоматичної компенсації поляризаційно-модової дисперсії. Всі ці питання детально розглядаються в розділі 3 даної роботи. Компенсація поляризаційно-модової дисперсії, наприклад, дозволяє підвищити пропускну здатність тракту мінімум в 1,4 рази - з урахуванням об'ємів інформації, що передається трактами це значне мінімальне поліпшення.
Розгляд питання швидкостей передавання інформації проводиться також при розгляді якісних показників передавання оптичним каналом, оскільки формування спектру оптичного сигналу напряму залежить від тривалості інформаційного імпульсу.
2.1.2. Пропускна здатність лінійного тракту з WDM
Спектральне ущільнення дозволяє зробити оптичну мережу високопродуктивною. Також ця технологія відкриває можливості гнучкого мережевого конфігурування надає набору вузлів та ланок властивостей повністю оптичної мережевої структури.
Найкращим чином інженери фірм розробників та операторів оперують лише параметром "кількість каналів у волокні". Потужність у каналі на стандартному обладнанні регулюється зазвичай не гнучко, а ступінчасто. Тому назріла необхідність вивчити поведінку оптичного каналу в екстремальних умовах надвисокого ущільнення каналів H-DWDM та не експлуатаційних значень вхідної потужності кожного каналу.
Для цього у нагоді став математичний апарат для аналізу якості передавання в оптичному каналі на основі обчислення співвідношення сигнал/шум після проходження всіх компонентів системи.
Складність нелінійних фізичних ефектів у волокнах не завжди дозволяє однозначно оцінити величину негативн