Od O do L: ewolucja pasm długości fali optycznej
W światłowodowym systemie komunikacyjnym zdefiniowano i znormalizowano kilka pasm transmisyjnych, od oryginalnego pasma O do pasma U / XL. Pasm E i U / XL zwykle unika się, ponieważ mają one duże obszary strat transmisji. Pasmo E reprezentuje obszar piku wody, podczas gdy pasmo U / XL znajduje się na samym końcu okna transmisji dla szkła krzemionkowego.
Włókna międzymiastowe i światłowody pierścieniowe już przenoszą sygnały na wielu długościach fal, aby zwiększyć przepustowość. Włókna wchodzące do domu wkrótce zrobią to samo. Obecnie opracowano kilka typów optycznych systemów telekomunikacyjnych, niektóre oparte na multipleksowaniu z podziałem czasu (TDM), a inne na multipleksowaniu z podziałem długości fali (WDM), albo zwielokrotnianie z podziałem długości fali (DWDM) albo zgrubne zwielokrotnianie z podziałem długości fali (CWDM). Ten artykuł może przedstawiać ewolucję pasm długości fali optycznej głównie poprzez opisanie tych trzech systemów o wysokiej wydajności.
Multipleksowanie z podziałem na długie fale
Systemy DWDM zostały opracowane w celu sprostania rosnącym potrzebom przepustowości szkieletowych sieci optycznych. Wąski odstęp (zwykle 0,2 nm) między pasmami długości fali zwiększa liczbę długości fal i umożliwia przepływność danych rzędu kilku Terabitów na sekundę (Tbps) w pojedynczym włóknie.
Systemy te zostały opracowane po raz pierwszy dla długości fali światła laserowego w paśmie C, a później w paśmie L, wykorzystując fale o najniższym współczynniku tłumienia w włóknie szklanym, a także możliwość wzmocnienia optycznego. Wzmacniacze światłowodowe domieszkowane erbem (EDFA, które pracują na tych długościach fal) są kluczową technologią wspomagającą dla tych systemów. Ponieważ systemy WDM używają wielu długości fal jednocześnie, co może prowadzić do znacznego tłumienia. Dlatego wprowadzono technologię wzmocnienia optycznego. Wzmocnienie ramanowskie i wzmacniacze światłowodowe domieszkowane erbem to dwa popularne typy stosowane w systemie WDM.
Aby zaspokoić zapotrzebowanie na „nieograniczoną przepustowość”, wierzono, że DWDM musiałoby zostać rozszerzone na więcej pasm. W przyszłości jednak pasmo L okaże się przydatne. Ponieważ EDFA są mniej wydajne w paśmie L, zastosowanie technologii wzmacniania Ramana zostanie ponownie zaadresowane, z powiązanymi długościami fal pompowania bliskimi 1485 nm.
Multipleksowanie z podziałem zgrubnym
CWDM to niedroga wersja WDM. Ogólnie te systemy nie są wzmacniane i dlatego mają ograniczony zasięg. Zazwyczaj używają tańszych źródeł światła, które nie są stabilizowane temperaturowo. Konieczne są większe przerwy między długościami fal, zwykle 20 nm. Oczywiście zmniejsza to liczbę długości fal, które można wykorzystać, a tym samym zmniejsza całkowitą dostępną szerokość pasma.
Obecne systemy wykorzystują pasma S, C i L, ponieważ pasma te zamieszkują region naturalny w celu uzyskania niskich strat optycznych w włóknie szklanym. Chociaż możliwe jest rozszerzenie na pasmo O i E (1310 nm do 1450 nm), zasięg systemu (odległość, jaką światło może przebyć w światłowodzie i nadal zapewnia dobry sygnał bez wzmocnienia) ucierpi w wyniku strat poniesionych przez użycie Region 1310 nm we współczesnych włóknach.
Multipleksowanie z podziałem czasu
Systemy TDM wykorzystują jedno pasmo długości fali lub dwa (z jednym pasmem długości fali przydzielonym do każdego kierunku). Rozwiązania TDM są obecnie w centrum uwagi dzięki wdrożeniu technologii FTTH (fiber-to-the-home). Zarówno EPON, jak i GPON są systemami TDM. Standardowy przydział pasma dla GPON wymaga od 1260 do 1360 nm w górę, 1440 do 1500 nm w dół i 1550 do 1560 nm w przypadku telewizji kablowej.
Aby sprostać rosnącemu zapotrzebowaniu na przepustowość, systemy te będą wymagać aktualizacji. Niektórzy przewidują, że TDM i CWDM (lub nawet DWDM) będą musiały współistnieć w tych samych zainstalowanych włóknach sieciowych. Aby to osiągnąć, w jednostkach normalizacyjnych trwają prace nad zdefiniowaniem filtrów, które blokują długości fal innych niż GPON dla aktualnie zainstalowanych klientów. Będzie to wymagać, aby część CWDM wykorzystywała pasma długości fali daleko od pasm zarezerwowanych dla GPON. W związku z tym będą musieli korzystać z pasma L lub pasm C i L i pod warunkiem, że wideo nie będzie używane.
Wniosek
W każdym przypadku wykazano wystarczającą wydajność, aby zapewnić wysoką wydajność w dzisiejszych i przyszłych systemach. Z tego artykułu wiemy, że oryginalny O-band nie zaspokoił szybkiego rozwoju dużej przepustowości. A ewolucja pasm długości fali optycznej oznacza, że coraz więcej pasm będzie potrzebnych. W przyszłości, wraz z rozwojem aplikacji FTTH, nie ma wątpliwości, że pasma C i L będą odgrywać coraz ważniejszą rolę w optycznym systemie transmisji. FOCC oferuje wszystkie rodzaje produktów do sieci optycznej WDM, takie jak CWDM / DWDM MUX DEMUX i EDFA.
