Optyczne sieci szkieletowe

Realizacja w pełni optycznej transmisji wymaga stosowania w rdzeniu sieci transportowej przezroczystych przełączników optycznych OXC (Optical Cross Connect) - bez potrzeby zamiany sygnału optycznego na elektryczny. Zasadniczą ich funkcją jest przekierowanie pojedynczych kanałów optycznych lub ścieżek (czyli wiele kanałów optycznych) z jednego wejścia na inne porty przełącznika na dwa sposoby. Jeśli translacja zachodzi bez zmiany częstotliwości transmitowanych fal - mamy przełączanie typu FXC (Fibre Cross-Connect). W drugim sposobie przełączania typu WIXC (Wavelength Interchange Selective Cross-Connect) długość transmitowanej fali l może się zmieniać w przełączniku - zawsze z uwzględnieniem już zajętych kanałów optycznych w łączu transmisyjnym.

Podstawowym czynnikiem wdrażania sieci optycznych są dwie technologie przemysłowego wytwarzania przełącznic optycznych bez zmiany długości prowadzonej fali: ze swobodnym przełączaniem strumienia świetlnego w technologii odbiciowej MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) lub z przełączaniem planarnym PLC (Planar Lightwave Circuit) wiązek światła. W refleksyjnej technologii MEMS elementem przełączającym są sterowane elektrostatycznie dwie współzależne matryce mikroskopijnych, półprzewodnikowych luster obrotowych, które odbijają promienie światła w kontrolowanych kierunkach. Rozwiązania lustrzane umożliwiają swobodne krosowanie do 256 laserowych strumieni optycznych w matrycy 16 x 16 lub przełączanie 1024 kanałów w matrycy 32 x 32. W planarnej technologii PLC do przełączania promieni świetlnych używa się termooptycznych materiałów transportujących strumief światła w uprzednio ustalonych kanałach optycznych (kanały prowadzące). Efekt przełączania uzyskuje się przez punktowe nagrzewanie powierzchni termoplastycznej w miejscach przecięcia się kanałów optycznych, co powoduje powstawanie pęcherzyków powodujących zjawisko refrakcji (załamania światła), a więc inaczej niż dzieje się to w lustrzanej technologii refleksyjnej MEMS.

Kompaktowe przełącznice optyczne nowej generacji, spełniające jednocześnie funkcje przełącznicy i optycznego systemu transportowego, stały się podstawą wdrażania usług szerokopasmowych w sieciach optycznych. Za ich pomocą można łączyć metropolitalne sieci z szybkimi sieciami szkieletowymi, a także łączyć pierścienie miejskie i sieci korporacyjne do szlaków dalekosiężnych o dużej przepływności. Elastyczną architekturę przełącznicy o niższych lub wyższych przepływnościach uzyskuje się przez instalowanie kart interfejsowych, pozwalających łączyć pojedyncze kanały z wymaganą szybkością od 155 Mb/s do 40 Gb/s, nawet przez złożone sieci transportowe.

Kluczowym elementem szybkiego dostępu abonenckiego są multipleksery optyczne OADM (Optical Add Drop Multiplexer), pełniące jednocześnie funkcję multipleksera i regeneratora. Są one instalowane na brzegu sieci szkieletowej, współpracują z przełącznicami OXC i stanowią podstawowy węzeł zewnętrznego dostępu optycznego do szkieletu. Ich podstawową funkcją jest wydzielanie i wprowadzanie pojedynczych kanałów optycznych do szkieletu sieci. Multiplekser OADM zawiera wiele interfejsów do różnorodnych kanałów dostępowych: optycznych, falowych, transferowych, wydzielanych i wprowadzanych. Klasyfikacje wyróżniają multipleksery OADM o ustalonym rozkładzie kanałów oraz multipleksery rekonfigurowalne, w których matryce filtrów optycznych podlegają modyfikacji, zdalnie sterowanej przez administratora sieci.