WDM

1. DWDM to skrót od Dense Wavelength Division Multiplexing, czyli technologii laserowej używanej do zwiększania przepustowości w istniejących światłowodowych sieciach szkieletowych. Dokładniej, technologia polega na multipleksowaniu wąskich odstępów widmowych pojedynczego nośnika światłowodowego w określonym włóknie światłowodowym w celu wykorzystania osiągalnej wydajności transmisji (na przykład w celu osiągnięcia minimalnego stopnia rozproszenia lub tłumienia). Biorąc pod uwagę zdolność przesyłania informacji, całkowitą liczbę wymaganych włókien światłowodowych można zmniejszyć.

Po drugie, architektura sterownika urządzenia Win32

3. Termin lokomotywy: WDM: Wire Digram Manual, instrukcja budowy linii. Instrukcja określa połączenia i układ linii lotniczych.

Multipleksowanie z podziałem długości fal (ang. Wavelength Division Multiplexing) to technologia wykorzystująca wiele laserów do jednoczesnego wysyłania wielu laserów o różnych długościach fal na jednym włóknie. Każdy sygnał jest przesyłany w swoim unikalnym paśmie kolorów po zmodulowaniu danych (tekstu, głosu, obrazu itp.). WDM może znacznie zwiększyć przepustowość istniejącej infrastruktury światłowodowej firm telefonicznych i innych operatorów. Producenci wprowadzili systemy WDM, zwane także systemami DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing). DWDM

Może obsługiwać jednoczesną transmisję ponad 150 fal świetlnych o różnych długościach fal, a każda fala świetlna może osiągnąć szybkość transmisji danych do 10 Gb / s. Ten system może zapewnić szybkość transmisji danych większą niż 1 Tb / s na kablu optycznym cieńszym niż włos.

Komunikacja optyczna to sposób, w jaki światło przenosi sygnały do ​​transmisji. W dziedzinie komunikacji optycznej ludzie są przyzwyczajeni do nazywania ich według długości fali, a nie częstotliwości. Dlatego tak zwane multipleksowanie z podziałem długości fali (WDM) jest zasadniczo multipleksowaniem z podziałem częstotliwości. WDM to system, który przenosi wiele długości fal (kanałów) na jednym włóknie światłowodowym i przekształca jedno włókno światłowodowe w wiele GG, czyli wirtualny&włókna. Oczywiście każde wirtualne włókno działa niezależnie na innej długości fali, co znacznie poprawia przepustowość światłowodu. . Ze względu na ekonomiczność i efektywność technologii systemu WDM stała się głównym środkiem rozbudowy obecnej sieci światłowodowej. Jako koncepcja systemu, technologia multipleksowania z podziałem długości fal zwykle obejmuje trzy metody multipleksowania, a mianowicie multipleksowanie z podziałem długości fali o długościach fal 1310 nm i 1550 nm, rzadkie multipleksowanie z podziałem długości fali (CWDM, zgrubne zwielokrotnianie z podziałem długości fal) i multipleksowanie z podziałem na gęstą falę (DWDM , Multipleksowanie z gęstym podziałem długości fali).

Dwie długości fal
Ta technologia multipleksowania wykorzystywała tylko dwie długości fal na początku lat siedemdziesiątych: jedną długość fali w oknie 1310 nm i jedną długość fali w oknie 1550 nm. Technologia WDM została wykorzystana do uzyskania transmisji pojedynczego włókna w dwóch oknach. Było to początkowe zastosowanie multipleksowania z podziałem długości fali. .

Multipleksowanie zgrubne z podziałem długości fali
Po zastosowaniu w sieciach szkieletowych i sieciach dalekobieżnych, technologia multipleksowania z podziałem długości fali zaczęła być również stosowana w sieciach metropolitalnych, głównie w odniesieniu do technologii multipleksowania zgrubnego z podziałem długości fali. CWDM wykorzystuje szerokie okno od 1200 do 1700 nm i jest używany głównie w systemach o długości fali 1550 nm. Oczywiście opracowywany jest także multiplekser z podziałem długości fali o długości fali 1 310 nm. Odległość między sąsiednimi kanałami urządzenia multipleksującego z zgrubnym podziałem długości fal (duży przedział długości fali) wynosi zwykle ≥20 nm, a liczba długości fal wynosi zwykle 4 lub 8 fal, do 16 fal. Gdy liczba kanałów multipleksowanych wynosi 16 lub mniej, ponieważ laser DFB używany w systemie CWDM nie wymaga chłodzenia, system CWDM ma więcej zalet niż system DWDM pod względem kosztów, wymagań dotyczących zużycia energii i rozmiaru sprzętu. CWDM jest coraz szerzej stosowany. Zaakceptowane przez branżę. CWDM nie musi wybierać drogich multiplekserów z gęstym podziałem długości fali i wzmacniacza optycznego" EDFA i muszą używać tylko tanich wielokanałowych transceiverów laserowych jako przekaźników, więc koszt jest znacznie zmniejszony. W dzisiejszych czasach wielu producentów było w stanie dostarczyć komercyjne systemy CWDM o 2 do 8 długościach fal, które są odpowiednie do użytku w miastach, w których obszar geograficzny nie jest szczególnie duży, a rozwój usług transmisji danych nie jest zbyt szybki.

Gęste multipleksowanie z podziałem długości fali
Technologia Dense Wavelength Division Multiplexing (DWDM) może przenosić od 8 do 160 długości fal, a wraz z ciągłym rozwojem technologii DWDM, górna granica liczby zdemultipleksowanych fal wciąż rośnie, a interwał wynosi zwykle ≤1,6 nm, który jest używany głównie w system transmisji na duże odległości. Technologia kompensacji dyspersji jest potrzebna we wszystkich systemach DWDM (w celu przezwyciężenia nieliniowych zniekształceń w systemach o wielu długościach fal - zjawisko mieszania czterofalowego). W systemach DWDM o 16 długościach fal do kompensacji zwykle stosuje się konwencjonalne włókna kompensujące dyspersję, podczas gdy w systemach DWDM o długości 40 fal do kompensacji należy stosować włókna kompensujące nachylenie dyspersji. DWDM może jednocześnie łączyć i przesyłać różne długości fal w tym samym włóknie. Aby zapewnić efektywną transmisję, jedno włókno jest konwertowane na wiele wirtualnych włókien. Dzięki technologii DWDM pojedyncze włókno światłowodowe może przesyłać ruch danych do 400 Gbit / s. Ponieważ producenci dodają więcej kanałów do każdego światłowodu, prędkość transmisji terabitów na sekundę jest tuż za rogiem.

poziom techniki
Jeśli chodzi o poziom testowania przepustowości istniejącego systemu WDM, to system WDM 1,6 Tbit / s (160 (10Gbit / s) firmy Nortel i innych firm) odniósł sukces. Na późniejszej wystawie Nortel zaprezentował 80 (80Gbit / s) system WDM. System ma łączną przepustowość 6,4 Tbit / s. Ponadto Lucent ustanowił światowy rekord 1022 długości fal ze wzmacniaczem optycznym o szerokości widma 80nm. poznał różne wskaźniki istniejących systemów WDM niektórych znanych na całym świecie firm.

W Chinach badania i rozwój technologii WDM są nie tylko aktywne, ale również postępują bardzo szybko. Pięć instytutów Instytutu Badawczego Poczty i Telekomunikacji Wuhan (WRI), Uniwersytetu Pekińskiego, Uniwersytetu Tsinghua oraz Ministerstwa Poczty i Telekomunikacji sukcesywnie przeprowadzało eksperymenty transmisyjne lub projekty testów konstrukcyjnych. Na przykład: Wuhan Research Institute of Posts and Telecommunications z powodzeniem przeprowadził 16 (2,5 Gbit / s 600 km jednokierunkowy system transmisyjny w październiku 1997 r.) I zademonstrował 32 (2,5 Gbit / s WDM) na Międzynarodowej Wystawie Komunikacji&nr 39 w Pekinie w Październik 1998. System transmisji i system WDM o przepustowości 40 (10Gbit / s) również został przetestowany pod kątem transmisji, a także jest testowany zaawansowany system WDM.

Huawei, Ericsson, ZTE, Fiberhome i inni producenci mają układy związane z WDM, a globalny udział Huawei&# 39 w rynku WDM skoczył na pierwsze miejsce. Produkty 100G WDM zostały oficjalnie skomercjalizowane, a weryfikacja techniczna i eksperymenty 400G zostały przetestowane w laboratorium.

Horyzont
WDM to technologia multipleksowania w domenie optycznej. Utworzenie sieci warstwy optycznej, GG, całkowicie optycznej sieci GG, będzie najwyższym etapem komunikacji optycznej. Ustanowienie optycznej warstwy sieciowej opartej na WDM i OXC (optyczne połączenie krzyżowe), realizacja kompleksowego, w pełni optycznego połączenia sieciowego użytkowników i eliminacja wąskiego gardła konwersji fotoelektrycznej za pomocą czystego GG; w pełni optyczna sieć" będzie przyszłym trendem. Technologia WDM nadal opiera się na podejściu typu punkt-punkt, ale technologia WDM punkt-punkt jest pierwszym i najważniejszym krokiem w całkowicie optycznej komunikacji sieciowej. Jego zastosowanie i praktyka przyczyniają się do rozwoju sieci całkowicie optycznych.

posługiwać się
DWDM może łączyć i przesyłać różne długości fal w tym samym czasie w tym samym włóknie. Aby zapewnić skuteczność, jedno włókno jest konwertowane na wiele włókien wirtualnych. Dlatego jeśli planujesz multipleksować 8 nośników światłowodowych (OC), czyli przesyłać 8 sygnałów w jednym włóknie, przepustowość transmisji wzrośnie z 2,5 Gb / s do 20 Gb / s. Dzięki zastosowaniu technologii DWDM przepływ danych, które mogą być przesyłane pojedynczym światłowodem wynosi do 40 Gb / s. Ponieważ producenci dodają więcej kanałów do każdego włókna, prędkość transmisji terabitów na sekundę jest tuż za rogiem.

technologia
Multipleksowanie z podziałem długości fali (WDM) polega na połączeniu dwóch lub więcej optycznych sygnałów nośnych o różnych długościach fal (przenoszących różne informacje) na końcu nadawczym przez multiplekser (znany również jako multiplekser) i połączenie ich z optycznym. światłowód linii; na końcu odbiorczym nośniki optyczne o różnych długościach fal są oddzielane przez demultiplekser (znany również jako demultiplekser lub demultiplekser), a następnie odbiornik optyczny wykonuje dalsze przetwarzanie w celu przywrócenia oryginalnego sygnału. Ta technologia jednoczesnego przesyłania dwóch lub wielu sygnałów optycznych o różnych długościach fal w tym samym światłowodzie jest nazywana multipleksowaniem z podziałem długości fali.

WDM to w zasadzie technologia FDM multipleksująca z podziałem częstotliwości w domenie optycznej. Każdy kanał długości fali jest realizowany przez podział w dziedzinie częstotliwości, a każdy kanał długości fali zajmuje szerokość pasma odcinka światłowodu. Wszystkie długości fal używane przez system WDM są różne, to znaczy określona standardowa długość fali. Aby odróżnić go od zwykłej długości fali systemu SDH, nazywa się go czasami kolorowym interfejsem optycznym, a interfejs optyczny zwykłego układu optycznego nazywa się GG; biały port optyczny GG; lub" biały port optyczny"" ;.

Konstrukcja systemu komunikacyjnego jest inna, a także różna jest szerokość interwału między każdą długością fali. Zgodnie z różnymi odstępami międzykanałowymi, WDM można podzielić na CWDM (Sparse Wavelength Division Multiplexing) i DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing). Odstęp między kanałami CWDM wynosi 20 nm, a odstęp między kanałami DWDM wynosi od 0,2 nm do 1,2 nm, więc w odniesieniu do DWDM, CWDM jest nazywany technologią multipleksowania z podziałem rzadkich fal.

funkcje
(1) Transmisja o bardzo dużej pojemności.

Ponieważ multipleksowana prędkość kanału optycznego systemu WDM może wynosić 2,5 Gbit / s, 10 Gbit / s itd., A liczba zmultipleksowanych kanałów optycznych może wynosić 4, 8, 16, 32 lub nawet więcej, przepustowość system może osiągnąć 300-400Gbit / s, a nawet więcej.

(2) Oszczędzaj zasoby włókien.

W przypadku systemu o pojedynczej długości fali jeden system SDH wymaga pary światłowodów; w przypadku systemu WDM, bez względu na to, ile jest podsystemów SDH, cały system multipleksowania potrzebuje tylko pary światłowodów. Na przykład w przypadku 16 systemów 2,5 Gbit / s system o pojedynczej długości fali wymaga 32 włókien światłowodowych, podczas gdy system WDM wymaga tylko dwóch światłowodów.

(3) Przejrzysta transmisja każdego kanału, płynna aktualizacja i rozbudowa.

Dopóki liczba multipleksowanych kanałów i sprzętu jest zwiększona, przepustowość systemu może zostać zwiększona w celu osiągnięcia rozszerzenia. Multipleksowane kanały systemu WDM są od siebie niezależne, więc każdy kanał może w sposób transparentny transmitować różne sygnały usług, takie jak głos, dane i obrazy, itp., Które nie zakłócają się nawzajem, co zapewnia dużą wygodę użytkownikom.

(4) Użyj EDFA, aby zrealizować transmisję na bardzo duże odległości.

EDFA ma zalety dużego wzmocnienia, szerokiego pasma, niskiego poziomu szumów itp., A jego zakres wzmocnienia optycznego wynosi 1530 (1565nm, ale stosunkowo płaska część jego krzywej wzmocnienia to 1540 (1560nm), co może prawie pokryć roboczą długość fali 1550nm zakres systemu WDM. Tak więc EDFA o szerokim paśmie może wzmacniać multipleksowane sygnały kanału optycznego systemu WDM w tym samym czasie, aby zrealizować transmisję systemu na bardzo duże odległości i uniknąć sytuacji, w której każdy system transmisji optycznej potrzebuje optycznego wzmacniacz System WDM Bardzo duża odległość transmisji może sięgać setek kilometrów, oszczędzając przy tym wiele urządzeń przekaźnikowych i obniżając koszty.

(5) Popraw niezawodność systemu.

Ponieważ większość systemów WDM to urządzenia optoelektroniczne, a niezawodność urządzeń optoelektronicznych jest wysoka, niezawodność systemu można również zagwarantować.

(6) Może tworzyć całkowicie optyczną sieć.

Sieć całkowicie optyczna jest kierunkiem rozwoju światłowodowej sieci transmisyjnej w przyszłości. W sieci całkowicie optycznej, połączenia w górę, w dół i połączenia krzyżowe różnych usług są realizowane poprzez planowanie sygnałów optycznych na ścieżce optycznej, eliminując w ten sposób wąskie gardło urządzeń elektronicznych w konwersji E / O. System WDM można mieszać z OADM i OXC w celu utworzenia całkowicie optycznej sieci o wysokiej elastyczności, wysokiej niezawodności i dużej żywotności, aby sprostać potrzebom rozwoju sieci transmisyjnych o dużej przepustowości.

Korzyść
Kluczową zaletą DWDM jest to, że jego protokół i prędkość transmisji nie mają znaczenia. Sieci oparte na DWDM mogą wykorzystywać protokoły IP, ATM, SONET / SDH i Ethernet do przesyłania danych. Przetwarzany przepływ danych wynosi od 100 Mb / s do 2,5 Gb / s. W ten sposób sieci oparte na DWDM mogą znajdować się w kanale laserowym. Przesyła różne rodzaje ruchu danych z różnymi prędkościami. Z punktu widzenia QoS (Quality of Service), sieci oparte na DWDM szybko reagują na wymagania klientów dotyczące przepustowości i zmiany protokołów w tani sposób. Nauka i technologia są aktualizowane z dnia na dzień, a 1600G, 800G i 400G są szeroko stosowane w krajowych liniach miejskich, prowincjonalnych liniach miejskich i miejskich. Weźmy jako przykład 1600G: w teorii, jeśli kabel optyczny jest w pełni wyposażony, jedno włókno światłowodowe może obsługiwać 160 usług 10G. Znacznie poprawiają wykorzystanie światłowodów. Oczywiście wymagania stawiane kablom optycznym są również bardzo wysokie. Wartość teoretyczna i rzeczywista są różne. W rzeczywistych zastosowaniach, aby uniknąć wskaźnika awaryjności, rzadko stosuje się usługę stu kanałową na tym samym światłowodzie.

Architektura
Architektura sterownika urządzenia Win32

status quo
Potrzeba wspierania nowych firm i nowych typów urządzeń peryferyjnych PC stawia nowe wyzwania dla rozwoju sterowników. Nowa magistrala zwiększa liczbę urządzeń i zapotrzebowanie na sterowniki urządzeń. Ciągłe zwiększanie różnych funkcji urządzenia sprawia, że ​​rozwój sterownika jest coraz bardziej skomplikowany. Jednocześnie aplikacje interaktywne o szybkim czasie reakcji wymagają ścisłej integracji oprogramowania i sprzętu. W 1997 r. Nastąpił dalszy rozwój ujednoliconego modelu sterownika Win32 (WDM) dla Windows 95 i Windows NT, biorąc pod uwagę wszystkie te czynniki. WDM pozwala na użycie jednego źródła sterownika (binarnego x 86) do jednoczesnej obsługi nowych magistral i nowych urządzeń w Windows 95 i Windows NT.

celuje
Kluczowym celem WDM jest uproszczenie rozwoju sterowników poprzez zapewnienie elastycznego sposobu na redukcję i redukcję liczby i złożoności sterowników, które muszą zostać opracowane w oparciu o realizację obsługi nowego sprzętu. WDM musi również zapewniać wspólną platformę dla plug-and-play i zarządzania energią urządzenia. WDM jest kluczowym elementem umożliwiającym proste wsparcie i wygodne korzystanie z nowego sprzętu.

Aby osiągnąć te cele, WDM może opierać się tylko na zestawie typowych usług dostarczanych przez podsystem We / Wy systemu Windows NT. WDM ulepszył funkcje składające się z zestawu podstawowych rozszerzeń obsługujących plug and play, zarządzanie energią urządzenia i przepływ we / wy szybkiej odpowiedzi. Oprócz typowych usług i rozszerzeń platformy, WDM implementuje również modułowy, hierarchiczny typ struktury mikrokontrolera. Sterownik typu implementuje funkcjonalne interfejsy wymagane do obsługi uniwersalnej magistrali, protokołu lub klasy urządzeń. Ogólną cechą sterownika klasy jest zapewnienie warunków niezbędnych do standaryzacji ustawień poleceń urządzeń logicznych, protokołów i interfejsów magistrali wymaganych do ponownego wykorzystania kodu. Wsparcie WDM' dla standardowych interfejsów zmniejsza liczbę i złożoność sterowników urządzeń wymaganych przez Windows 95 i Windows NT.

Wsparcie sprzętowe
Mini-sterownik umożliwia rozszerzenie sterownika klasy ogólnej w celu realizacji obsługi określonego protokołu urządzenia lub fizycznego interfejsu programowania. Na przykład mini-sterownik może być użyty do implementacji rozszerzenia sterownika typu magistrali IEEE 1394 w celu obsługi określonego interfejsu programowania kontrolera hosta. Mini-sterowniki są bardzo łatwe do opracowania, ponieważ można je zaimplementować poprzez proste rozszerzenie ogólnych funkcji interfejsu sterownika. Chociaż mini-sterownik jest łatwy do zaprojektowania, zalety ponownego wykorzystania modułu mini-sterownika można również zrealizować poprzez obsługę standardowego interfejsu programowania urządzenia. Przykładem jest interfejs kontrolera hosta USB (OpenHCI lub UHCI).

Modułowa struktura systemu WDM oraz elastyczny i ujednolicony interfejs umożliwiają systemowi operacyjnemu dynamiczne konfigurowanie różnych modułów sterowników urządzeń w celu obsługi określonych urządzeń. Modułowa struktura systemu WDM oraz elastyczny i ujednolicony interfejs umożliwiają systemowi operacyjnemu dynamiczne konfigurowanie różnych modułów sterowników w celu obsługi określonych urządzeń. Typowy stos sterowników składa się z urządzeń ogólnego przeznaczenia, protokołów i sterowników typu magistrali połączonych z określonym protokołem i określonym mini-sterownikiem magistrali. Na przykład system operacyjny może skonfigurować stos sterowników do obsługi takiej kamery, jego polecenia są definiowane przez klasę obrazu i są wydawane zgodnie z klasą protokołu kontroli funkcji (FCP) z klasy magistrali IEEE 1394. Ta elastyczność ułatwia również obsługę urządzenia wielofunkcyjnego, po prostu zaimplementując mini-sterownik do połączenia sprzętu wielofunkcyjnego z interfejsami kilku klas urządzeń. Dynamiczne konstruowanie stosu sterowników WDM jest kluczem do obsługi urządzeń typu plug and play.

aplikacje systemowe
Usługi WDM umożliwiają zaimplementowanie modelu szybkiej odpowiedzi w systemach Windows NT i Windows 95. WDM zapewnia wiele priorytetów wykonywania, w tym wątki podstawowe i inne, poziomy przerwań IRQ i odroczone wywołania programów (DPC). Wszystkie klasy WDM i mini-sterowniki są wykonywane jako uprzywilejowane wątki w stanie rdzenia (warstwa 0) (nie przerywane przez harmonogram procesora). Do rozróżnienia priorytetów przerwań sprzętowych można użyć 32 poziomów przerwań. Dla każdego przerwania DPC ustawia się w kolejce, aby czekać, aż procedura obsługi przerwania z włączoną obsługą przerwania zostanie zakończona przed wykonaniem. DPC znacznie poprawiły reakcję systemu&# 39 na przerwania, skutecznie skracając czas, w którym przerwania są zabronione. W przypadku systemów PC opartych na x 86- i korzystających z procesorów, obsługa przerwań w systemie Windows NT jest oparta na specyfikacji wieloprocesorowej Intel&# 39 w wersji 1.4.

oprogramowanie
W przypadku aplikacji, które wymagają aktywnych multimediów, WDM zapewnia szybko reagujący interfejs w stanie rdzenia do przetwarzania strumieni we / wy. Interfejs strumienia WDM jest udostępniany za pośrednictwem standardowego interfejsu WDM. W przypadku WDM strumień multimediów może być przetwarzany przez jeden lub więcej filtrów programowych i sterowników urządzeń. Aby przyspieszyć przetwarzanie strumienia I / O, strumień WDM może bezpośrednio uzyskać dostęp do sprzętu, unikając opóźnienia spowodowanego konwersją między stanem innym niż rdzeniowy a stanem rdzenia, a także oszczędza pośredni bufor I / O .

Aby w pełni wykorzystać zalety oferowane przez WDM, zaleca się korzystanie z wejścia zarządzania energią, dźwięku, grafiki i urządzeń pamięci masowej zgodnych ze standardem plug-and-play, korzystających z USB i IEEE 1394.

Sterownik WDM może współistnieć z istniejącym sterownikiem Windows NT w systemie Windows NT lub może współistnieć z istniejącym sterownikiem Windows 95 w systemie Windows 95. Istniejące sterowniki Windows NT i Windows 95 będą nadal obsługiwane, ale zaawansowanych zalet WDM nie można używany. Rozszerzalny sterownik klasy WDM dostarczony przez firmę Microsoft to najlepszy wybór do obsługi nowych urządzeń. Przed rozpoczęciem opracowywania nowego sterownika klasy WDM programiści sprzętu powinni skonsultować się z firmą Microsoft w celu uzyskania informacji pomocy technicznej dla określonej klasy urządzeń. Gdy tylko będzie to możliwe, użyj metody pisania sterownika klasy tylko raz, a następnie użyj mini-sterownika WDM, aby rozszerzyć go na sterownik dla określonego interfejsu sprzętowego.