1. DWDM - это аббревиатура от Dense Wavelength Division Multiplexing, которая представляет собой лазерную технологию, используемую для увеличения полосы пропускания в существующих оптоволоконных магистральных сетях. Точнее, технология заключается в мультиплексировании узкого спектрального разнесения одиночной оптоволоконной несущей в указанном оптическом волокне, чтобы использовать достижимые характеристики передачи (например, для достижения минимальной степени дисперсии или затухания). Учитывая пропускную способность передачи информации, общее количество необходимых оптических волокон может быть уменьшено.
Во-вторых, архитектура драйвера устройства Win32
3. Термин «локомотив»: WDM: Wire Digram Manual, руководство по строительству линии. В инструкции оговаривается подключение и разводка линий самолетов.
Мультиплексирование с разделением по длине волны (Мультиплексирование с разделением по длине волны) - это технология, которая использует несколько лазеров для одновременной отправки нескольких лазеров с разными длинами волн по одному волокну. Каждый сигнал передается в своей уникальной цветовой полосе после модуляции данных (текст, голос, видео и т. Д.). WDM может значительно увеличить пропускную способность существующей оптоволоконной инфраструктуры телефонных компаний и других операторов. Производители представили системы WDM, также называемые системами DWDM (плотное мультиплексирование с разделением по длине волны). DWDM
Он может поддерживать одновременную передачу более 150 световых волн разной длины, и каждая световая волна может достигать скорости передачи данных до 10 Гбит / с. Эта система может обеспечить скорость передачи данных более 1 Тбит / с по оптическому кабелю тоньше волоса.
Оптическая связь - это способ, которым свет передает сигналы для передачи. В области оптической связи люди привыкли называть их длиной волны, а не частотой. Следовательно, так называемое мультиплексирование с разделением по длине волны (WDM) по сути является мультиплексированием с частотным разделением каналов. WDM - это система, которая передает несколько длин волн (каналов) по одному оптическому волокну и преобразует одно оптическое волокно в несколько&"виртуальных GG"; волокна. Конечно, каждое виртуальное волокно работает независимо на другой длине волны, что значительно улучшает пропускную способность оптического волокна. . Благодаря экономичности и эффективности системной технологии WDM она стала основным средством расширения существующей волоконно-оптической сети связи. В качестве системной концепции технология мультиплексирования с разделением по длине волны обычно имеет три метода мультиплексирования, а именно: мультиплексирование с разделением по длине волны с длинами волн 1310 нм и 1550 нм, мультиплексирование с разреженным разделением по длине волны (CWDM, Coarse Wavelength Division Multiplexing) и плотное мультиплексирование с разделением по длине волны (DWDM , Плотное мультиплексирование с разделением по длине волны).
Две длины волны
В этой технологии мультиплексирования в начале 1970-х годов использовались только две длины волны: одна длина волны в окне 1310 нм и одна длина волны в окне 1550 нм. Технология WDM использовалась для передачи по одному волокну с двумя окнами. Это было первое использование мультиплексирования с разделением по длине волны. .
Грубое мультиплексирование с разделением по длине волны
Вслед за применением в магистральных сетях и сетях дальней связи, технология мультиплексирования с разделением по длине волны также начала использоваться в городских сетях, в основном это относится к технологии мультиплексирования с грубым разделением по длине волны. CWDM использует широкое окно от 1200 до 1700 нм и в основном используется в системах с длиной волны 1550 нм. Конечно, мультиплексор с разделением по длине волны с длиной волны 1310 нм также находится в стадии разработки. Расстояние между соседними каналами устройства грубого мультиплексирования с разделением по длине волны (большой интервал длин волн) обычно составляет ≥20 нм, а количество длин волн обычно составляет 4 или 8 волн, вплоть до 16 волн. Когда количество мультиплексированных каналов составляет 16 или меньше, поскольку лазер DFB, используемый в системе CWDM, не требует охлаждения, система CWDM имеет больше преимуществ, чем система DWDM, с точки зрения стоимости, требований к потребляемой мощности и размера оборудования. CWDM получает все более широкое распространение. Принято промышленностью. CWDM не нужно выбирать дорогие плотные мультиплексоры с разделением по длине волны и" оптический усилитель" EDFA, и необходимо использовать только дешевые многоканальные лазерные трансиверы в качестве реле, поэтому стоимость значительно снижается. В настоящее время многие производители смогли предоставить коммерческие системы CWDM с 2-8 длинами волн, которые подходят для использования в городах, где географическая область не особенно велика, а услуги по передаче данных развиваются не очень быстро.
Плотное мультиплексирование с разделением по длине волны
Технология плотного мультиплексирования с разделением по длине волны (DWDM) может передавать от 8 до 160 длин волн, и с непрерывным развитием технологии DWDM верхний предел ее демультиплексированного волнового числа все еще увеличивается, а интервал обычно составляет ≤1,6 нм, который в основном используется в Система передачи на большие расстояния. Технология компенсации дисперсии необходима во всех системах DWDM (для преодоления нелинейных искажений в многоволновых системах - явление четырехволнового смешения). В системах DWDM с 16 длинами волн обычные волокна компенсации дисперсии обычно используются для компенсации, тогда как в системах DWDM с 40 длинами волн волокна с компенсацией наклона дисперсии должны использоваться для компенсации. DWDM может одновременно комбинировать и передавать разные длины волн по одному и тому же волокну. Для обеспечения эффективной передачи одно волокно преобразуется в несколько виртуальных волокон. Благодаря технологии DWDM по одному оптическому волокну можно передавать данные со скоростью до 400 Гбит / с. Поскольку производители добавляют больше каналов к каждому оптическому волокну, скорость передачи терабит в секунду не за горами.
технический уровень
Что касается уровня тестирования пропускной способности существующей системы WDM, то система WDM 1,6 Тбит / с (160 (10 Гбит / с)) Nortel и других компаний оказалась успешной. На более поздней выставке Nortel представила модель 80 (80 Гбит / с) Система WDM. Общая пропускная способность системы составляет 6,4 Тбит / с. Кроме того, Lucent установила мировой рекорд в 1022 длины волны с оптическим усилителем с шириной спектра 80 нм. В то же время у нас есть узнали о различных индикаторах существующих систем WDM некоторых всемирно известных компаний.
В Китае исследования и разработки технологии WDM не только активно, но и очень быстро развиваются. Пять институтов Уханьского научно-исследовательского института почты и телекоммуникаций (WRI), Пекинского университета, Университета Цинхуа и Министерства почты и телекоммуникаций последовательно проводили эксперименты по передаче или проекты строительных испытаний. Например: Уханьский научно-исследовательский институт почты и телекоммуникаций успешно выполнил 16 однонаправленных систем передачи (2,5 Гбит / с, 600 км) в октябре 1997 г. и продемонстрировал 32 (2,5 Гбит / с WDM) на Пекинской' 98 Международной выставке связи Октябрь 1998 г. Система передачи и система WDM с пропускной способностью 40 (10 Гбит / с) также были испытаны на передачу, и в настоящее время тестируется более высокотехнологичная система WDM.
Huawei, Ericsson, ZTE, Fiberhome и другие производители используют макеты, связанные с WDM, и доля глобального рынка WDM Huawei&резко выросла на первое место. Продукты 100G WDM были официально выпущены на рынок, а техническая проверка и эксперименты 400G были протестированы в лаборатории.
Перспективы
WDM - это технология мультиплексирования в оптической области. Формирование сети оптического уровня,&"полностью оптическая сеть GG", будет высшим этапом оптической связи. Создание оптического сетевого уровня на основе WDM и OXC (оптическое кросс-соединение), реализация сквозного полностью оптического сетевого подключения пользователей и устранение узких мест фотоэлектрического преобразования с помощью чистого GG; полностью оптическая сеть" будет будущей тенденцией. Технология WDM по-прежнему основана на подходе «точка-точка», но технология WDM «точка-точка» является первым и наиболее важным этапом полностью оптической сетевой связи. Его применение и практика способствуют развитию полностью оптических сетей.
использовать
DWDM может комбинировать и передавать разные длины волн одновременно по одному и тому же волокну. Для обеспечения эффективности одно волокно преобразуется в несколько виртуальных волокон. Поэтому, если вы планируете мультиплексировать 8 оптоволоконных несущих (OC), то есть передавать 8 сигналов в одном волокне, пропускная способность увеличится с 2,5 Гбит / с до 20 Гбит / с. Благодаря использованию технологии DWDM поток данных, который может передаваться по одному оптическому волокну, составляет до 40 Гбит / с. Поскольку производители добавляют больше каналов к каждому волокну, скорость передачи терабит в секунду не за горами.
технологии
Мультиплексирование с разделением по длине волны (WDM) заключается в объединении двух или более сигналов оптической несущей с разными длинами волн (несущих различную информацию) на передающем конце через мультиплексор (также известный как мультиплексор) и объединение их с оптическими технологиями передачи в том же оптическое волокно линии; на приемном конце оптические несущие с различными длинами волн разделяются демультиплексором (также известным как демультиплексор или демультиплексор), а затем оптический приемник выполняет дополнительную обработку для восстановления исходного сигнала. Эта технология одновременной передачи двух или многих оптических сигналов с разными длинами волн в одном оптическом волокне называется мультиплексированием с разделением по длине волны.
WDM - это, по сути, технология FDM с частотным разделением каналов в оптической области. Каждый канал длины волны реализуется путем разделения в частотной области, и каждый канал длины волны занимает полосу пропускания участка волокна. Все длины волн, используемые системой WDM, различны, то есть это конкретная стандартная длина волны. Чтобы отличить его от обычной длины волны системы SDH, его иногда называют цветным оптическим интерфейсом, а оптический интерфейс обычной оптической системы называют" белый оптический порт" или" белый оптический порт"" ;.
Конструкция системы связи отличается, и ширина интервала между каждой длиной волны также различна. В зависимости от разнесения каналов WDM можно разделить на CWDM (мультиплексирование с разреженным волновым разделением каналов) и DWDM (плотное мультиплексирование с разделением по длине волны). Канальный интервал CWDM составляет 20 нм, а канальный интервал DWDM составляет от 0,2 до 1,2 нм, поэтому по сравнению с DWDM CWDM называется технологией мультиплексирования с разреженным разделением по длине волны.
особенности
(1) Передача сверхбольшой емкости.
Поскольку скорость мультиплексированного оптического канала системы WDM может составлять 2,5 Гбит / с, 10 Гбит / с и т. Д., А количество мультиплексированных оптических каналов может составлять 4, 8, 16, 32 или даже больше, пропускная способность система может достигать 300-400 Гбит / с или даже больше.
(2) Экономьте ресурсы волокна.
Для системы с одной длиной волны одна система SDH требует пары оптических волокон; для системы WDM, независимо от количества подсистем SDH, для всей системы мультиплексирования требуется только пара оптических волокон. Например, для 16 систем со скоростью 2,5 Гбит / с для системы с одной длиной волны требуется 32 оптических волокна, в то время как для системы WDM требуется только два оптических волокна.
(3) Прозрачная передача каждого канала, плавное обновление и расширение.
Пока количество мультиплексированных каналов и оборудования увеличивается, пропускная способность системы может быть увеличена для достижения расширения. Мультиплексированные каналы системы WDM независимы друг от друга, поэтому каждый канал может прозрачно передавать различные служебные сигналы, такие как голос, данные, изображения и т. Д., Не мешающие друг другу, что приносит большое удобство пользователям.
(4) Используйте EDFA для передачи на сверхдальние расстояния.
EDFA обладает такими преимуществами, как высокое усиление, широкая полоса пропускания, низкий уровень шума и т. Д., А его диапазон оптического усиления составляет 1530 (1565 нм, но относительно пологая часть его кривой усиления составляет 1540 (1560 нм), что может почти покрывать рабочую длину волны 1550 нм). диапазон системы WDM.Таким образом, EDFA с широкой полосой пропускания может одновременно усиливать мультиплексированные сигналы оптического канала системы WDM, чтобы реализовать передачу системы на сверхдальние расстояния и избежать ситуации, когда каждой системе оптической передачи требуется оптический Усилитель Система WDM Сверхдальное расстояние передачи может достигать сотен километров при одновременной экономии большого количества релейного оборудования и снижении затрат.
(5) Повышение надежности системы.
Поскольку большинство систем WDM являются оптоэлектронными устройствами, а надежность оптоэлектронных устройств высока, надежность системы также может быть гарантирована.
(6) Он может образовывать полностью оптическую сеть.
Полностью оптическая сеть - это направление развития волоконно-оптических сетей передачи в будущем. В полностью оптической сети восходящее и нисходящее соединение и перекрестное соединение различных услуг реализуются путем планирования оптических сигналов на оптическом пути, что устраняет узкое место электронных устройств при преобразовании E / O. Систему WDM можно смешивать с OADM и OXC, чтобы сформировать полностью оптическую сеть с высокой гибкостью, высокой надежностью и высокой живучестью, чтобы удовлетворить потребности развития сетей передачи полосы пропускания.
Преимущество
Ключевым преимуществом DWDM является то, что его протокол и скорость передачи не имеют значения. Сети на основе DWDM могут использовать протоколы IP, ATM, SONET / SDH и Ethernet для передачи данных. Объем обрабатываемых данных составляет от 100 Мбит / с до 2,5 Гбит / с. Таким образом, сети на основе DWDM могут быть в лазерном канале. Он передает разные типы трафика данных с разной скоростью. С точки зрения QoS (качества обслуживания) сети на основе DWDM быстро реагируют на требования клиентов к полосе пропускания и изменения протоколов с небольшими затратами. Наука и технологии обновляются день ото дня, и 1600G, 800G и 400G широко используются на национальных магистральных линиях, провинциальных магистральных линиях и муниципальных магистральных линиях. Возьмем для примера 1600G: теоретически, если оптический кабель полностью оборудован, одно оптическое волокно может передавать 160 услуг 10G. Значительно улучшить использование оптического волокна. Конечно, требования к оптическим кабелям тоже очень высоки. Теоретическое значение и фактическое значение различаются. В реальных приложениях, чтобы избежать частоты отказов, редко используется служба с сотнями каналов на одном и том же оптоволокне.
Архитектура
Архитектура драйвера устройства Win32
статус-кво
Необходимость поддержки новых предприятий и новых типов периферийных устройств для ПК ставит новые задачи для разработки драйверов. Новая шина увеличивает количество устройств и потребность в драйверах устройств. Постоянное увеличение количества различных функций устройства усложняет разработку драйвера. В то же время интерактивные приложения с быстрым откликом требуют тесной интеграции программного и аппаратного обеспечения. В 1997 году была продолжена разработка унифицированной модели драйверов Win32 (WDM) для Windows 95 и Windows NT с учетом всех этих факторов. WDM позволяет использовать один источник драйвера (двоичный файл x 86) для одновременной поддержки новых шин и новых устройств в Windows 95 и Windows NT.
цели
Ключевая цель WDM - упростить разработку драйверов за счет предоставления гибкого способа уменьшения количества и сложности драйверов, которые необходимо разрабатывать на основе реализации поддержки нового оборудования. WDM также должен обеспечивать общую структуру для plug-and-play и управления питанием устройств. WDM - ключевой компонент для реализации простой поддержки и удобного использования нового оборудования.
Для достижения этих целей WDM может быть основан только на наборе общих служб, предоставляемых подсистемой ввода-вывода Windows NT. WDM улучшил функции, состоящие из набора основных расширений для поддержки plug and play, управления питанием устройств и потока ввода-вывода с быстрым откликом. Помимо общих сервисов и расширений платформы, WDM также реализует модульную иерархическую структуру микродрайверов. Драйвер типа реализует функциональные интерфейсы, необходимые для поддержки универсальной шины, протокола или класса устройства. Общая характеристика драйвера класса - обеспечение необходимых условий для стандартизации параметров команд логического устройства, протоколов и интерфейсов шины, необходимых для повторного использования кода. WDM' поддержка стандартных интерфейсов снижает количество и сложность драйверов устройств, необходимых для Windows 95 и Windows NT.
Поддержка оборудования
Мини-драйвер позволяет расширить драйвер универсального класса для реализации поддержки конкретного протокола устройства или физического интерфейса программирования. Например, мини-драйвер может использоваться для реализации расширения драйвера шины IEEE 1394 для поддержки определенного интерфейса программирования хост-контроллера. Мини-драйверы очень легко разрабатывать, потому что они могут быть реализованы путем простого расширения функций интерфейса драйвера общего класса. Хотя мини-драйвер легко сконструировать, преимущества повторного использования модуля мини-драйвера также могут быть реализованы за счет поддержки стандартного интерфейса программирования устройства. Примером этого является интерфейс USB-хост-контроллера (OpenHCI или UHCI).
Модульная структура системы WDM и гибкий и унифицированный интерфейс позволяют операционной системе динамически настраивать различные модули драйверов устройств для поддержки конкретных устройств. Модульная структура системы WDM и гибкий и унифицированный интерфейс позволяют операционной системе динамически настраивать различные модули драйверов для поддержки конкретных устройств. Типичный стек драйверов состоит из устройств общего назначения, протоколов и драйверов шинного типа, связанных с определенным протоколом и конкретным мини-драйвером шины. Например, операционная система может настроить стек драйверов для поддержки такой камеры, его команды определяются классом изображения, и он выдается в соответствии с классом протокола управления функциями (FCP) из класса шины IEEE 1394. Эта гибкость также упрощает поддержку многофункционального устройства путем простой реализации мини-драйвера для соединения многофункционального оборудования с интерфейсами нескольких классов устройств. Динамическое построение стека драйверов WDM является ключом к реализации поддержки устройств plug and play.
системные приложения
Службы WDM позволяют реализовать модель быстрого ответа для Windows NT и Windows 95. WDM обеспечивает несколько приоритетов выполнения, включая основные и неосновные потоки, уровни IRQ и отложенные вызовы программ (DPC). Все классы WDM и мини-драйверы выполняются как привилегированные потоки в состоянии ядра (уровень 0) (не прерываются планировщиком ЦП). 32 уровня IRQ могут использоваться для определения приоритета обслуживания аппаратных прерываний. Для каждого прерывания DPC ставится в очередь, чтобы дождаться завершения подпрограммы обслуживания прерывания IRQ перед выполнением. DPC значительно улучшили реакцию системы&# 39 на прерывания, эффективно сократив время, в течение которого прерывания запрещены. Для компьютерных систем на базе x 86-, использующих мультипроцессоры, поддержка прерываний в Windows NT основана на спецификации мультипроцессора Intel&# 39 версии 1.4.
программное приложение
Для приложений, которым требуется активное мультимедиа, WDM предоставляет интерфейс с быстрым откликом в основном состоянии для обработки потоков ввода-вывода. Интерфейс потока WDM предоставляется через стандартный интерфейс WDM. Для WDM поток мультимедиа может обрабатываться одним или несколькими программными фильтрами и драйверами устройств. Чтобы ускорить обработку потока ввода-вывода, поток WDM может напрямую обращаться к оборудованию, избегая задержки, вызванной преобразованием между неосновным состоянием и состоянием ядра, а также сохраняет потребность в промежуточном буфере ввода-вывода. .
Чтобы в полной мере воспользоваться преимуществами WDM, рекомендуется использовать совместимые с plug-and-play вход для управления питанием, звуком, графикой и периферийными устройствами хранения, использующими USB и IEEE 1394.
Драйвер WDM может сосуществовать с существующим драйвером Windows NT в Windows NT, или он может сосуществовать с существующим драйвером Windows 95 в Windows 95. Существующие драйверы Windows NT и Windows 95 будут по-прежнему поддерживаться, но расширенные преимущества WDM не могут быть используемый. Расширяемый драйвер класса WDM, предоставляемый Microsoft, - лучший выбор для поддержки новых устройств. Прежде чем приступить к разработке нового драйвера класса WDM, разработчики оборудования должны проконсультироваться с Microsoft для получения информации о поддержке для определенного класса устройств. По возможности используйте метод написания драйвера класса только один раз, а затем используйте мини-драйвер WDM, чтобы превратить его в драйвер для определенного аппаратного интерфейса.
