Przyszłość sieci optycznych

Dotychczasowe zastosowania światłowodów w telekomunikacji były związane ze stopniową rozbudową linii światłowodowych dalekiego zasięgu w długodystansowych połączeniach typu ''punkt–punkt'', obejmujących głównie połączenia międzymiastowe i międzycentralowe – eliminując w ten sposób wąskopasmowe kable miedziane. Lokalna dystrybucja sygnałów pozostawała nadal na kablach miedzianych, tworząc hybrydową sieć cyfrową o mieszanej technologii transmisji: światłowód, kabel współosiowy i skrętka telefoniczna.

Dotychczasowe zastosowania światłowodów w telekomunikacji były związane ze stopniową rozbudową linii światłowodowych dalekiego zasięgu w długodystansowych połączeniach typu ''punkt–punkt'', obejmujących głównie połączenia międzymiastowe i międzycentralowe – eliminując w ten sposób wąskopasmowe kable miedziane. Lokalna dystrybucja sygnałów pozostawała nadal na kablach miedzianych, tworząc hybrydową sieć cyfrową o mieszanej technologii transmisji: światłowód, kabel współosiowy i skrętka telefoniczna. Dalszy rozwój usług telekomunikacyjnych dla tego rodzaju sieci jest jednak ograniczony szerokością pasma transmisji kabli miedzianych oraz stosunkowo wysoką ich tłumiennością, wymagającą stosowania licznych dwukierunkowych urządzeń wzmacniających i dystrybucyjnych, korygujących nieliniową charakterystykę toru przenoszenia. I chociaż są one nadal często eksploatowane, przyszłość sieci dostępowych należy upatrywać w jednorodnych sieciach optycznych.

Szerokopasmowe linie światłowodowe skłaniają do wykorzystania transmisji optycznej również w sieciach lokalnych, co pociąga za sobą konieczność rozwiązania problemu przełączania (komutacji) i wzmocnienia dystrybucyjnego sygnałów optycznych na całej trasie przekazu cyfrowego do abonenta. Od stopniowej instalacji elementów optycznych, takich jak: falowych przełączników optycznych WDM, końcowych stacji węzłowych OLT (Optical Line Terminal) oraz lokalnych sieci dystrybucyjnych ONU (Optical Network Unit) – stanowiących obecnie elementy abonenckich sieci optycznych FITL – nie ma praktycznie odwrotu w dłuższej perspektywie czasowej.

Przyszłość sieci optycznych

Możliwości transmisyjne włókien światłowodowych

Technologia zwielokrotnienia falowego wymaga jednak bardzo stabilnych częstotliwościowo źródeł światła laserowego oraz wielu typów urządzeń komutacji optycznej, umożliwiających: multipleksację, rozgałęzianie, sprzęganie i wydzielanie kanałów optycznych o różnych długościach fal. Widoczny w ostatnich latach wzrost pojemności transmisyjnej BL kontrastuje z brakiem postępu w rozwiązaniach komutacji fotonicznej, która w dalszym ciągu pozostaje domeną elektroniki. Nawet najlepsze przełączniki elektroniczne nie są (i nie będą w przyszłości) przystosowane do efektywnego wykorzystania szybkości oferowanych w przekazach światłowodowych, stanowiąc już teraz "wąskie gardło" w propagowaniu przezroczystych sieci optycznych.

Realizacja komutacji czysto optycznej jest bardziej kłopotliwa z powodu samej natury fotonów, które znacznie trudniej poddają się sterowaniu w porównaniu z elektronami. Przełączniki fotoniczne w dalszym ciągu nie dorównują przełącznikom elektronicznym ani w szybkości działania, ani w prostocie wykonania – zapewniającej łatwą integrację z istniejącymi obwodami logicznymi. Osiągane w ostatnim czasie w komutatorach optycznych liczby linii komutacyjnych, od 4×4 do 16×16 przy przepływności 1 Gb/s, nadal nie są jeszcze interesującą alternatywą dla przełączników elektronicznych. Nie są nią również przełączniki przezroczyste klasy MEMS, których wysoka cena nie zachęca do powszechnego stosowania na najniższym poziomie hierarchii sieciowej.

Spośród wielu technologii komutatorów fotonicznych największe nadzieje na ich realizację są związane z jednoosiowym kryształem niobianu litu LiNbO<sub>3</sub>, w którym stwierdzono wiele cennych właściwości: ferroelektryczne, elektrooptyczne, elastooptyczne, piezoelektryczne, piroelektryczne, fotorefrakcyjne oraz nieliniowość optyczną. Coraz bardziej widoczna ewolucja istniejących sieci światłowodowych w kierunku sieci przezroczystych, zmierzająca do całkowitego wyeliminowania elementów elektronicznych w przekazach optycznych, przebiega w dwóch etapach:

  • dalszego udoskonalania komutatorów optycznych ze sterowaniem elektronicznym lub elektrostatycznym (MEMS);

  • stosowania całkowicie optycznych przełączników, sterowanych zewnętrznym sygnałem optycznym lub automatycznie sygnałem wewnętrznym, przez zmianę natężenia, zakodowaną w transmitowanej wiązce świetlnej.
W obydwu przypadkach gigabitowa lub terabitowa sieć transmisyjna winna zapewniać samoczynnie rekonfigurację sieci, wykorzystując redundancję łączy optycznych w systemach ze zwielokrotnieniem długości fali WDM, na najwyższych poziomach hierarchii sieciowej SDH.

Doprowadzenie pierwszych, całkowicie optycznych sieci o pełnej przezroczystości bezpośrednio do terminala użytkownika (abonenta sieci) będzie jeszcze wymagać dopracowania technologicznego w trzech podstawowych elementach: taniego światłowodu, prostego wzmacniacza optycznego i komutatora fotonicznego. Wszystko wskazuje na to, że prace te wkrótce zakończą się pozytywnym wynikiem.

W celu komercyjnej reprodukcji treści Computerworld należy zakupić licencję. Skontaktuj się z naszym partnerem, YGS Group, pod adresem [email protected]

TOP 200