بخشی از مقاله
چکیده
ضرورت فراهم کردن ظرفیت بالا در خطوط انتقال به منظور تامین نیازهای مخابراتی در آینده همراه با ویژگیهای مطلوب تکنولوژی مالتی پلکس تقسیم طول موج سبب شده است که این سیستمها به عنوان انتخابی مناسب برای زیر ساخت شبکههای مخابراتی مطرح شده و به طور وسیعی در ارتباطات راه دور و شهری بکار گرفته شوند.
در این تحقیق طراحی و شبیهسازی لینک نوری DWDM، 16 کاناله که در آن نرخ بیت هر کانال 40Gbps و هر کانال با برد 100 کیلومتر میباشد ارائه گردیده است. شبیهسازی با در نظر گرفتن پاشندگی مد پلاریزاسیون انجام میشود. بهینهسازی لینک برای داشتن بهترین BER و ضریب Q ارائه میشود. در نهایت با طراحی ساختار مش و با تغییر پاشندگی در ساختار مش، خروجی مورد نظر بهبود مییابد. نتایج شبیهسازی با استفاده از نرمافزار شبیهساز سیستمهای نوری OptiSystem ارائه میشود.
-1 مقدمه
DWDM تکنیکی است که قابلیت حمل اطلاعات شبکههای اپتیکال را با انتقال کانالهای چندگانه در طول موجهای روی یک لایه فیبری واحد افزایش میدهد. شبکههای اپتیکال بر پایهی DWDM یکپارچهسازی سرویسهای چند رسانه-ای گوناگون را به عهده دارند. کانالهای اضافی و میزان بیشتر دادهها منجر به افزایش چند برابر پهنای باند شبکه میشوند. هر چند نسخههای مختلفی با افزایش میزان دادهها در هر کانال و تعداد کانال به وجود میآیند. تأثیرات غیر خطی در فیبر، نویز آمپلی فایر اپتیکال اربیوم- دوپ شده، پراکندگی رنگی و تنگناهای پردازشی محدودیتهای عمده هستند
روش DWDM در اوایل دهه 1990 مطرح شد تا از فیبر برای انتقال اطلاعات در فواصل دور و شبکههای گسترده بهره گرفته شود. در روش DWDM فاصله بین کانالها که برای ارسال اطلاعات استفاده میشود، 0/4 نانومتر است و هر کانال پهنای باندی تا 10گیگابیت در ثانیه را برای کاربران فراهم میآورد. این روش در باند C و L به کار میرود و بین 32 تا 160 کانال ایجاد میشود که با این تعداد کانال، به پهنای باند 100-1600 گیگابیت در ثانیه میتوان دست یافت اما لازم به ذکر است که این روش فقط برای ارسال اطلاعات برای فواصل دور مناسب است، زیرا تجهیزات جانبی این روش مانند نوع فیبر، لیزر، تکرارکنندهها و ... از خصوصیاتی برخوردار هستند که میزان هزینه را به شدت افزایش میدهند، به طوری که قیمت تمام شده برای هر کانال، فقط برای ارسال اطلاعات به فواصل دور و شبکههای WAN به صرفه خواهد بود. اگر بخواهیم این روش را در مناطق شهری و شبکههای متروپولیتن1 و LAN به کار ببریم، هزینه تمام شده برای هر کاربر بسیار زیاد خواهد بود و به تبع آن تقاضای استفاده از آن نیز کاهش مییابد. این مشکلی بود که در اواخر دهه 1990 و سال 2000 بسیاری از شرکتهای ارایه دهنده خدمات با آن روبرو بودند
-2 شبکه مش یا توری
اختلال در شبکههای ارتباطی باعث مشکلات خدماتی عمدهای میشود که به طور یکسان بر صاحبان کسب و کار دولتها و مصرفکنندگان تأثیر میگذارد. پایداری زیر ساخت با کیفیت خدماتی مداوم نیاز اصلی طراحی و توسعهی شبکهی نوری است. ساخت شبکههای پایدار در کاهش اختلال امری حیات است. در حال حاضر شبکههای نوری مش توپولوژی انتخابی هستند همان طور که در مقایسه با شبکههای حلقهای از منابع کمی استفاده میکنند در حالی که هنوز رشد تقاضا را برآورده میسازند. انواع متدهای حفاظت و بازسازی در شبکههای انتقالی نوری موجود هستند و شامل تعویض حفاظتی اتوماتیک، طول اختصاصی و حفاظت مسیر میباشند. این طرحها در پیچیدگی، ظرفیت استفاده اضافی و سرعت بازسازی متفاوت هستند که هر طرح مزایا و معایب متفاوتی را ارائه میدهد. راهاندازی این طرحها در توپولوژی منطقی یک شبکه وابسته به ساختار شبکهای و ظرفیت موجود توپولوژی فیزیکی است
شبکه توری به شبکهای اطلاق میشود که هر گره شبکه، خود بصورت یک مسیریاب مستقل عمل مینماید، بدون توجه به اینکه به شبکهای دیگر متصل است یا خیر. اگر بخشی از شبکه بطور مستقیم از یک گره قابل دسترس نباشد، این شبکه از تمام مسیرهای دیگر تلاش مینماید تا به گره مورد نظر مسیری را بیابد . شبکهای که تمام گرههیا آن مستقیماً به یکدیگر متصلباشند،می اصطلاحاً شبکه کاملاً متصل نامیده میشود. توپولوژی مش در شکل1 نشان داده شده است.
شکل-1 توپولوژی مش
شبکههای توری قادر به بازسازی هستند. در شبکههای توری اگر یکی از گرهها شکسته شود و یا مسیرهای ارتباطی دچار اختلال شوند، بدلیل وجود مسیریابها و مسیرهای دیگر امکان ارتباط با سایر بخشهای سالم شبکه وجود خواهد داشت. این نوع شبکهها خیلی قابل اعتماد هستند زیرا اغلب بیش از یک مسیر از یک گره تا گره دیگر وجود دارد. این نوع توپولوژی اغلب در سناریوهای شبکه بیسیم مورد استفاده قرار میگیرد، هرچند از آن میتوان در شبکههای سیمی نیز استفاده نمود.
-3 مدولاسیون شدت
نسل اول سیستمهای انتقال نوری دیجیتال بر اساس مدولاسیون دامنه و یا اصطلاحا مدولاسیون شدت است که با روشن و خاموش کردن دیود لیزر، دیتای "1" و "0" دیجیتالی را به پالسهای روشن خاموش تبدیل میکند. سادگی در ارسال، دریافت و تشخیص این نوع مدولاسیون باعث شد که به طور گسترده در ارتباطات نوری بکار رود. در این روش شدت موج حامل بر اساس سیگنال پیام - سیگنال مدوله کننده - تغییر میکند به عنوان مثال در فرمت ASK که در حال حاضر متداول ترین روش میباشد قطع و وصل شعاع نوری نمایشگر بیتهای صفر و یک میباشد یعنی از سطح ماکزیمم شدت نور به عنوان بیت یک و از سطح مینیمم به عنوان بیت صفر استفاده میشود. در روش ASK کدینگ اطلاعات به چند فرمت انجام میپذیرد:
-1-3 فرمت NRZ
در این روش که متداولترین فرمت کدینگ در مدولاسیون نوری است برای بیتهای یک متوالی هیچ بازگشتی به سطح حداقل شدت یا بیت صفر نداریم و برای همین Non Return to Zero نامیده میشود
-2-3 فرمت RZ
در این روش در مورد بیتهای یکسان متوالی، برگشتی به سطح متناظر در نظر گرفته میشود
