Réseaux optiques - Guide rapide

La réflexion actuelle sur l'IP sur WDM en décrivant un chemin vers un réseau de données optique, qui comprend plusieurs protocoles de réseau de données couplés à une infrastructure de réseau optique neutre en termes de protocole, est remise en question. Ce didacticiel traite de la diversité des protocoles de mise en réseau de données et des architectures de réseau pour les réseaux de données optiques.

L'explosion de la bande passante provoquée par la popularité d'Internet a conduit à un changement de paradigme dans l'industrie des télécommunications, passant de services à commutation de circuits optimisés pour la voix à des services à commutation de paquets optimisés pour les données. La notation de la prise en charge des «données directement sur l'optique» a été alimentée par la promesse que l'élimination des couches de réseau inutiles conduira à une réduction considérable du coût et de la complexité du réseau.

Dans cette vision des couches de réseau réduites ou effondrées, les systèmes TDM existants tels que la hiérarchie numérique synchrone (SDH) jouent un rôle décroissant, et le réseau de transport optique apparaît comme l'infrastructure de transport sous-jacente pour le "réseau de réseaux" résultant.

Internet optique

Le fonctionnement Internet optique, par exemple, tel que défini par l'Optical Interworking Forum (OIF), est une infrastructure de réseau optimisée pour les données dans laquelle les commutateurs et les routeurs ont des interfaces optiques intégrées et sont directement connectés par des éléments de réseau à fibre ou optique, tels que la longueur d'onde dense. Multiplexeurs de division (DWDM).

À l'heure actuelle, cependant, la notion de propriété intellectuelle directement sur WDM n'est guère plus qu'un marketing habilement déguisé. Presque invariablement, IP sur WDM est constitué de paquets IP mappés en SDH, couplés à des systèmes DWDM point à point basés sur SDH. Les éléments autonomes SDH, souvent appelés multiplexeurs temporels (TDM), ne sont pas nécessaires, mais SDH reste un élément intégral de l'interface de l'équipement de réseau de données.

La dépendance toujours croissante à la présence de SDH dans les systèmes DWDM limite l'innovation technologique. Par exemple, il peut inhiber les applications de paquets sur fibre telles que le mode de transfert asynchrone (ATM), Gigabit Ethernet (GbE) et 10 GbE sur DWDM. Cela ne nous rapproche pas non plus de la réalisation de la vision ultime du réseau de transport optique.

Par rapport à la vision actuelle de l'IP sur WDM, il existe une vision plus équilibrée de l'évolution du réseau de données / transport. Cette vision équilibrée repose sur deux principes fondamentaux -

• Chaque réseau de données est unique, dans un marché régi par la différenciation.

• Le réseau de transport optique (OTN), en tant qu'infrastructure sous-jacente "réseau de réseaux", devrait être capable de transporter une grande variété de signaux clients, indépendamment de leur format.

Ensemble, ces principes fondamentaux forment la base de la notion de mise en réseau optique de données.

Les réseaux de transport actuels basés sur le TDM ont été conçus pour fournir un niveau garanti de performances et de fiabilité pour les principaux services vocaux et de lignes basées. Des technologies éprouvées, telles que SDH, ont été largement déployées, offrant un transport de grande capacité, évolutif à des taux de gigabit par seconde, pour les applications vocales et de lignes louées. Les anneaux d'auto-réparation SDH permettent une restauration de niveau de service dans les dizaines de millisecondes suivant les pannes du réseau. Toutes ces fonctionnalités sont prises en charge par des normes mondiales bien établies permettant un haut degré d'interopérabilité multifournisseur.

Réseau d'aujourd'hui

Contrairement aux réseaux de transport actuels basés sur le TDM (et, dans une certaine mesure, avec les réseaux ATM), les réseaux IP «au mieux» manquent généralement de moyens pour garantir une fiabilité élevée et des performances prévisibles. Le service le plus efficace fourni par la plupart des anciens réseaux IP, avec un retard, une gigue et une perte de paquets imprévisibles, est le prix payé pour atteindre une utilisation maximale des liaisons grâce au multiplexage statistique. L'utilisation des liaisons (par exemple, le nombre d'utilisateurs par unité de bande passante) a été un facteur important de mérite pour les réseaux de données, puisque les liaisons sont généralement acheminées sur des circuits loués à travers le réseau de transport TDM.

Étant donné la nature intrinsèquement en rafale du trafic de données, les canaux à bande passante fixe du transport TDM peuvent ne pas être une solution idéalement efficace. Cependant, cette inefficacité a traditionnellement été considérée comme moins importante que la fiabilité du réseau et les fonctionnalités d'isolation de congestion d'un fournisseur de réseau de transport basé sur le TDM.

La demande croissante de services de données à large bande passante et différenciés remet désormais en question ce modèle à double architecture de réseaux de transport et de paquets basés sur le TDM. Il n'est pas rentable d'étendre l'utilité de la mise en réseau au meilleur effort en surapprovisionnant la bande passante du réseau et en maintenant le réseau légèrement chargé.

En outre, cette approche ne peut pas toujours être réalisée ou garantie en raison d'une croissance irrégulière de la demande, et constitue un problème particulier pour le domaine d'accès au réseau, qui est le plus sensible aux contraintes économiques des installations sous-utilisées. En conséquence, en général, les fournisseurs de services de données aujourd'hui ne disposent pas de la prise en charge de l'infrastructure réseau pour fournir des garanties de service différenciées spécifiques aux clients et les accords de niveau de service correspondants.

Réseau de nouvelle génération

Les architectures de réseau de nouvelle génération pour une évolution rentable, fiable et évolutive utiliseront à la fois un réseau de transport et des couches de service améliorées, travaillant ensemble de manière complémentaire et interopérable. Ces réseaux de nouvelle génération augmenteront considérablement et partageront au maximum la capacité de l'infrastructure du réseau fédérateur et fourniront une différenciation de service sophistiquée pour les applications de données émergentes.

La mise en réseau de transport permet aux couches de service de fonctionner plus efficacement, les libérant des contraintes de topologie physique pour se concentrer sur le défi suffisamment grand de répondre aux exigences de service. Par conséquent, en complément des nombreuses améliorations de la couche de service, le réseau de transport optique fournira une couche unifiée et optimisée de gestion de la bande passante haute capacité et haute fiabilité, et créera des solutions de mise en réseau de données optiques pour des services de données de plus grande capacité avec une qualité garantie.

Réseau de transport optique: un point de vue pratique

Les visions du réseautage optique ont captivé l'imagination des chercheurs et des planificateurs de réseaux depuis la commercialisation rapide et réussie de la WDM. Dans la vision originale du réseau de transport optique, un réseau de transport flexible, évolutif et robuste émerge, répondant à une variété croissante de signaux clients avec des exigences de service tout aussi variées (flexibilité, évolutivité et capacité de survie associées au débit binaire et à l'indépendance du protocole).

La promesse d'une infrastructure de transport capable de répondre aux demandes croissantes de bande passante dans ce nouveau siècle, où les longueurs d'onde remplacent les intervalles de temps en tant que moyen de fournir un transfert fiable de services à large bande passante sur le réseau, est en effet alléchante. Mais qu'est-ce que le réseau optique? La réponse varie considérablement et a en fait évolué ces dernières années. Les premières tentatives de mise en réseau optique se sont concentrées sur une transparence optique et la conception de réseaux optiquement transparents à l'échelle mondiale.

Solution pratique

En l'absence de solutions «tout optiques» viables, des solutions plus pratiques pour les réseaux optiques répondent au besoin d'optoélectronique pour prendre en charge la régénération du signal optique et la surveillance des performances du signal optique. Dans ce que l'on appelle un réseau entièrement optique, les signaux traversent le réseau entièrement dans le domaine optique, sans aucune forme de traitement optoélectronique. Cela implique que tout le traitement du signal, y compris la régénération, le routage et l'échange de longueur d'onde du signal, se déroule entièrement dans le domaine optique.

En raison des limites de l'ingénierie analogique (par exemple, le facteur limitant dans un système numérique correctement conçu est une précision unique de la conversion de la forme d'onde du message analogique d'origine en forme numérique) et compte tenu de l'état actuel de la technique de traitement tout optique , la notion de réseaux optiques globaux ou même nationaux n'est pratiquement pas réalisable.

En particulier, une conversion optoélectronique peut être nécessaire dans les éléments de réseau opto pour éviter l'accumulation de dégradations de transmission - dégradations résultant de tels facteurs: dispersion chromatique et non-linéarités des fibres de fibre, mise en cascade d'amplificateurs à gain plat non idéaux, diaphonie du signal optique, et le spectre de transmission se rétrécissant à partir de filtres non plats en cascade. La conversion optoélectronique peut également prendre en charge l'échange de longueurs d'onde, qui est actuellement une caractéristique difficile à réaliser dans le domaine tout optique.

En bref, en l'absence de dispositifs disponibles dans le commerce qui effectuent la régénération du signal pour atténuer l'accumulation de dégradation et prendre en charge la conversion de longueur d'onde dans le domaine tout optique, une certaine mesure de conversion optoélectronique devrait être attendue dans les architectures de réseau optique pratiques à court terme. Les architectures de réseau optique résultantes peuvent être caractérisées par des sous-réseaux optiquement transparents (ou entièrement optiques), délimités par une optoélectronique à fonctionnalités améliorées, comme le montre la figure ci-dessus.

Transparence du signal client

Au-delà de l'ingénierie des réseaux analogiques, des considérations pratiques continueront de régir la réalisation finale de l'OTN. La volonté de l'opérateur de réseau d'un degré élevé de transparence du signal client au sein de la future infrastructure de transport est primordiale parmi ces considérations.

Qu'entend-on par «transparence du signal client»? Spécifiquement, pour l'ensemble souhaité de signaux clients ciblés pour le transport sur l'OTN, des mappages individuels sont définis pour transporter ces signaux en tant que charges utiles de signaux de serveur de canal optique (OCh). Les signaux attendus dans l'OTN comprennent les anciens signaux SDH et PDH et le trafic basé sur les paquets tels que le protocole Internet (IP), ATM, GbE et Ssimple Ddata Llink (SDL). Une fois qu'un signal client a été mappé dans son signal de serveur OCh à l'entrée de l'OTN, un opérateur déployant un tel réseau n'a pas besoin d'avoir une connaissance détaillée du signal client (ou d'accéder à), jusqu'à ce qu'il soit démappé à la sortie du réseau.

Les points d'entrée et de sortie du réseau optique doivent délimiter le domaine de transparence du signal client OTN. Par conséquent, le facteur le plus important dans la réalisation de la transparence du signal client est d'éliminer tous les équipements et traitements spécifiques au client entre les points d'entrée et de sortie OTN. Heureusement, il est plus facile d'accepter un équipement dépendant du client à l'entrée / à la sortie, car il est généralement dédié service par service.

Réseau de transport optique via des enveloppeurs numériques

L'utilisation généralisée de la technologie DWDM a présenté aux fournisseurs de services un nouveau défi: comment gérer de manière rentable le nombre croissant de longueurs d'onde pour fournir des services rapides et fiables à leurs clients finaux. Pour gérer efficacement la longueur d'onde ou les OCh, il faut que les réseaux optiques prennent en charge les fonctions d'exploitation, d'administration et de maintenance (OAM) par longueur d'onde ou au niveau de l'OCh.

Rec. UIT (T) G872 définit certaines fonctionnalités pour l'OAM de niveau OCh implémentées sous la forme de frais généraux sans spécifier comment ces frais généraux doivent être transportés. Jusqu'à présent, le seul moyen possible de prendre en charge la régénération du signal et de surveiller, analyser et gérer les OCh (longueurs d'onde) était de s'appuyer sur des signaux et des équipements SDH sur tout le réseau. Cela nécessite que les signaux sur chacune des longueurs d'onde du système WDM soient formatés en SDH.

Un canal optique (longueur d'onde)

Tirant parti des points de régénération optoélectroniques existants dans les systèmes DWDM, la notion d'utilisation de la technologie d'emballage numérique fournira des fonctionnalités et une fiabilité similaires à SDH, mais pour tout signal client, nous rapprochant de la réalisation de la vision originale du réseau de transport optique .

La technologie d'emballage numérique fournit les fonctions de gestion de réseau décrites dans la Rec. G.872 pour activer les OTN. Il s'agit notamment de la surveillance des performances de la couche optique, de la correction Fforward Eerror C (FEC), de la protection en anneau et de la restauration du réseau par longueur d'onde, le tout indépendamment du format du signal d'entrée, comme le montre la figure suivante.

La notion d'utilisation d'un wrapper numérique (ou TDM) par "autour" du client OCh pour prendre en charge le surdébit OCh associé au canal a été récemment proposée et a en fait été adoptée comme base pour la définition de l'OCh. Ce schéma tirera parti du besoin de régénération OCh pour ajouter une capacité supplémentaire au client OCh. Bien sûr, une fois que nous avons un moyen d'ajouter un surcoût au signal client OCh numériquement, il est logique de l'utiliser pour prendre en charge toutes les exigences OAM de niveau OCh.

En particulier, les frais généraux ajoutés numériquement rendent presque trivial la résolution du problème majeur de surveillance des performances de l'OTN, à savoir la fourniture d'un accès à Bbit Eerror Rrate (BER) d'une manière indépendante du client. Et en utilisant facultativement la FEC, la méthode d'emballage numérique peut considérablement améliorer les performances BER du signal client, minimisant davantage la nécessité d'une conversion optoélectronique.

Une méthode pour améliorer les performances du réseau de transport consiste à utiliser la FEC, qui est actuellement fournie dans certains équipements. Par conséquent, un avantage supplémentaire de la technique d'emballage numérique est la possibilité de prendre en charge facultativement la FEC pour l'amélioration de la marge du système.

Structure du cadre OCh

En termes fonctionnels, la charge utile OCh et l'OAM devraient être séparables du mécanisme FEC. Cela permet de transporter la charge utile et l'OAM de bout en bout sur le réseau, tout en utilisant différents schémas FEC sur différentes liaisons. Un exemple évident de là où cela pourrait se produire est entre les liaisons sous-marines et terrestres. Dans le premier cas, de nouveaux codes FEC sont à l'étude pour la prochaine génération de systèmes.

La figure suivante ci-dessous La figure illustre la structure de trame de base proposée de l'OCh, et les types de fonctions qui peuvent être transportées dans la structure de trame OCh. Bien que l'on puisse faire valoir que cette proposition est incompatible avec les objectifs à long terme du réseau entièrement optique, nous ne devons pas nous attendre à ce que le besoin de régénération disparaisse.

La distance entre les points de régénération continuera d'augmenter; cependant, le besoin de régénération aux points de transfert de signal demeurera. Associé à l'utilisation du canal Ooptical Ssupervisory Cchannel (OSC) pour gérer les OCh au sein de sous-réseaux optiquement transparents, les enveloppeurs numériques prendront en charge la gestion de bout en bout des OCh (longueur d'onde) à travers les OTN nationaux ou mondiaux.

La régénération 3R (remodelage, recalage et régénération) est fournie au moyen d'une conversion optique-électrique et vice versa, et la proposition d'emballage numérique en tire parti. L'image changerait-elle si la régénération 3R entièrement optique devenait disponible? Si la régénération entièrement optique est capable d'ajouter une surcharge, l'argument est inchangé; seule la mise en œuvre du régénérateur changerait.

Si les régénérateurs optiques ne peuvent pas ajouter de surdébit, le besoin de surdébit OChs ne disparaîtra pas. ; Les régénérateurs optiques augmenteraient alors simplement la distance potentielle entre les points de régénération optoélectroniques et l'emballage numérique les traverserait de manière transparente. Les implications de l'utilisation des emballages numériques sur l'évolution des réseaux de transport optique peuvent être profondes, en particulier lorsqu'elles sont prises dans le contexte des tendances des réseaux de données.

Choix de la pile de protocoles

Le protocole IP est clairement la couche de convergence dans les réseaux de communication de données d'aujourd'hui, et il est prévisible qu'il étendra ce rôle aux réseaux multiservices dans les années à venir. IP peut être transporté sur une grande variété de protocoles de couche liaison de données et d'infrastructures réseau sous-jacentes. La figure suivante ci-dessous La figure montre certaines des piles de protocoles possibles, ou mappages, d'IP dans une infrastructure de réseau WDM.

Qu'est-ce que l'IP sur WDM?

Les piles de protocoles étiquetées a, b et d dans la figure ci-dessous sont les plus couramment déployées aujourd'hui. Ils utilisent le mappage IP sur ATM sur SDH classique comme le montre la figure (a) ;. paquet sur SDH (POS) comme indiqué sur la figure (b); ou l'IP classique et bien étendu sur Ethernet comme le montre la figure (d). Les cas (e) et (f) utilisent Simple Data Link (SDL), une nouvelle couche de liaison de données récemment proposée comme alternative au POS. La pile de protocoles étiquetée (c) est une alternative au cas (a), où la couche SDH intermédiaire est éliminée et un mappage direct des cellules ATM dans WDM est effectué.

Ces différentes piles de protocoles offrent des fonctionnalités différentes, en termes de surcharge de bande passante, d'évolutivité du débit, de gestion du trafic et de qualité de service. Affirmer qu'un mappage particulier représente une adresse IP sur WDM est extrêmement malhonnête.

Cette diversité de protocoles de couche liaison de données et de mappages d'IP dans différentes infrastructures de réseau sous-jacentes est l'un des atouts majeurs de l'IP, et c'est une caractéristique qui ne disparaîtra pas. Au contraire, il est fort possible qu'une nouvelle cartographie de protocole, innovante et plus efficace soit proposée pour le transport de paquets IP. C'est déjà le cas pour les réseaux à faible bande passante et à faible fiabilité, et le sera également pour les réseaux optiques à large bande passante et hautement fiables. Cette vision s'inscrit également dans la vision de «tout sur IP et IP sur tout».

IP sur WDM, tel que défini aujourd'hui, impose une vision restrictive des capacités que les réseaux de données et les réseaux optiques peuvent fournir. Les contraintes, introduites par une seule pile de protocoles et non en utilisant pleinement les capacités de mise en réseau au niveau de la couche optique, sont très restrictives pour certaines applications réseau.

Les tendances de mise en réseau mentionnées ci-dessus nécessitent une plateforme de mise en réseau optique qui peut prendre en charge une variété de piles de protocoles, d'architectures de réseau et d'options de protection et de restauration d'une manière indépendante du signal client. Le choix WDM point à point de point à point est le meilleur pour certaines des applications réseau des réseaux de données à haut débit, mais certainement pas pour tous. En outre, la plate-forme optique sélectionnée pour implémenter et déployer ces futurs réseaux de données doit garantir que de nouveaux mappages de pile de protocoles inattendus peuvent être facilement pris en charge, et ils peuvent recevoir les mêmes fonctionnalités de mise en réseau du réseau de couche optique sans avoir besoin d'une conversion de protocole intermédiaire.

La mise en réseau optique de données est une approche alternative qui n'essaie pas de réduire l'hétérogénéité des piles de protocoles et des architectures réseau, mais exploite plutôt l'hétérogénéité pour fournir des solutions réseau adaptées à chaque segment particulier d'application et de fournisseur de réseau. La mise en réseau optique de données combine des fonctionnalités de mise en réseau au niveau des couches de service et de transport.

Composant principal de la mise en réseau optique de données

La diversité des piles de protocoles, reflétée dans la multiplicité des types de signaux clients à prendre en charge dans l'OTN, est prise en charge par l'utilisation de wrappers numériques. L'utilisation de véritables fonctionnalités de réseau optique offre une flexibilité et une robustesse supplémentaires via le routage OCh, la surveillance, la protection et la restauration des défaillances et des performances, le tout effectué sur une base sélective par OCh. Tous ces éléments combinés constituent une solution réseau puissante et flexible, évolutive et ouverte à toute vision particulière des fournisseurs de services de données.

Cette technologie est rentable et plus flexible pour la mise à niveau de la capacité des canaux, l'ajout / la suppression de canaux, le réacheminement et la distribution du trafic, prenant en charge tous les types de topologie de réseau, de systèmes de protection et de synchronisation. Voici les principaux composants -

• TP (transpondeur)
• VOA (atténuateur optique variable)
• MUX (multiplexeur)
• DEMUX (démultiplexeur)
• BA (amplificateur d'appoint)
• Ligne (média OFC)
• LA (amplificateur de ligne)
• PA (préamplificateur)
• OSC (canal de supervision optique)

Transpondeur

Cette unité est une interface entre le signal optique à impulsion large STM-n et les équipements MUX / DEMUX. Ce signal optique peut être colocalisé ou provenir de différents supports physiques, différents protocoles et types de trafic. Il convertit le signal d'impulsion large en une longueur d'onde étroite (spot ou fréquence colorée) de l'ordre du nanomètre (nm) avec un espacement de 1,6 nm; envoi à MUX.

Dans le sens inverse, la sortie colorée du DEMUX est convertie en un signal optique à impulsion large. Le niveau de puissance de sortie est compris entre +1 et –3 dBm dans les deux sens. La conversion est optique en électrique et électrique en optique (O en E et E en O) en méthode 2R ou 3R.

Dans 2R, la régénération et la remise en forme sont effectuées, tandis que dans 3R, la régénération, la remise en forme et la remise en forme sont effectuées. TP peut être la couleur de la longueur d'onde et le débit binaire dépendant ou accordable pour les deux (coûteux et non utilisé). Cependant, dans 2R, n'importe quel débit binaire, PDH, STM-4 ou STM-16 peut être le débit de canal. L'unité a une limitation avec la sensibilité du récepteur et le point de surcharge.

Bien que l'étage électrique intermédiaire soit inaccessible, les octets supplémentaires de STN-n sont utilisés à des fins de supervision. Cette unité prend également en charge le fonctionnement de sécurité optique (ALS) sur la Recommandation UIT-T G.957.

Atténuateur optique variable (VOA)

Il s'agit d'un réseau passif comme la préaccentuation nécessaire pour ajuster la distribution uniforme du niveau de signal sur la bande EDFA de sorte que la puissance de sortie optique de canal individuel de l'unité Mux reste la même quel que soit le nombre de canaux chargés dans le système.

L'atténuateur optique est similaire à un simple potentiomètre ou circuit utilisé pour réduire un niveau de signal. L'atténuateur est utilisé chaque fois qu'un test de performance doit être exécuté, par exemple, pour voir comment l'erreur de bit est affectée par la variation du niveau de signal dans la liaison. Une manière consiste à avoir une configuration mécanique précise dans laquelle le signal optique passe à travers une plaque de verre avec une quantité différente d'obscurité, puis retourne à la fibre optique, comme indiqué sur la figure.

La plaque de verre a une densité de gris allant de 0% à une extrémité à 100% à l'autre extrémité. Lorsque la plaque est déplacée à travers l'espace, plus ou moins d'énergie lumineuse est autorisée à passer. Ce type d'atténuateur est très précis, et peut gérer n'importe quelle longueur d'onde lumineuse (puisque la plaque atténue toute énergie lumineuse de la même quantité, quelle que soit la longueur d'onde), mais il est mécaniquement coûteux.

Multiplexeur (MUX) et démultiplexeur (De-MUX)

Comme les systèmes DWDM envoient des signaux de plusieurs stations sur une seule fibre, ils doivent inclure des moyens pour combiner les signaux entrants. Cela se fait à l'aide d'un multiplexeur, qui prend les longueurs d'onde optiques de plusieurs fibres et les fait converger en un faisceau. A la réception, le système doit être capable de séparer les longueurs d'onde transmises du faisceau lumineux pour qu'elles puissent être détectées discrètement.

Les démultiplexeurs remplissent cette fonction en séparant le faisceau reçu en ses composantes de longueur d'onde et en les couplant en fibres individuelles.

Les multiplexeurs et les démultiplexeurs peuvent être de conception passive ou active. La conception passive utilise un prisme, des réseaux de diffraction ou des filtres, tandis que la conception active combine des dispositifs passifs avec des filtres accordables.

Les principaux défis de ces dispositifs sont de minimiser la diaphonie et de maximiser la séparation des canaux (la différence de longueur d'onde entre deux canaux adjacents). La diaphonie est une mesure de la façon dont les canaux sont séparés, tandis que la séparation des canaux fait référence à la capacité de distinguer chaque longueur d'onde.

Types de multiplexeur / démultiplexeur

Type de prisme

Une forme simple de multiplexage ou de démultiplexage des longueurs d'onde peut être réalisée à l'aide d'un prisme.

Un faisceau parallèle de lumière polychromatique frappe une surface de prisme et chaque longueur d'onde de composant est réfractée différemment. C'est lerainbow effect. Dans la lumière de sortie, chaque longueur d'onde est séparée de la suivante par un angle. Une lentille concentre ensuite chaque longueur d'onde au point où elle doit entrer dans une fibre. Les composants peuvent être utilisés à l'envers pour multiplexer différentes longueurs d'onde sur une fibre.

Type de réseau de diffraction

Une autre technologie est basée sur le principe de la diffraction et des interférences optiques. Lorsqu'une source de lumière polychromatique vient frapper un réseau de diffraction, chaque longueur d'onde est diffractée sous un angle différent et donc en un point différent de l'espace. En utilisant une lentille, ces longueurs d'onde peuvent être focalisées sur des fibres individuelles, comme le montre la figure suivante.Bragg grating, est un composant passif simple, qui peut être utilisé comme miroir sélectif en longueur d'onde et est largement utilisé pour ajouter et supprimer des canaux dans les systèmes DWDM.

Les réseaux de Braggs sont réalisés en utilisant un faisceau laser ultraviolet pour éclairer le cœur d'une fibre monomode à travers un masque de phase. La fibre est dopée au phosphore, au germanium ou au bore pour la rendre photo-sensible. Une fois que la lumière a traversé le masque, un motif de franges est produit, qui est «imprimé» dans la fibre. Cela crée une modulation périodique permanente de l'indice de réfraction du coeur en fibre de verre. Le réseau fini réfléchit la lumière à la longueur d'onde de Bragg (égale à deux fois l'espacement optique entre les régions d'indice élevé et faible) et transmet toutes les autres longueurs d'onde.

Grille de Bragg accordable

Un réseau de fibres de Bragg peut être collé sur un élément piézoélectrique. En appliquant une tension à l'élément, l'élément s'étire de sorte que le réseau est étiré et la longueur d'onde de Bragg passe à une longueur d'onde plus longue. Les appareils actuels peuvent fournir une plage de réglage de 2 nm pour une entrée de 150 V.

Réseau de guide d'ondes en réseau

Les réseaux de guides d'ondes matricés (AWG) sont également basés sur des principes de diffraction. Un dispositif AWG, parfois appelé routeur de guide d'ondes optique ou routeur de réseau de guide d'ondes, se compose d'un réseau de guides d'ondes à canal incurvé avec une différence fixe de longueur de trajet entre les canaux adjacents. Les guides d'ondes sont connectés à des cavités en entrée et en sortie.

Multiplexeur optique

Lorsque la lumière pénètre dans la cavité d'entrée, elle est diffractée et pénètre dans le réseau de guides d'ondes. Ainsi, la différence de longueur optique de chaque guide d'ondes introduit des retards de phase dans la cavité de sortie, où un réseau de fibres est couplé. Le processus aboutit à des longueurs d'onde différentes ayant une interférence maximale à différents endroits, ce qui correspond aux ports de sortie.

Filtres d'interférence multicouches

Une technologie différente utilise des filtres d'interférence dans des dispositifs appelés filtres à couches minces ou filtres d'interférence multicouches. En positionnant les filtres, constitués de couches minces dans le chemin optique, la longueur d'onde peut être démultiplexée. La propriété de chaque filtre est telle qu'il transmet une longueur d'onde, tout en réfléchissant les autres. En cascadant ces appareils, de nombreuses longueurs d'onde peuvent être démultiplexées.

Les filtres offrent une bonne stabilité et une bonne isolation entre les canaux à un coût modéré, mais avec une perte d'insertion élevée (les AWG présentent une réponse spectrale plate et une faible perte d'insertion). Le principal inconvénient du filtre est qu'il est sensible à la température et peut ne pas être utilisé pratiquement dans tous les environnements. Cependant, leur gros avantage est qu'ils peuvent être conçus pour effectuer simultanément des opérations de multiplexage et de démultiplexage.

Type de couplage de l'OM

Le couplage OM est une surface interactive avec deux ou plusieurs fibres soudées ensemble. Généralement, il est utilisé pour l'OM, ​​et ses principes de fonctionnement sont illustrés dans la figure suivante.

Le couplage OM ne peut assurer la fonction de multiplexage qu'avec un faible coût de fabrication. Son inconvénient est une perte d'insertion élevée. Actuellement, l'OM utilisé dans l'équipement DWDM de ZTWE utilise le couplage OM. L'OD adopte les composants AWG.

Amplificateurs amplificateurs (amplificateurs optiques)

En raison de l'atténuation, il y a des limites à la durée pendant laquelle un segment de fibre peut propager un signal avec intégrité, avant qu'il ne doive être régénéré. Avant l'arrivée des amplificateurs optiques (OA), il fallait un répéteur pour chaque signal transmis. L'OA avait permis d'amplifier toutes les longueurs d'onde à la fois et sans conversion optique-électrique-optique (OEO). En plus d'être utilisés dans les liaisons optiques (comme répéteur), les amplificateurs optiques peuvent également être utilisés pour augmenter la puissance du signal après le multiplexage ou avant le démultiplexage.

Types d'amplificateurs optiques

Dans chaque voie optique, les amplificateurs optiques ont été utilisés comme répéteurs en mode simplex. Une fibre a été utilisée dans le chemin d'envoi et la deuxième fibre a été utilisée dans le chemin de retour. Les derniers amplificateurs optiques fonctionneront dans deux directions en même temps. Nous pouvons même utiliser la même longueur d'onde dans deux directions, à condition d'utiliser deux débits différents. Une seule fibre peut donc être utilisée pour un fonctionnement en duplex.

Les amplificateurs optiques doivent également avoir une bande passante suffisante pour laisser passer une gamme de signaux fonctionnant à différentes longueurs d'onde. Par exemple, un SLA avec une largeur de bande spectrale de 40 nm par exemple peut traiter une dizaine de signaux optiques.

Dans un système à 565 mb / s, pour une liaison optique de 500 km, cinq amplificateurs optiques SLA sont nécessaires, espacés de 83 km. Chaque amplificateur fournit un gain d'environ 12 dB, mais introduit également du bruit dans le système (BER de 10-9.)

Les amplificateurs SLA présentent les inconvénients suivants -

• Sensible aux changements de température
• Sensible aux changements de tension d'alimentation
• Sensible aux vibrations mécaniques
• Unreliable
• Sujette à la diaphonie

Amplificateur à fibre dopée à l'erbium (EDFA)

Dans les systèmes DWDM, les EDFA sont utilisés. L'erbium est un élément des terres rares qui, lorsqu'il est excité, émet de la lumière autour de 1,54 micromètre, qui est la longueur d'onde à faible perte pour les fibres optiques utilisées dans le DWDM. Un signal faible entre dans la fibre dopée à l'erbium, dans laquelle une lumière à 980 nm ou 1480 nm est injectée à l'aide d'un laser à pompe.

Cette lumière injectée stimule les atomes d'erbium à libérer leur énergie stockée sous forme de lumière supplémentaire de 1550 nm. Le signal devient fort. Les émissions spontanées dans les EDFA ajoutent également la figure de bruit d'un EDFA. Les EDFA ont une largeur de bande typique de 100 nm et sont nécessaires à un intervalle de 80 à 120 km le long de la route optique.

EDFA souffre également d'un affect appelé four-wave-mixingen raison de l'interaction non linéaire entre les canaux adjacents. Par conséquent, augmenter la puissance de l'amplificateur pour augmenter la distance entre les répéteurs conduit à plus de diaphonie.

Amplificateur Raman

L'utilisation d'amplificateurs SLA et EDFA dans le WDM est limitée comme déjà décrit et les systèmes WDM modernes se tournent vers l'amplification Raman, qui a une bande passante d'environ 300 nm. Ici, le laser pompe est à l'extrémité réceptrice de la fibre. La diaphonie et le bruit sont considérablement réduits. Cependant, l'amplification Raman nécessite l'utilisation d'un laser à haute pompe.

La dispersion dans la fibre contribue en fait à minimiser l'effet de «mélange à quatre ondes». Malheureusement, les premières liaisons optiques utilisaient souvent des fibres à dispersion nulle dans un effort pour minimiser la dispersion sur de longues distances, lorsque ces mêmes fibres sont mises à niveau pour transporter des signaux WDM; ils ne sont pas le support idéal pour les signaux optiques à large bande.

Des fibres monomodes spéciales sont en cours de développement pour une utilisation WDM. Ceux-ci ont des segments alternés de fibres à dispersion positive et négative, par conséquent, la dispersion totale s'élève à zéro. Cependant, les segments individuels fournissent une dispersion pour empêcher un mélange à quatre ondes.

Amplificateurs de ligne

Il s'agit d'un amplificateur EDFA à deux étages composé d'un préamplificateur (PA) et d'un amplificateur d'appoint (BA). Sans les deux étages, il n'est pas possible d'amplifier le signal jusqu'à 33 dB sur le principe EDFA (pour éviter le bruit généré par émission spontanée). L'amplificateur de ligne (LA) compense la perte de ligne de 22 dB ou 33 dB respectivement pour les systèmes longue et très longue distance. C'est entièrement un appareil de scène optique.

Médias de ligne (OFC)

Il s'agit du support de fibre optique sur lequel les signaux DWDM voyagent. L'atténuation et la dispersion sont les principaux facteurs de limitation déterminant la distance de transmission, la capacité de débit binaire, etc. Normalement, 22 dB et 33 dB sont considérés comme une perte de ligne pour la longueur de saut des systèmes longue distance et très longue distance, respectivement.

La longueur d'onde de la ligne très longue distance peut être de 120 km sans répéteur (LA). Cependant, avec un certain nombre de répéteurs en cascade, la longueur peut atteindre jusqu'à 600 km, ce qui peut encore être augmenté jusqu'à 1200 km à l'aide du module de compensation de dispersion. Après une telle distance, il a besoin d'une régénération dans l'étage électrique au lieu du répéteur dans l'étage optique uniquement.

Préamplificateur (PA)

Cet amplificateur seul est utilisé au niveau du terminal pour interfacer le DEMUX et la ligne de réception du signal provenant de la station distante. Par conséquent, le signal de ligne atténué est amplifié à un niveau de +3 dBm à 10 dBm avant d'entrer dans l'unité DEMUX.

Canal de supervision optique

La fonction de transmission de données supplémentaires (2 Mbps: EOW, données spécifiques à l'utilisateur, etc. via l'interface) à une longueur d'onde distincte (1480 nm selon la Recommandation UIT-T G-692) de niveau optique inférieur sans aucune disposition de sécurité optique, accompagnée et indépendant du signal de trafic optique principal STM-n, est exécuté par l'OSC. EOW (0,3 à 3,4 KHz) pour le canal sélectif et omnibus est de 64 kbps en code PCM 8 bits.

Le canal de supervision optique (OSC) permet de contrôler et de surveiller les dispositifs de ligne optique ainsi que la gestion de l'emplacement des pannes, de la configuration, des performances et de la sécurité accomplie à l'aide de LCT.

Dans ce chapitre, nous aborderons les différents composants des dispositifs optiques.

Isolateur

L'isolateur est un dispositif non réciproque qui permet à la lumière de passer le long d'une fibre dans une direction et offre une atténuation très élevée dans la direction opposée. Des isolateurs sont nécessaires dans le système optique pour empêcher les réflexions indésirables, de redescendre une fibre et de perturber le fonctionnement d'un laser (produisant du bruit). Dans la fabrication d'isolateurs "Faradays Effect”Est ​​utilisé, qui dépend de la polarisation.

Les isolateurs sont construits à l'aide de polariseurs optiques, d'analyseurs et de rotateurs Faradays. Le signal optique traverse le polariseur, orienté parallèlement à l'état de polarisation entrant. Le rotateur de Faradays fera pivoter la polarisation du signal optique de 45 degrés.

Le signal passe ensuite à travers l'analyseur, qui est orienté à 45 degrés par rapport au polariseur d'entrée. L'isolateur fait passer un signal optique de gauche à droite et change sa polarisation de 45 degrés et produit une perte d'environ 2 dB.

Circulateur

Les circulateurs sont des dispositifs micro-optiques et peuvent être utilisés avec n'importe quel nombre de ports, cependant, des circulateurs à 3 ports / 4 ports sont généralement utilisés. Il a une perte relativement faible de 0,5 dB à 1,5 dB de port à port.

La fonction de base d'un circulateur est illustrée dans la figure ci-dessus. La lumière entrant dans un port particulier (disons le port 1) se déplace autour du circulateur et sort au port suivant (disons le port 2). La lumière entrant au port 2 part au port 3, et ainsi de suite. L'appareil fonctionne de manière symétrique autour d'un cercle. Les circulateurs sont des dispositifs micro-optiques et peuvent être fabriqués avec n'importe quel nombre de ports. Cependant, les circulateurs à 3 et 4 ports sont très courants. Les circulateurs ont de très faibles pertes. La perte typique de port à port est d'environ 0,5 à 1,5 db.

Répartiteurs et coupleurs

Les coupleurs et les séparateurs sont utilisés pour combiner des signaux optiques et / ou diviser les signaux optiques. La grande majorité des coupleurs optiques monomodes utilisent le principe du couplage résonant. Deux noyaux de fibre SM sont placés parallèlement et à proximité l'un de l'autre. La puissance optique est transférée d'un noyau à un autre et inversement par induction d'ondes électromagnétiques. Le couplage de puissance dépend de la longueur de la section de couplage.

Trois caractéristiques importantes sont -

• Return Loss - La quantité d'énergie réfléchie et perdue.

• Insertion Loss - La quantité de signal perdu lors du transit total à travers un appareil.

• Excess Loss - Perte supplémentaire d'un appareil au-delà de la perte théorique.

Types de coupleurs

• Coupleurs en Y
• Coupleurs en étoile
  • Fibre fondue
  • Plaque de mélange
  • Planaire (espace libre)
  • Coupleur 3 dB
• Diviseur faisceau

Filtres

Les filtres sont utilisés pour sélectionner le signal dans le chemin trans et le récepteur à partir de nombreux signaux. Les grilles sont des filtres. Les commutateurs, modulateurs, AWG, multiplexeurs, etc. sont considérés comme des types de filtres.

Voici les types de filtres -

• Fabry-Perot
• Filtre accordable
• Filtre à réseau Bragg en fibre

Les filtres sont utilisés devant une LED pour réduire la largeur de la ligne avant la transmission. Les filtres seront très utiles dans les réseaux WDM pour -

• Un filtre placé devant un récepteur incohérent peut être utilisé pour sélectionner un signal particulier parmi de nombreux signaux arrivant.

• Des réseaux WDM sont proposés qui utilisent des filtres pour contrôler quel chemin à travers un réseau un signal prendra.

Les réseaux de Bragg à fibre sont le filtre optique le plus important dans le monde des communications.

Modulateurs

Les modulateurs sont constitués d'un matériau qui modifie ses propriétés optiques sous l'influence d'un champ électrique ou magnétique. En général, trois approches sont utilisées -

• Effets électro-optiques et magnéto-optiques
• Effets d'électro-absorption
• Modulateurs acoustiques

En raison de vibrations mécaniques Réf. Index des changements importants. Les modulateurs acoustiques utilisent un son à très haute fréquence. En contrôlant l'intensité du son, nous pouvons contrôler la quantité de lumière déviée et par conséquent, construire un modulateur.

Voici quelques-uns de ses avantages -

• Ils peuvent supporter une puissance assez élevée.

• La quantité de lumière réfractée est linéairement proportionnelle à l'intensité des ondes sonores.

• Ils peuvent moduler différentes longueurs d'onde en même temps.

ADM optique

Un filtre optique est utilisé pour isoler ou supprimer la longueur d'onde souhaitée à partir de plusieurs longueurs d'onde arrivant sur une fibre. Une fois qu'une longueur d'onde est supprimée, un autre canal utilisant la même longueur d'onde peut être ajouté ou inséré sur la fibre, à mesure qu'il quitte l'OADM.

Un ADM simple n'a que 4 canaux d'entrée et de sortie, chacun avec quatre longueurs d'onde. Dans OADM, les longueurs d'onde peuvent être amplifiées, égalisées ou traitées ultérieurement. OADM arrange les longueurs d'onde de la fibre d'entrée à la fibre de sortie à l'aide de l'interconnexion optique.

Cross-Connect optique

Un x-connect optique peut prendre quatre fibres d'entrée, chacune portant quatre longueurs d'onde, et réorganiser les 16 longueurs d'onde, sur les quatre fibres de sortie. Un simple transpondeur à l'intérieur d'OXC mélangera l'une des longueurs d'onde à un canal disponible.

Le trafic des télécommunications continue de croître à un rythme très rapide. Ceci est accéléré par l'augmentation du volume de données et du trafic mobile, en particulier en Inde, grâce à la récente libéralisation du marché des télécommunications. Une solution peut être adoptée pour répondre aux exigences de trafic toujours croissantes basées sur une combinaison de technologies de transport WDM, SDH et IP.

Le multiplexage par répartition en longueur d'onde est utilisé pour multiplexer plusieurs canaux de longueur d'onde sur un seul brin de fibre, surmontant ainsi la congestion de la fibre. La technologie SDH offre la granularité de capacité que les clients exigent aujourd'hui et offre la possibilité de protéger ces services contre les pannes de réseau. Un réseau de transport IP sur WDM peut offrir des services de transit Internet haute capacité aux fournisseurs de services Internet (FAI).

Hiérarchie numérique synchrone

Les réseaux de hiérarchie numérique synchrone (SDH) ont remplacé PDH et présentent plusieurs avantages clés.

• Les recommandations UIT G.707, G.708 et G.709 constituent la base d'une mise en réseau mondiale.

• Les réseaux bénéficient de la résilience du trafic pour minimiser les pertes de trafic en cas de rupture de fibre ou de panne d'équipement.

• La technologie de surveillance intégrée permet la configuration à distance et le dépannage du réseau.

• La technologie flexible permet l'accès aux affluents à n'importe quel niveau.

• La technologie évolutive permet des débits binaires plus rapides à mesure que la technologie progresse.

Les réseaux PDH européens ne peuvent pas s'interfacer avec les réseaux américains, les réseaux SDH peuvent transporter les deux types. La figure ci-dessus montre comment les différents réseaux PDH se comparent et quels signaux peuvent être acheminés sur le réseau SDH.

SDH - Topologies de réseau

Un système de ligne est le système de la topologie du réseau PDH. Le trafic est ajouté et supprimé uniquement aux points de terminaison du réseau. Les nœuds terminaux sont utilisés à la fin du réseau pour ajouter et supprimer le trafic.

Système de ligne

Dans n'importe quel réseau SDH, il est possible d'utiliser un nœud connu sous le nom de regenerator. Ce nœud reçoit le signal SDH d'ordre élevé et le retransmet. Aucun accès au trafic d'ordre inférieur n'est possible à partir d'un régénérateur et ils ne sont utilisés que pour couvrir de longues distances entre les sites, où la distance signifie que la puissance reçue serait trop faible pour transporter le trafic.

Système d'anneau

Un système en anneau se compose de plusieurs multiplexeurs d'ajout / extraction (ADM) connectés dans une configuration en anneau. Le trafic est accessible à n'importe quel ADM autour de l'anneau et il est également possible que le trafic soit abandonné à plusieurs nœuds à des fins de diffusion. Le réseau en anneau a l'avantage d'offrir une résilience du trafic, s'il y a une rupture de fibre, le trafic n'est pas perdu. La résilience du réseau est discutée en détail dans un chapitre suivant.

Synchronisation du réseau SDH

Alors que les réseaux PDH n'étaient pas synchronisés de manière centralisée, les réseaux SDH le sont (d'où le nom de hiérarchie numérique synchrone). Quelque part sur le réseau de l'opérateur sera une source de référence principale. Cette source est distribuée sur le réseau soit sur le réseau SDH, soit sur un réseau de synchronisation séparé.

Chaque nœud peut basculer vers des sources de sauvegarde, si la source principale devient indisponible. Différents niveaux de qualité sont définis et le nœud commutera la source de meilleure qualité suivante qu'il peut trouver. Dans les cas où le nœud utilise la synchronisation de la ligne entrante, l'octet S1 dans le surdébit MS est utilisé pour indiquer la qualité de la source.

La source de qualité la plus basse disponible pour un nœud est généralement son oscillateur interne. Dans le cas où un nœud bascule sur sa propre source d'horloge interne, cela doit être corrigé dès que possible, car le nœud peut commencer à générer des erreurs au fil du temps.

Il est important que la stratégie de synchronisation d'un réseau soit soigneusement planifiée. Si tous les nœuds d'un réseau essaient de se synchroniser avec son voisin du même côté, vous obtiendrez un effet appelétiming loop, comme indiqué dans la figure ci-dessus. Ce réseau commencera rapidement à générer des erreurs lorsque chaque nœud essaiera de se synchroniser.

Hiérarchie SDH

La figure suivante montre comment la charge utile est construite, et elle n'est pas aussi effrayante qu'elle en a l'air au premier abord.

WDM est une technologie qui permet à divers signaux optiques d'être transmis par une seule fibre. Son principe est essentiellement le même que celui du multiplexage par répartition en fréquence (FDM). Autrement dit, plusieurs signaux sont transmis en utilisant différentes porteuses, occupant des parties non chevauchantes d'un spectre de fréquences. Dans le cas du WDM, la bande spectrale utilisée est de l'ordre de 1300 ou 1550 nm, qui sont deux fenêtres de longueur d'onde auxquelles les fibres optiques ont une très faible perte de signal.

Au départ, chaque fenêtre était utilisée pour transmettre un seul signal numérique. Avec l'avancée des composants optiques, tels que les lasers à rétroaction distribuée (DFB), les amplificateurs à fibre dopée à l'erbium (EDFA) et les photodétecteurs, on s'est vite rendu compte que chaque fenêtre de transmission pouvait en fait être utilisée par plusieurs signaux optiques, chacun occupant une petite traction de la fenêtre de longueur d'onde totale disponible.

En effet, le nombre de signaux optiques multiplexés au sein d'une fenêtre n'est limité que par la précision de ces composants. Avec la technologie actuelle, plus de 100 canaux optiques peuvent être multiplexés en une seule fibre. La technologie a alors été nommée dense WDM (DWDM).

WDM sur le long terme

En 1995, les transporteurs long-courriers aux États-Unis ont commencé à déployer des systèmes de transmission WDM point à point pour améliorer la capacité de leurs réseaux tout en tirant parti de leurs infrastructures de fibre existantes. Depuis, WDM a également pris d'assaut le marché long-courrier. La technologie WDM permet de faire face à des exigences de capacité toujours croissantes tout en reportant l'épuisement de la fibre et en augmentant la flexibilité pour la mise à niveau de la capacité.

Le facteur le plus répandu, cependant, est l'avantage de coût de la solution WDM par rapport aux solutions concurrentes, telles que le multiplexage par répartition spatiale (SDM) ou le multiplexage par répartition dans le temps amélioré (TDM) pour améliorer la capacité du réseau. La solution WDM "ouverte", illustrée dans la figure suivante, utilise des transpondeurs dans des multiplexeurs terminaux WDM (TM) et des amplificateurs optiques en ligne qui sont partagés par plusieurs canaux de longueur d'onde.

Le transpondeur est essentiellement un convertisseur opto-électro-optique (O / E / O) 3R, qui convertit un signal optique conforme à la norme G.957 en un canal de longueur d'onde approprié (et vice versa) tout en remettant sous tension, remodelant et resynchronisant électriquement le signal. . La solution SDM utilise plusieurs paires de fibres en parallèle, chacune équipée de régénérateurs SDH au lieu de plusieurs longueurs d'onde partageant le même amplificateur optique en ligne. La mise à niveau vers des débits TDM plus élevés (par exemple, de 2,5 Gb / s STM-16 à 10 Gb / s STM-64) n'est qu'une solution de courte durée car les dégradations de transmission telles que la dispersion ne s'adaptent pas bien à l'augmentation des débits TDM, en particulier sur les fibre monomode.

Une étude de cas a démontré que les systèmes WDM point à point longue distance sont clairement une solution plus rentable que SDM, même pour aussi peu que trois canaux de STM-16. La figure ci-dessus illustre deux comparaisons de coûts de liaison pour le cœur initial d'un réseau de transport composé de 5 000 km de fibre avec une distance moyenne de 300 km entre deux villes d'accès. Notez que le point de référence de coût de 100% dans la figure ci-dessus correspond au coût de déploiement d'un canal STM-16, y compris le coût de la fibre. Deux conclusions peuvent être tirées de la figure ci-dessus.

Comme le montre la figure suivante, si seuls les coûts d'équipement de transmission et de régénération sont pris en compte (c'est-à-dire, les régénérateurs SDH dans le cas SDM et les WDM TM avec transpondeurs avec amplificateurs optiques en ligne dans le cas WDM), le coût de liaison initial de l'utilisation de la technologie WDM est plus du double de celle de SDH. Cependant, la solution WDM est plus rentable pour le déploiement de trois canaux et plus dans le réseau, en raison de l'utilisation partagée de l'amplificateur optique en ligne.

Comme le montre la figure suivante, si en plus de la considération ci-dessus, le coût de la fibre est également pris en compte, l'avantage de coût du cas WDM devient encore plus évident et est amplifié lorsque le nombre de canaux augmente. La solution WDM est plus rentable pour le déploiement de trois canaux et plus dans le réseau.

WDM sur le court terme

Les régénérateurs ne sont pas nécessaires et les dégradations optiques ont moins d'impact en raison des distances limitées dans les réseaux de courte distance, par conséquent les avantages du WDM sont moins évidents que ceux des solutions SDM ou TDM améliorées. Cependant, l'épuisement des fibres et les composants optiques bon marché sont désormais les moteurs du WDM dans la zone métropolitaine.

L'application court-courrier est liée à l'interconnexion de plusieurs points de présence (POP) au sein d'une même ville. Analysons un exemple. La figure suivante montre que le réseau de transport a au moins deux POP par ville, où les clients peuvent s'interconnecter. Avec des techniques d'interconnexion à deux nœuds, telles que drop and continue, les réseaux des clients peuvent être interconnectés avec le réseau de transport via deux POP différents.

Il en résulte une architecture très sécurisée qui peut même survivre aux pannes POP sans aucun impact sur le trafic. Ainsi, le flux de trafic entre deux POP dans une ville se compose non seulement du trafic qui traverse la ville, mais également du trafic qui se termine dans la ville et protégé par Drop and Continue. Ces besoins accrus de capacité intra-urbaine ont conduit au déploiement de la GDE dans le tronçon court-courrier d'un réseau de transport.

La principale raison pour laquelle le WDM est préféré au SDM est que les fibres dans une ville doivent être louées à un tiers ou qu'un réseau de fibres optiques doit être construit. La location ou la construction de fibre urbaine n'est pas seulement un processus coûteux, c'est aussi une approche moins flexible pour améliorer la capacité. Dans un environnement dynamique, où les distributions et les volumes de trafic évoluent rapidement, la quantité de fibre à louer ou à construire est difficile à prévoir à l'avance. Par conséquent, l'utilisation de la technologie WDM présente des avantages de flexibilité évidents car les canaux de longueur d'onde peuvent être activés en très peu de temps.

Bien que des systèmes WDM courte distance spécifiques soient disponibles dans le monde, il est avantageux d'utiliser le même type de système WDM pour son réseau longue distance. Alors que les systèmes WDM courte distance sont moins chers que leurs homologues long-courrier et que, en raison de leurs composants optiques peu coûteux, ils peuvent être utilisés, ils conduisent à un réseau hétérogène, ce qui n'est pas préféré pour plusieurs raisons. Premièrement, l'utilisation de deux systèmes différents entraîne une augmentation des coûts d'exploitation et de gestion. Par exemple, un réseau hétérogène nécessite plus de pièces détachées d'équipement qu'un réseau homogène. Deuxièmement, l'interfonctionnement entre deux systèmes différents pourrait poser des problèmes. Par exemple, un goulot d'étranglement peut se produire parce que les systèmes WDM courte distance prennent généralement en charge moins de longueurs d'onde que les systèmes WDM longue distance.

Architectures de réseau de transport optique

Le réseau de transport optique (OTN), comme le montre la figure suivante, représente une prochaine étape naturelle dans l'évolution du réseau de transport. D'un point de vue architectural de haut niveau, on ne s'attendrait pas à ce que les architectures OTN diffèrent de manière significative de celles de SDH. Néanmoins, le fait que SDH implique une ingénierie de réseau numérique et OTN implique une ingénierie de réseau analogique conduit à des distinctions importantes, quoique subtiles. L'exploration de ces distinctions nous amène à comprendre les aspects de l'OTN qui sont susceptibles de différer de leurs homologues SDH.

Les architectures OTN WDM évolutives (y compris les topologies de réseau et les schémas de survie) ressembleront étroitement - sinon en miroir - à celles des réseaux SDH TDM. Cela devrait être surprenant, cependant, puisque SDH et OTN sont tous deux des réseaux multiplexés orientés connexion. Les différences majeures proviennent de la forme de la technologie de multiplexage: TDM numérique pour SDH vs WDM analogique pour un OTN.

La distinction numérique / analogique a un effet profond sur les compromis fondamentaux coût / performance dans de nombreux aspects de la conception du réseau et du système OTN. En particulier, les complexités associées à l'ingénierie des réseaux analogiques et aux implications de maintenance représentent la majorité des défis associés à l'OTN.

Pour satisfaire le besoin à court terme de gain de capacité, les systèmes de ligne point à point WDM continueront à être déployés à grande échelle. À mesure que le nombre de longueurs d'onde et la distance entre les terminaux augmentent, il est de plus en plus nécessaire d'ajouter et / ou de supprimer des longueurs d'onde sur des sites intermédiaires. Par conséquent, les ADM optiques reconfigurables flexibles (OADM) deviendront des éléments intégraux des réseaux WDM.

À mesure que de plus en plus de longueurs d'onde sont déployées dans les réseaux porteurs, il sera de plus en plus nécessaire de gérer la capacité et les signaux de transfert entre les réseaux au niveau du canal optique. De la même manière, des DXC sont apparus pour gérer la capacité au niveau de la couche électrique, des interconnexions optiques (OXC) émergeront pour gérer la capacité au niveau de la couche optique.

Au départ, le besoin de gestion de la bande passante de la couche optique sera le plus aigu dans l'environnement du réseau de transport central. Ici, la connectivité basée sur le maillage logique sera prise en charge via des topologies physiques, y compris des anneaux de protection partagés basés sur OADM et des architectures de restauration de maillage basées sur OXC. Le choix dépendra du degré de bande passante souhaité par le fournisseur de services et des exigences d'échelle de temps de survie.

Au fur et à mesure que des exigences similaires de gestion de la bande passante émergent pour les environnements inter-bureaux et d'accès métropolitains, les solutions basées sur l'anneau OADM seront également optimisées pour ces applications: anneaux de protection optique partagée pour les demandes de maillage et anneaux de protection optiques dédiés pour les demandes concentrées. Par conséquent, tout comme l'OA a été le catalyseur technologique de l'émergence des systèmes de lignes point à point WDM, les OADM et les OXC seront les catalyseurs de l'émergence de l'OTN.

Comme les éléments de réseau optique assument la fonctionnalité de couche de transport traditionnellement fournie par l'équipement SDH, la couche de transport optique en viendra à servir de couche de transport unificatrice capable de prendre en charge à la fois les formats de signaux de réseau central de paquets hérités et convergés. Bien entendu, le mouvement du fournisseur de services vers l'OTN sera prédit sur le transfert de la fonctionnalité de couche de transport "de type SDH" vers la couche optique, en même temps que le développement d'une philosophie de maintenance et des fonctionnalités de maintenance de réseau associées pour la couche de transport optique émergente.

La survie est au cœur du rôle des réseaux optiques en tant qu'infrastructure de transport unificatrice. Comme pour de nombreux autres aspects architecturaux, la capacité de survie du réseau optique présentera une ressemblance de haut niveau avec la capacité de survie SDH, car les topologies de réseau et les types d'éléments de réseau sont si similaires. Au sein de la couche optique, les mécanismes de capacité de survie continueront d'offrir la récupération la plus rapide possible des coupures de fibre et d'autres défauts de supports physiques, ainsi que de fournir une gestion efficace et flexible de la capacité de protection.

OTN est conceptuellement analogue à SDH, en ce sens que des sous-couches sont définies qui reflètent les relations client-serveur. Étant donné que OTN et SDH sont tous deux des réseaux multiplexés orientés connexion, il ne faut pas s'étonner que les schémas de restauration et de protection des deux soient remarquablement similaires. La différence subtile mais importante mérite d'être répétée: alors que la mise en réseau TDM est basée sur la manipulation de créneaux temporels numériques, la mise en réseau OTN / WDM est basée sur la manipulation de créneaux de fréquence analogique ou de canaux optiques (longueur d'onde). Ainsi, alors que nous pouvons nous attendre à ce que des architectures de protection et de restauration similaires soient possibles avec les deux technologies, les types de pannes de réseau dont il peut être nécessaire de tenir compte dans un schéma de survie particulier peuvent être très différents.

Survivabilité de la couche optique

Les réseaux de télécommunication sont tenus de fournir un service fiable et ininterrompu à leurs clients. Les besoins globaux de disponibilité sont de l'ordre de 99,999% ou plus, ce qui impliquerait que le réseau ne peut pas être en panne plus de 6 min / an en moyenne. En conséquence, la capacité de survie du réseau est un facteur majeur qui affecte la façon dont ces réseaux sont conçus et exploités. Les réseaux doivent être conçus pour gérer les coupures de liaison ou de fibre ainsi que les pannes d'équipement.

Le réseau peut être considéré comme étant constitué de nombreuses couches interagissant les unes avec les autres, comme le montre la figure ci-dessus. Différents opérateurs choisissent différentes manières de réaliser leurs réseaux en utilisant différentes combinaisons de stratégies de stratification. Les opérateurs historiques utilisent leur vaste base installée de matériel SDH et les capacités étendues de toilettage et de surveillance des interconnexions numériques.

En revanche, un opérateur offrant des services basés sur le protocole Internet (IP) cherche à disposer d'une infrastructure de réseau simplifiée utilisant IP comme couche de transport de base sans utiliser SDH. Les transporteurs qui se distinguent par la qualité (et la diversité) des services (QOS) peuvent utiliser l'ATM comme technologie de transport. Sous ces couches se trouve la couche optique WDM émergente, ou la couche optique.

La couche optique fournit des chemins lumineux vers les couches supérieures, qui peuvent être considérées comme des couches clientes qui utilisent le service fourni par la couche optique. Les chemins lumineux sont des tuyaux à commutation de circuits transportant le trafic à des débits binaires assez élevés (par exemple, 2,5 Gb / s ou 10 Gb / s). Ces chemins lumineux sont généralement configurés pour interconnecter les équipements de la couche client, tels que les ADM SDH, les routeurs IP ou les commutateurs ATM. Une fois installés, ils restent assez statiques dans le temps.

La couche optique comprend des terminaux de ligne optique (OLT), des ADM optiques (OADM) et des interconnexions optiques (OXC), comme illustré dans la figure suivante. Les OLT multiplexent plusieurs canaux en une seule fibre ou paire de fibres. Les OADM suppriment et ajoutent un petit nombre de canaux depuis / vers un flux WDM agrégé. Un OXC, commute et gère un grand nombre de canaux dans un emplacement de nœud à fort trafic.

Nous examinons la protection de la couche optique du point de vue des services, en termes de types de services devant être fournis par la couche optique à la couche supérieure. Nous comparons ensuite les différents schémas de protection de couche optique qui ont été proposés en termes de coût et d'efficacité de bande passante en fonction du mix de services à prendre en charge. Ceci est quelque peu différent, qui ont tendance à considérer la protection de couche optique comme analogue à la protection de couche SDH.

Pourquoi une protection de couche optique?

Les couches IP, ATM et SDH illustrées dans la figure ci-dessus incorporent toutes des techniques de protection et de restauration. Bien que ces couches aient toutes été conçues pour fonctionner avec d'autres couches, elles peuvent également fonctionner directement sur la fibre et ne dépendent donc pas d'autres couches pour gérer les fonctions de protection et de restauration. En conséquence, chacune de ces couches intègre ses propres fonctions de protection et de restauration. Ainsi, la question se pose, pourquoi avons-nous besoin de la couche optique pour fournir son propre ensemble de mécanismes de protection et de restauration. Voici quelques-unes des raisons -

• Certaines des couches fonctionnant au-dessus de la couche optique peuvent ne pas être totalement capables de fournir toutes les fonctions de protection nécessaires dans le réseau. Par exemple, la couche SDH a ​​été conçue pour fournir une protection complète et, par conséquent, ne dépendrait pas de la protection de la couche optique. Cependant, les techniques de protection dans d'autres couches (IP ou ATM) à elles seules peuvent ne pas être suffisantes pour assurer une disponibilité adéquate du réseau en présence de défauts.

  Il existe actuellement de nombreuses propositions pour faire fonctionner la couche IP directement sur la couche optique sans utiliser la couche SDH. Bien que l'IP intègre la tolérance aux pannes au niveau du routage, ce mécanisme est lourd et pas assez rapide pour fournir une qualité de service adéquate. Dans ce cas, il devient important pour la couche optique de fournir une protection rapide pour répondre aux exigences globales de disponibilité de la couche de transport.

• La plupart des transporteurs ont d'énormes investissements dans des équipements existants qui ne fournissent aucun mécanisme de protection, mais qui ne peuvent être ignorés. Une introduction transparente de la couche optique entre cet équipement et la fibre brute offre une mise à niveau à faible coût de l'infrastructure sur de longues liaisons en fibre avec une capacité de survie accrue.

• La protection et la restauration de la couche optique peuvent être utilisées pour fournir un niveau supplémentaire de résilience dans le réseau. Par exemple, de nombreux réseaux de transport sont conçus pour gérer une seule panne à la fois, mais pas plusieurs pannes. La restauration optique peut être utilisée pour fournir une résilience contre plusieurs pannes.

• La protection de la couche optique peut être plus efficace pour gérer certains types de pannes, telles que les coupures de fibres. Une seule fibre transporte plusieurs longueurs d'onde de trafic (par exemple, 16 à 32 flux SDH). Une coupure de fibre a donc pour résultat que les 16 à 32 de ces flux SDH sont restaurés indépendamment par la couche SDH. Le système de gestion de réseau est inondé d'un grand nombre d'alarmes générées par chacune de ces entités indépendantes. Si la coupure de fibre est restaurée suffisamment rapidement par la couche optique, cette inefficacité opérationnelle peut être évitée.

• Des économies de coûts significatives peuvent être obtenues en utilisant la protection et la restauration de la couche optique.

Limitations - Protection de la couche optique

Voici quelques-unes des limites de la protection de la couche optique.

• Il ne peut pas gérer tous les types de pannes du réseau. Par exemple, il ne peut pas gérer la panne d'un laser dans un routeur IP ou un SDH ADM connecté au réseau optique. Ce type de panne doit être géré par la couche IP ou SDH, respectivement.

• Il peut ne pas être en mesure de détecter tous les types de pannes sur le réseau. Les trajets lumineux fournis par la couche optique peuvent être transparents de sorte qu'ils transportent des données à divers débits binaires. La couche optique dans ce cas peut en fait ne pas savoir ce qui est exactement transporté sur ces chemins lumineux. En conséquence, il ne peut pas surveiller le trafic pour détecter des dégradations, telles que des taux d'erreur sur les bits accrus, qui invoqueraient normalement un commutateur de protection.

• La couche optique protège le trafic en unités de chemins lumineux. Il ne peut pas fournir différents niveaux de protection à différentes parties du trafic acheminées sur le trajet lumineux (une partie du trafic peut être hautement prioritaire, l'autre moins prioritaire). Cette fonction doit être exécutée par une couche supérieure qui gère le trafic avec cette granularité plus fine.

• Il peut y avoir des contraintes de budget de liaison qui limitent la capacité de protection de la couche optique. Par exemple, la longueur de la route de protection ou le nombre de nœuds traversés par le trafic de protection peuvent être limités.

• Si le réseau global n'est pas soigneusement conçu, il peut y avoir des conditions de concurrence lorsque la couche optique et la couche client tentent toutes deux de protéger le trafic contre une panne simultanément.

• La technologie et les techniques de protection n'ont pas encore été testées sur le terrain et le déploiement à grande échelle de ces nouveaux mécanismes de protection prendra donc quelques années.

Définitions des entités protégées

Avant d'entrer dans le détail des techniques de protection et des compromis entre elles, il est intéressant de définir les entités qui sont protégées par la couche optique et la couche client. Ces entités sont illustrées dans la figure suivante.

Port d'équipement client

Les ports de l'équipement client peuvent échouer. Dans ce cas, la couche optique ne peut pas protéger la couche client par elle-même.

Connexions intrasites entre le client et l'équipement optique

Les câbles à l'intérieur d'un site peuvent être déconnectés, principalement en raison d'erreurs humaines. Ceci est considéré comme un événement relativement probable. Là encore, une protection complète contre de telles occurrences ne peut être prise en charge que par une protection combinée de la couche client et de la couche optique.

Cartes à transpondeur

Les transpondeurs sont des cartes d'interface entre l'équipement client et la couche optique. Ces cartes convertissent le signal de l'équipement client en une longueur d'onde qui convient pour une utilisation à l'intérieur du réseau optique, en utilisant une conversion optique-électrique-optique. Par conséquent, le taux d'échec de cette carte ne peut être considéré comme négligeable. Etant donné le grand nombre de ces cartes dans un système (une par longueur d'onde), un support de protection spécial pour elles est de mise.

Installations externes

Cette installation de fibre entre les sites est considérée comme les composants les moins fiables du système. Les coupes de fibres sont assez courantes. Cette catégorie comprend également les amplificateurs optiques déployés le long de la fibre.

Nœuds entiers

Un nœud entier peut tomber en panne en raison d'erreurs du personnel de maintenance (par exemple, le déclenchement de disjoncteurs d'alimentation) ou de pannes de l'ensemble du site. Les défaillances de sites sont relativement rares et se produisent généralement en raison de catastrophes naturelles telles que des incendies, des inondations ou des tremblements de terre. Les pannes de noeud ont un impact significatif sur le réseau et doivent donc encore être protégées, malgré leur probabilité d'occurrence relativement faible.

Protection contre restauration

Protectionest défini comme le mécanisme principal utilisé pour gérer une panne. Il doit être très rapide (généralement le trafic ne doit pas être interrompu pendant plus de 60 ms en cas de panne des réseaux SDH). En conséquence, les routes de protection doivent généralement être pré-planifiées afin que le trafic puisse être basculé rapidement des routes normales vers les routes de protection.

En raison des exigences de vitesse, cette fonction est généralement réalisée de manière distribuée par les éléments du réseau sans dépendre d'une entité de gestion centralisée pour coordonner les actions de protection. À l'exception des schémas de protection à maillage rapide récents (et non encore éprouvés), les techniques de protection ont tendance à être assez simples et sont mises en œuvre dans des topologies linéaires ou en anneau. Ils finissent tous par utiliser 100% de la bande passante d'accès sur le réseau.

En revanche, restorationn'est pas un mécanisme principal utilisé pour traiter les échecs. Une fois la fonction de protection terminée, la restauration est utilisée pour fournir des itinéraires efficaces ou une résilience supplémentaire contre d'autres pannes avant que la première panne ne soit corrigée. En conséquence, il peut se permettre d'être assez lent (parfois de quelques secondes à quelques minutes).

Les itinéraires de restauration n'ont pas besoin d'être planifiés à l'avance et peuvent être calculés à la volée par un système de gestion centralisé, sans nécessiter de fonction de commande distribuée. Des algorithmes plus sophistiqués peuvent être utilisés pour réduire la bande passante excédentaire requise, et des topologies maillées plus complexes peuvent être prises en charge.

Sous-couches dans la couche optique

La couche optique est constituée de plusieurs sous-couches. La protection et la restauration peuvent être effectuées au niveau de ces différentes couches. Nous pouvons avoir des schémas qui protègent les chemins lumineux individuels ou les canaux optiques. Ces schémas traitent les coupures de fibre ainsi que les pannes des équipements terminaux, tels que les lasers ou les récepteurs.

Nous pouvons avoir des schémas qui fonctionnent au niveau du signal agrégé, qui correspond à la couche de section multiplex optique (OMS). Ces schémas ne font pas la distinction entre les différents chemins de lumière qui sont multiplexés ensemble, et les restaurent tous simultanément en les commutant en tant que groupe.

Le terme protection de couche de chemin est utilisé pour désigner des schémas qui fonctionnent sur des canaux individuels ou des chemins de lumière et une protection de couche de ligne pour désigner des schémas qui fonctionnent au niveau de la couche de section multiplex optique. Reportez-vous au tableau 1 pour une comparaison entre les propriétés des schémas de chemin et de couche de ligne, et aux tableaux 2 et 3 pour les différents schémas de trajet et de ligne.

Tableau 1: Une comparaison entre la protection de ligne et la protection de chemin

Critère	Protection de ligne	Protection de chemin
Protège contre	Installations inter-bureaux Pannes de site / nœud	Installations inter-bureaux Pannes de site / nœud Pannes d'équipement
Nombre de fibres	Quatre, si le multiplexage à un seul niveau est utilisé	Deux
Peut gérer les échecs / dégradation d'un seul chemin	Non	Oui
Prend en charge le trafic qui ne doit pas être protégé	Non	Oui
Coût de l'équipement	Faible	Haute
Efficacité de la bande passante	Bon pour le trafic protégé	Faible pour les canaux non protégés

Tableau 2: Une comparaison entre les schémas ligne-couche

Schème	Protège contre	Topologie	Contraintes / carences	Avantages clients
1 + 1 ligne	Coupes de ligne	Point à point	Diverses voies nécessaires pour protéger les fibres	Le plus simple à mettre en œuvre et à utiliser
1 + 1 ligne	Coupes de ligne	Point à point	Diverses voies nécessaires pour protéger les fibres	Prise en charge du trafic de faible priorité Perte inférieure (d'environ 3 dB)
OULSR	Coupes de ligne Défauts de nœud	Anneau métropolitain	Altérations de la couche optique Une perte de puissance supplémentaire existe en raison du pontage des signaux au niveau de la ligne	Simple à mettre en œuvre et à utiliser Peut être fait à l'aide d'éléments passifs (au lieu d'interrupteurs optiques)
OBLSR	Coupes de ligne Défauts de nœud	Anneau métropolitain	Altérations de la couche optique	Protection de la réutilisation de la bande passante Prise en charge du trafic de faible priorité
Protection de la ligne de maille	Coupes de ligne Défauts de nœud	Tout	Limité par les dégradations de la couche optique Basé sur une connexion croisée entièrement optique Difficile à gérer	Efficace À bas prix

Tableau 3: Une comparaison entre les schémas chemin-couche

Schème	Protège contre	Topologie	Contraintes / carences	Avantages clients
Protection de la couche client	Pannes d'équipement client Installations intra-bureaux Défauts du transpondeur Installations inter-bureaux Défauts de nœud	Tout	Nécessite divers chemins dans le réseau Très cher	Protection la plus étendue
1: protection de l'équipement N	Défauts du transpondeur	Linéaire ou en anneau		Coût très bas Bande passante efficace
1 + 1 chemin ou OUPSR	Installations inter-bureaux Défauts de nœud	Tout	Nécessite divers chemins dans le réseau Consommation de bande passante	Similaire à la protection des clients Simple à développer et à utiliser
OBPSR	Installations inter-bureaux Défauts de nœud	Anneau virtuel		Protection de la réutilisation de la bande passante Prend en charge le trafic de faible priorité
Protection de chemin de maillage	Installations inter-bureaux Défauts de nœud	Tout	Nécessite un OXC Très complexe à mettre en œuvre et à exploiter	Haute efficacité

La topologie physique du réseau peut être n'importe quel maillage, passant des chemins lumineux entre les nœuds d'équipement client. La topologie virtuelle du point de vue de l'équipement client est restreinte selon la couche client (par exemple, des anneaux pour SDH). 2La topologie physique est n'importe quel maillage, tandis que la topologie virtuelle des chemins lumineux est un anneau.

Considérons, par exemple, les deux schémas de protection illustrés dans les figures suivantes. Ces deux schémas peuvent être considérés comme des schémas de protection 1 + 1, c'est-à-dire qu'ils divisent à la fois le signal à l'extrémité de transmission et sélectionnent la meilleure copie à l'extrémité de réception. La figure (a) représente une protection de couche de ligne 1 + 1, dans laquelle à la fois la division et la sélection sont effectuées pour le signal WDM entier ensemble. La figure (b) représente une protection de couche de trajet 1 + 1, où la division et la sélection sont effectuées séparément pour chaque trajet de lumière.

Protection de la couche de ligne et de la couche de chemin

Il existe d'importantes différences de coût et de complexité entre les deux approches. La protection de ligne nécessite un répartiteur supplémentaire et le passage à un système non protégé. Cependant, la protection de chemin nécessite un séparateur et un commutateur par canal. Plus important encore, la protection de chemin nécessite généralement deux fois plus de transpondeurs et deux fois les ressources multiplex / démultiplexeur de la protection de ligne. Par conséquent, la protection de chemin est presque deux fois plus chère que la protection de ligne, si tous les canaux doivent être protégés. L'histoire change, cependant, si tous les canaux n'ont pas besoin d'être protégés.

Les schémas de protection de base

Une comparaison des schémas de protection peut être trouvée dans les tableaux -1, 2 et 3. Les schémas de protection de la couche optique peuvent être classés de la même manière que les schémas de protection SDH et peuvent être mis en œuvre soit au niveau de la couche client, de la couche chemin ou de la couche ligne. .

Protection des clients

Une option simple consiste à laisser la couche client prendre en charge sa propre protection et à ne pas laisser la couche optique effectuer une protection. Cela peut être le cas pour les couches client SDH. Bien que cela soit simple du point de vue de la couche optique, des avantages de coûts importants et des économies de bande passante peuvent être obtenus en effectuant une protection de couche optique. Bien que la méthode de protection du client puisse prendre en charge les réseaux client point à point, en anneau ou maillé, il est important de noter que du point de vue du réseau optique, tout cela se traduit par une prise en charge du maillage optique, car même un client point à point la liaison peut couvrir tout un réseau de maillage optique.

Dans la protection de la couche client, les chemins client de travail et de protection sont acheminés de manière totalement diversifiée à travers la couche optique afin qu'il n'y ait pas de points de défaillance uniques. En outre, les chemins du client de travail et de protection ne doivent pas être mappés sur des longueurs d'onde différentes sur la même liaison WDM. Si la liaison WDM échoue, les deux chemins seraient perdus.

Schémas de couche de chemin

Protection de chemin 1 + 1

Ce schéma nécessite deux longueurs d'onde sur le réseau, ainsi que deux ensembles de transpondeurs à chaque extrémité. Lorsqu'elle est appliquée à un anneau, cette protection est également appelée anneau commuté à trajet unidirectionnel optique (OUPSR) ou anneau de protection dédié OCh (anneau OCh / DP).

Implementation Notes- Le pontage est généralement effectué via un coupleur optique, tandis que la sélection est effectuée via un commutateur optique 1 x 2. L'extrémité de réception peut décider de basculer vers le chemin de sauvegarde sans coordination avec la source.

Anneau commuté bidirectionnel

Ce schéma est vaguement basé sur l'anneau de commutation de ligne bidirectionnelle à 4 fibres SDH (BLSR) et repose sur une bande passante de protection partagée autour de l'anneau. Lorsqu'un chemin d'éclairage de travail échoue, les nœuds se coordonnent et essaient d'envoyer le trafic à travers la bande passante de protection désignée dans la même direction autour de l'anneau (pour surmonter les défauts du transpondeur). Ceci est un interrupteur de portée. En cas d'échec, les nœuds bouclent le trafic autour du chemin alternatif autour de l'anneau jusqu'à l'autre extrémité de l'échec. Cette action est un commutateur en anneau.

Le schéma permet aux chemins lumineux qui ne se chevauchent pas de partager la même bande passante de protection tant qu'ils n'échouent pas ensemble. Ce schéma est également appelé anneau de protection partagé OCh (OCh / SPRing).

Implementation Notes- Ce schéma peut être implémenté dans un OXC ou, à travers des commutateurs beaucoup plus petits dans OADM. Des commutateurs sont nécessaires pour chaque canal de protection. Il est similaire à la norme SDH BLSR.

Protection de chemin de maillage

Ce schéma permet une protection globale du maillage avec une commutation très rapide (en moins de 100 ms) pour chaque chemin lumineux défaillant séparément vers un chemin de secours, partagé par plusieurs chemins lumineux empruntant potentiellement un itinéraire différent par chemin lumineux. En cas d'échec, il est signalé à tous les nœuds concernés qui définissent les chemins de sauvegarde.

Implementation Notes- Ces schémas sont mis en œuvre dans les OXC. En raison de contraintes de temps, les chemins de sauvegarde prédéfinis sont stockés dans les nœuds du réseau et sont activés en fonction des types de défaillance.

Restauration du chemin de maillage

Contrairement à la protection des chemins de maillage, ce schéma n'a pas de contraintes de temps strictes. Cet appareil calcule des itinéraires alternatifs en utilisant sa topologie et diffuse une nouvelle information de configuration aux nœuds, qui définissent ces itinéraires. Les nœuds n'ont pas besoin de conserver les informations n / w.

Implementation Notes - La nature centralisée de ce schéma garantit des routes de protection plus optimisées et réduit la complexité de mise en œuvre et de maintenance.

1: N Protection de l'équipement

L'un des modules les plus complexes (et donc sujets aux pannes) d'un terminal WDM typique est un transpondeur. La protection 1: N désigne un transpondeur de rechange à prendre en charge en cas de panne du transpondeur normal.

Implementation Notes- Ce schéma est plus généralement basé sur une longueur d'onde protégée désignée. En cas de panne, les deux extrémités doivent basculer en utilisant des protocoles de signalisation rapide, contrairement à APS dans SDH.

Schémas de couche de ligne

Protection linéaire 1 + 1

Ce schéma est basé sur le pontage de l'ensemble du signal WDM en masse sur une paire d'installations à acheminement divers. L'extrémité réceptrice de ces équipements choisit alors lequel des deux signaux recevoir.

Protection linéaire 1: 1

Ce schéma nécessite une configuration similaire à la précédente (c'est-à-dire 1 + 1 linéaire), cependant, le signal est commuté sur le chemin de travail ou de protection, mais pas sur les deux. Bien que cela augmente la charge de coordination, cela permet d'exécuter un trafic de faible priorité sur le chemin de secours (jusqu'à ce qu'il soit nécessaire pour protéger le chemin de travail). Cela entraîne également une perte de puissance optique inférieure en raison du fait que toute l'énergie du signal est dirigée vers un chemin au lieu de deux.

Implementation Notes- La commutation est généralement effectuée à l'aide d'un commutateur optique 1 × 2. La coordination est réalisée grâce à un protocole de signalisation rapide.

Anneau de commutation de ligne unidirectionnel optique (OULSR)

Le schéma est similaire au schéma OUPSR, sauf que le pontage et la sélection du signal sont effectués pour le signal WDM agrégé. Cela permet une conception plus optimisée, un coût moindre et des implémentations très différentes.

Implementation Notes- Une mise en œuvre de ce schéma est basée sur des coupleurs passifs qui font passer l'anneau optique dans un support de diffusion. Au lieu d'utiliser des OADM, ce schéma est basé sur des OLT simples, chacun étant couplé dans des anneaux à la fois dans le sens horaire et anti-horaire, de sorte que chacune des longueurs d'onde est transmise et reçue sur les deux fibres. Dans des conditions normales, la liaison est déconnectée artificiellement, résultant en un bus linéaire, lorsque la liaison à coupure de fibre est reconnectée.

Anneau à commutation de ligne bidirectionnelle

Ce schéma est similaire au schéma OBPSR dans les deux aspects de protocole et les actions de protection utilisées (commutation de portée et d'anneau). Comme tous les schémas de couche ligne, le signal WDM agrégé est commuté en masse vers une fibre de protection dédiée (nécessitant quatre fibres), ou vers une bande WDM différente dans une seule fibre (autorisant seulement deux fibres, mais nécessitant un schéma de multiplexage optique à deux étages ). Ce schéma est également appelé anneau de protection partagée OMS (OMS / SPRing).

Implementation Notes- Comme la route de secours fait une boucle optique autour de l'anneau entier, des amplificateurs de ligne optique peuvent être nécessaires le long du chemin de secours pour compenser les pertes. La circonférence de l'anneau est également limitée par d'autres dégradations optiques. Par conséquent, cette option convient le mieux aux applications métropolitaines.

Protection / restauration de la ligne de maille

Ce schéma est basé sur des interconnexions entièrement optiques qui détournent le signal WDM d'une installation défaillante vers une autre route et de nouveau vers l'autre extrémité de l'installation défaillante.

Implementation Notes - Comme l'OBLSR, ce schéma est limité par des dégradations optiques qui peuvent se développer le long de routes alternatives et nécessite une conception optique soignée.

Prise en compte du choix du régime de protection

Les critères qui pourraient être utilisés par un opérateur pour sélectionner les schémas de protection à utiliser dans le réseau. Un tableau de décision simplifié à cet effet est illustré dans la figure suivante en supposant que l'équipement et la protection de ligne sont nécessaires.

Le coût de la protection

Un autre critère du point de vue du transporteur est le coût du système dans au moins deux aspects -

• Coût de l'équipement
• Efficacité de la bande passante

Ces deux facteurs dépendent de la combinaison de services du trafic, c'est-à-dire de la fraction du trafic à protéger par la couche optique.

La figure suivante montre le coût d'équipement des schémas de couche de conduit et des schémas de couche de ligne équivalents en fonction de la composition du trafic. Si tout le trafic doit être protégé, les schémas de couche de chemin nécessitent environ deux fois l'équipement des schémas de couche ligne car il y a moins de partage d'équipements communs.

Cependant, le coût de la protection de la couche de chemin est proportionnel au nombre de canaux à protéger, car chaque canal nécessite un multiplexeur / démultiplexeur associé et un équipement de terminaison. Ainsi, le coût de la protection de la couche de chemin diminue si moins de canaux doivent être protégés. Dans le cas où aucun canal n'a besoin d'être protégé, les schémas de couche de conduit coûteront à peu près le même prix que les schémas de couche ligne, en supposant qu'aucun équipement commun supplémentaire n'est déployé.

L'histoire est différente du point de vue de l'efficacité de la bande passante, comme le montre la figure suivante. Dans un système protégé en ligne, la bande passante de protection est consommée pour les chemins lumineux qui nécessitent une protection ainsi que pour ceux qui ne nécessitent pas de protection. Dans les systèmes de protection de chemin, les chemins lumineux qui ne nécessitent pas de protection peuvent utiliser la bande passante, permettant à d'autres chemins lumineux non protégés d'utiliser la bande passante qui aurait autrement été gaspillée en protection indésirable.

Il s'ensuit que si une grande partie des trajets lumineux pouvait être laissée sans protection, la protection de couche de chemin récupère le coût en prenant en charge plus de trafic de travail sur le même réseau que la protection de couche de ligne.

Les anciens réseaux optiques déploient les technologies SDH / SONET pour le transport des données sur le réseau optique. Ces réseaux sont relativement faciles à planifier et à concevoir. De nouveaux éléments de réseau peuvent être facilement ajoutés au réseau. Les réseaux statiques WDM peuvent nécessiter moins d'investissements en équipement, en particulier dans les réseaux métropolitains. Cependant, la planification et la maintenance de ces réseaux peuvent être un cauchemar car les règles d'ingénierie et l'évolutivité sont souvent assez complexes.

La bande passante et les longueurs d'onde doivent être pré-allouées. Comme les longueurs d'onde sont regroupées en groupes et que tous les groupes ne se terminent pas à chaque nœud, l'accès à des longueurs d'onde spécifiques peut être impossible sur certains sites. Les extensions de réseau peuvent nécessiter de nouveaux amplificateurs et régénération optique-électrique-optique ou au moins des ajustements de puissance dans les sites existants. L'exploitation d'un réseau WDM statique demande beaucoup de main-d'œuvre.

La planification du réseau et de la bande passante devrait être aussi simple que dans les réseaux SDH / SONET dans le passé. Dans la bande passante de l'anneau donnée, par exemple STM-16 ou OC-48, chaque nœud pourrait fournir autant de bande passante que nécessaire.

L'accès à l'ensemble de la bande passante était possible dans chaque ADM. L'extension de réseau, par exemple, l'introduction d'un nouveau nœud dans un anneau existant, était relativement facile et ne nécessitait aucune visite sur place des nœuds existants. Le schéma de réseau sur la gauche illustre ceci: Les systèmes d'interconnexion numérique sont reliés à plusieurs anneaux optiques SDH / SONET.

Les réseaux optiques reconfigurables agissent différemment: la bande passante peut être planifiée à la demande et la portée est optimisée car la puissance optique est désormais gérée par canal WDM. L'évolutivité augmente considérablement.

L'élément clé pour permettre un tel réseau optique reconfigurable est Reconfigurable Optical Add-drop Multiplexer (ROADM). Il permet de rediriger les longueurs d'onde optiques vers les interfaces client en un seul clic dans le logiciel. Les autres trafics restent inchangés. Tout cela est réalisé sans avoir besoin de rouler sur les sites respectifs pour installer des filtres ou d'autres équipements.

Réseau WDM reconfigurable avec ROADM

Les règles d'ingénierie WDM statiques et l'évolutivité peuvent être assez complexes (OADM dans chaque nœud).

• Pré-allocation de bande passante et de longueur d'onde
• Allocation de marge pour la structure de filtre fixe
• Gestion de l'alimentation insuffisante
• L'extension de réseau nécessite une régénération optique-électrique-optique (OEO)

Les réseaux SDH / SONET sont faciles à planifier.

• Accès à toute la bande passante sur chaque ADM
• Règles d'ingénierie simples (saut unique uniquement)
• Ajout facile de nouveaux éléments de réseau

Une couche optique reconfigurable permet ce qui suit.

• Planification de la bande passante à la demande
• Portée transparente étendue grâce à la gestion de l'alimentation par canal WDM
• Évolutivité sans succès

Les couches photoniques statiques sont constituées d'anneaux optiques séparés. Considérez un certain nombre de systèmes DWDM situés sur chacun de ces anneaux. Souvent, les informations ou les données restent simplement sur le même anneau, il n'y a donc pas de problème. Cependant, que se passe-t-il dans les cas où les données doivent être transmises à un autre anneau optique?

Dans les systèmes statiques, un grand nombre de transpondeurs est nécessaire partout où une transition entre les anneaux est nécessaire. En effet, chaque longueur d'onde qui passe d'un anneau à l'autre a besoin de deux transpondeurs: un de chaque côté du réseau. Cette approche entraîne des coûts élevés et beaucoup de planification initiale, compte tenu de l'allocation de la bande passante et des canaux.

Imaginons maintenant une couche photonique reconfigurable dynamique. Ici, il n'y a qu'un seul système DWDM formant l'interface entre deux anneaux optiques. Par conséquent, la régénération basée sur le transpondeur disparaît et le nombre de systèmes DWDM diminue. L'ensemble de la conception du réseau est simplifié et les longueurs d'onde peuvent désormais se déplacer d'un anneau à l'autre sans autre obstruction.

Toute longueur d'onde peut se propager vers n'importe quel anneau et vers n'importe quel port. La clé d'une telle conception de réseau totalement flexible et évolutive, avec un passage optique du cœur à la zone d'accès, est le ROADM et le plan de contrôle GMPLS.

Simplifications grâce aux ROADM

Les ROADM simplifient le réseau et les processus du fournisseur de services ou du transporteur. Cette interaction résume certaines de ces simplifications. Après tout, nous devons garder à l'esprit que tous ces avantages se traduisent par une réduction du temps et des coûts. Mais ce qui est plus important, c'est qu'ils conduisent également à une satisfaction client accrue et, par ricochet, à une fidélisation client.

La planification du réseau est considérablement simplifiée grâce aux ROADM. Considérez simplement le nombre considérablement réduit de transpondeurs, qui doivent être stockés dans l'entrepôt.

L'installation et la mise en service - par exemple, lors de la configuration d'une nouvelle longueur d'onde sur le réseau - nécessitent beaucoup moins d'efforts et sont beaucoup moins complexes. Les techniciens de service doivent uniquement visiter les sites finaux respectifs pour installer les transpondeurs et ROADM. Les multiplexeurs optiques fixes supplémentaires (FOADM) nécessitaient une visite sur chaque site intermédiaire afin que les travaux d'installation et les correctifs puissent être effectués.

Les opérations et la maintenance sont grandement simplifiées lorsqu'un réseau optique dynamique est déployé. Le diagnostic optique peut être réalisé en quelques minutes plutôt qu'en quelques heures, comme c'était le cas auparavant. Les déficiences peuvent être détectées et effacées de manière dynamique au lieu de déclencher des roulages de camions vers des sites externes.

Avec le déploiement de lasers accordables et de ROADM incolores, la maintenance de l'usine de fibre est plus facile. Grâce à ces fonctionnalités, la fourniture de services est désormais plus facile que jamais. Comme pour les travaux d'installation et de mise en service, il est également beaucoup plus facile d'effectuer la maintenance du réseau et d'éventuelles mises à niveau.

Architecture ROADM

De nombreux avantages apportés par les ROADM à la conception et à l'exploitation du réseau ont été traités dans les sections précédentes. En voici quelques autres -

• Surveillance et nivellement de la puissance par canal pour égaliser tout le signal DWDM
• Contrôle total du trafic depuis le centre d'exploitation du réseau distant

Une question, cependant, est restée jusqu'à présent sans réponse: comment fonctionne un ROADM? Jetons un coup d'œil à quelques principes fondamentaux.

Un ROADM se compose généralement de deux éléments fonctionnels majeurs: un séparateur de longueur d'onde et un commutateur sélectif de longueur d'onde (WSS). Regardez le schéma fonctionnel ci-dessus: Une paire de fibres optiques à l'interface réseau n ° 1 est connectée au module ROADM.

La fibre transportant les données entrantes (du réseau) est acheminée vers le diviseur de longueur d'onde. Désormais, toutes les longueurs d'onde sont disponibles sur tous les ports de sortie du séparateur, dans ce cas 8. Le trafic local d'ajout / de retrait (longueurs d'onde) peut être multiplexé / démultiplexé avec un filtre de guide d'ondes en réseau (AWG). L'utilisation d'un AWG implique une allocation et une direction de longueur d'onde fixes.

Le commutateur sélectif de longueur d'onde (WSS) joint sélectivement les différentes longueurs d'onde et les alimente à la sortie de l'interface réseau # 1. Les ports séparateurs restants sont connectés à d'autres directions de réseau, par exemple trois autres directions à un nœud de jonction à 4 degrés.

Note- Un des modules illustrés (boîte complètement grise) est nécessaire par direction de réseau à ce nœud. Ou pour être plus précis: dans un nœud de jonction desservant quatre directions (4 degrés), quatre de ces modules sont nécessaires.

Le ROADM Heart - le module WSS

Commençons par le signal WDM venant de la gauche. Il traverse la fibre optique par le haut et est dirigé vers un réseau de diffraction en masse. Ce réseau de diffraction en masse agit comme une sorte de prisme. Il sépare les différentes longueurs d'onde dans différentes directions, bien que la variation d'angle soit assez faible. Les longueurs d'onde séparées frappent un miroir sphérique, qui réfléchit les rayons sur un ensemble de systèmes micro-électromécaniques (MEMS). Chaque micro-interrupteur est frappé par une longueur d'onde différente, qui est ensuite renvoyée vers le miroir sphérique.

De là, les rayons sont renvoyés vers le réseau de diffraction de masse et envoyés vers la fibre optique. Mais c'est maintenant une fibre différente de celle avec laquelle nous avons commencé. Le signal de sortie à une seule longueur d'onde indique que cela s'est produit. Ce signal peut ensuite être combiné avec d'autres signaux de longueur d'onde unique pour remplir une autre fibre de transmission.

Il existe différentes versions disponibles - les mots-clés ici sont incolore, sans direction, etc.

ROADM - Degrés, incolores, sans direction et plus

Terme	Explication
Degree	Le terme Degré décrit le nombre d'interfaces de ligne DWDM prises en charge. Un nœud ROADM à 2 degrés prend en charge deux interfaces de ligne DWDM. Il permet également d'ajouter / supprimer deux branches de toutes les interfaces de ligne.
Multi Degree	Les ROADM à plusieurs degrés prennent en charge plus de deux interfaces de ligne DWDM. Le nombre de branches d'ajout / suppression possibles est déterminé par le nombre de ports WSS.
Colorless	Un ROADM incolore permet l'attribution flexible de n'importe quelle longueur d'onde ou couleur à n'importe quel port. Les modules de filtrage doivent être connectés pour mettre en œuvre cette fonction.
Directionless	Un ROADM sans direction ne nécessite pas de reconnexion physique des fibres de transmission. Les restrictions sur les directions sont éliminées. Les ROADM sans direction sont déployés à des fins de restauration ou de réacheminement temporaire des services (par exemple en raison de la maintenance du réseau ou des besoins en bande passante à la demande).
Contentionless	Les ROADM sans contention éliminent le problème potentiel de la collision de deux longueurs d'onde identiques dans le ROADM.
Gridless	Les ROADM sans réseau prennent en charge diverses grilles de canaux ITU-T avec le même signal DWDM. La granularité du réseau peut être adaptée aux futures exigences de vitesse de transmission.

Pour comprendre cette approche ROADM nivelée, voici quelques termes clés souvent utilisés en relation avec les ROADM.

Incolore

Les ROADM simples comprennent un WSS pour chaque direction, également appelé «un degré». Les longueurs d'onde sont toujours attribuées et des émetteurs-récepteurs fixes ajoutés / supprimés sont utilisés. Les ROADM incolores suppriment cette limitation: avec de tels ROADM, n'importe quelle longueur d'onde ou couleur peut être attribuée à n'importe quel port. Aucun roulis de camion n'est requis car la configuration complète est contrôlée par logiciel. Des modules de filtre doivent être mis en œuvre pour réaliser la fonction incolore.

Sans direction

Cela apparaît souvent en conjonction avec le terme «incolore». Une conception sans direction supprime une autre limitation ROADM. Le besoin de reconnecter physiquement les fibres de transmission est éliminé en utilisant des ROADM sans direction car il n'y a aucune restriction en ce qui concerne la direction, par exemple, vers le sud ou vers le nord.

Sans contention

Bien qu'incolores et sans direction, les ROADM offrent déjà une grande flexibilité, deux longueurs d'onde utilisant la même fréquence pourraient encore entrer en collision dans un ROADM. Les ROADM sans contention fournissent une structure interne dédiée pour éviter un tel blocage.

Sans grille

Les ROADM sans réseau prennent en charge une grille de canaux de longueur d'onde très dense et peuvent être adaptés aux futures exigences de vitesse de transmission. Cette fonctionnalité est requise pour des débits de signal supérieurs à 100 Gbit / s et différents formats de modulations au sein d'un même réseau.

Quand sans direction

Les ROADM sans direction sont la conception ROADM la plus répandue car ils permettent l'ajout / la suppression d'une longueur d'onde à partir de la grille ITU prise en charge sur n'importe quelle interface de ligne. Dans le cas d'une variante sans direction uniquement, les ports d'ajout / de suppression sont spécifiques à une longueur d'onde définie. En utilisant l'option incolore, les ports peuvent également être non spécifiques à la longueur d'onde.

La technologie sans direction est principalement déployée pour le réacheminement de la longueur d'onde vers d'autres ports selon les besoins à des fins de restauration. D'autres applications sont également possibles, par exemple, dans des situations de bande passante à la demande. Les ROADM qui ne prennent pas en charge la fonction sans direction sont soumises à certaines limitations en matière de flexibilité.

Quand incolore

Les ROADM incolores permettent le changement de longueurs d'onde d'un canal optique spécifique sans aucun recâblage physique. Un ROADM incolore peut être reconfiguré pour ajouter / supprimer n'importe quelle longueur d'onde de la grille ITU prise en charge sur n'importe quel port d'ajout / suppression. La longueur d'onde ajoutée / supprimée peut changer (interface DWDM réglable). Cela permet -

• Flexibilité améliorée pour l'approvisionnement en longueur d'onde et la restauration de la longueur d'onde

• Commutation de restauration, commutation directionnelle et changement de couleur

• Le principal avantage des ports d'ajout / de retrait incolores en combinaison avec des interfaces de ligne DWDM réglables est la flexibilité améliorée pour la fourniture de longueur d'onde et la restauration de longueur d'onde. Syntonisation automatique à la prochaine longueur d'onde libre sur un chemin optique demandé.

L'un des derniers bits de l'automatisation complète du réseau optique est le déploiement de ROADM incolores. L'utilisation de tels ROADM permet l'ajout / la suppression de n'importe quelle longueur d'onde de la grille ITU prise en charge sur n'importe quel port d'ajout / de suppression. La longueur d'onde sur le port peut changer car des émetteurs-récepteurs accordables sont utilisés comme frontaux optiques.

L'approvisionnement et la restauration de la longueur d'onde sont encore plus faciles qu'auparavant. Lorsqu'une longueur d'onde est occupée, le système peut automatiquement régler l'émetteur-récepteur sur la prochaine longueur d'onde libre disponible. Les ROADM offrent la possibilité d'utiliser des fonctions d'ajout / de suppression fixes et incolores au sein du même nœud ROADM.

Quand sans contention

Les ROADM sans contention peuvent ajouter / supprimer n'importe quelle longueur d'onde à n'importe quel port d'ajout / de retrait sans aucune grille de contention sur n'importe quel port d'ajout / de retrait. Une couleur de longueur d'onde dédiée peut être ajoutée / supprimée plusieurs fois (à partir de différentes interfaces de ligne DWDM) sur la même branche d'ajout / suppression. Si seulement 8 ports d'ajout / extraction sont équipés, il doit être possible de déposer la même longueur d'onde à partir de 8 directions de ligne différentes sur les 8 ports d'ajout / d'abandon. Tant que des ports d'ajout / suppression gratuits sont disponibles, le nœud ROADM doit pouvoir ajouter / supprimer n'importe quelle longueur d'onde depuis / vers n'importe quelle interface de ligne.

La combinaison des fonctionnalités incolore, sans direction et sans contention (CDC) offre le niveau ultime de flexibilité.

Lorsque Gridless

Les nœuds ROADM sans réseau prennent en charge différentes grilles de canaux ITU-T dans le même signal DWDM. La bande passante du réseau peut être provisionnée par canal.

La fonction sans réseau est requise pour les réseaux fonctionnant à des débits de données supérieurs à 100 Gbit / s ou pour les réseaux fonctionnant avec différents schémas de modulation. Il est destiné aux réseaux de nouvelle génération avec des interfaces de ligne cohérentes. Différents débits de données exigent des exigences de longueur d'onde différentes en fonction du schéma de modulation et du débit de données.

Les vitesses de transmission augmentent et les schémas de modulation deviennent de plus en plus complexes. Plusieurs technologies de modulation peuvent désormais être mixées sur une seule fibre optique. Tout cela renvoie à la technologie ROADM et génère les exigences pour les ROADM sans réseau. Ces ROADM fonctionnent sur une grille de fréquences dense et permettent un approvisionnement par canal de la bande passante. Les canaux de données exigent désormais différentes longueurs d'onde en fonction de leur schéma de modulation et de leur débit de données.

Les applications typiques sont les réseaux fonctionnant avec des débits de données supérieurs à 100 Gbit / s ou exécutant différents schémas de modulation en parallèle. Cette dernière situation peut, par exemple, exister facilement lors du déploiement de technologies de transmission cohérentes.