Projektowanie Sieci Telekomunikacyjnych
Mariusz Kupidura
Nowa generacja 100Gb/s podwodnej komunikacji światłowodowej
Początki
-
Pierwsze komercyjne wdrożenia sieci trans-oceanicznych miało miejsce w 1980
Przepustowość łącza nie wynosiła więcej niż 280Mb/s
Systemy TPC3 i TAT8
Lata '90
Druga generacja podwodnych systemów optycznych
Bitrate rzędu 1Gb/s, operując na 1.55um
Niższe straty włókien
Wszystkie wczesne systemy pracowały w systemie jednego kanału na jednym włóknie.
Współczesność
Popyt na usługi IT
Wzrost przepustowości łącza stymuluje rozwój nowej generacji światłowodowych systemów komunikacji
Wyższa przepustowości łącza w bardziej efektywny sposób
Krytyczny punkt globalnych sieci komunikacyjnych
Podwodne systemy komunikacyjne
Współczesne wyzwania
100Gb/s na kanał naturalny krok naprzód dla podwodnej komunikacji DWDM
Technologia WDM
-
Zespołu laserów na różnych długościach fali do przenoszenia niezależnych strumieni
Znaczny wzrost przepustowości pojedynczego włókna światłowodu
3 generacja optycznych systemów podwodnych
8 kanałów WDM
2.5Gb/s na kanał
Dystansie trans-pacyficzny bez stosowania optycznej regeneracji sygnału.
4 generacja systemów podwodnych
-
Technologi DWDM
-
Przepustowość 10GB/s na kanał
Transmisja 1TB/s łącznie
-
Odległość 10 000km
5 generacja
- 40Gb/s na kanał
- dotychczasowe techniki okazują się mało wydajne
-
Nowe optyczne metody generacji i detekcji sygnału , DPSK DQPSK
-
Wprowadzono modulację kwadraturową QAM
Wdrożenia
40Gb/s systemy przestały być konkurencyjne jeśli chodzi o komunikacje trans-oceaniczna, na przekór temu, że mają relatywnie tani koszt.
Nowe systemy stały się preferowanym wyborem, które zapewniały bitrate 100Gb/s na kanał, wykazywały znaczną przewagę nad systemy analogowymi
Po stronie nadajnika laser źródłowy jest podzielony na dwie gałęzie i zmodulowany modulacja QPSK w prędkością 25Gsymboli/s
Następnie dwie gałęzie są zrekombinowane przez PBC z użyciem dwóch ortogonalnych polaryzacji do formy, której przepustowość wynosi 100Gb/s.
Po stronie odbiornika sygnał jest dzielony przez PBS na dwie gałęzie.
Każda gałąź jest rozpoznawana przez 90° koherentny
odbiornik wyjście jest skierowane
na jednostkę DSP
Jednostka DSP przetwarza odebrany sygnał i odzyskuje z niego oryginalne dane
Transmisja 100Gb/s DP 8-QAM na odległość ponad 10 000 km z użyciem ODFM
OFDM
W systemach opartych na OFDM przychodzący strumień danych jest de multipleksowany do wielu mniejszych ciągów danych a każdy z nich jest modulowany QAM.
Zmodulowanych
sub-stream jest poddany IFFT, co przenosi sygnał z dziedziny
częstotliwości do dziedziny czasu.
Użycie IFFT naturalnie gwarantuje ortogonalność podnośnych.
Generowany sygnał elektryczny OFDM jest modulowany przez
modulator I/Q, który generuje sygnał optyczny do transmisji przez włókno.
W odbiorniku następuje detekcja koherentna jako forma odbioru
Następnie używamy FFT do konwersji z dziedziny czasu na dziedzinę częstotliwości.
Kluczowe technologie
- Kompensacja nieliniowości włókna
- Zaawansowana technologia FEC
- Algorytmy MAP i MLSE
- OFDM
Przyszłość
W wyniku rozwoju technologi nowych włókien światłowodowych i komercjalizacji technologii komunikacyjnych, wdrożenie systemów nowoczesnych systemów 100Gb/s na trans-oceaniczne dystanse może nastąpić w niedalekiej przyszłości
Dla wyższej efektywności spektralnej 100Gb/s transmisja transoceaniczna może napotkać skomplikowane techniczne wyzwania
Optyczne systemy OFDM z użyciem modulacji QAM wysokiego
rzędu udowodniły, że są w stanie rozszerzyć dystans transmisji.
Zademonstrowany wysoko efektywny system transoceaniczny wykorzystujący OFDM zdecydowanie wymaga zwrócenia na niego uwagi i wnikliwej analizy projektów sieci i ich implementacji.
Dziękuję za uwagę
Next-Generation 100 Gb/s Undersea Optical Communications
Yasuhiro Aoki, Yoshihisa Inada, and Takaaki Ogata, NEC Submarine Networks Division
Lei Xu, Shaoliang Zhang, Fatih Yaman, and Eduardo Mateo, NEC Laboratories America
IEEE Communications Magazine • February 2012