Zaawansowane komponenty optyczne - multiplekser WDM
WDM Multiplexer to urządzenie wykorzystujące technologię WDM (Wavelength Division Multiplexing) do łączenia różnych długości fali optycznej z dwóch lub więcej światłowodów w jeden światłowód. To połączenie lub sprzężenie długości fal może być bardzo przydatne w zwiększaniu szerokości pasma systemu światłowodowego. Multipleksery WDM są używane parami: jeden na początku światłowodu, aby połączyć wejścia i jeden na końcu światłowodu, aby odłączyć i następnie rozdzielić oddzielne długości fal na oddzielne włókna. Multiplekser WDM można uznać za autostradę światłowodową; autostrada może obsługiwać bardzo dużą przepustowość, zwiększając tym samym pojemność systemu.
Każdy kanał w multiplekserze WDM jest zaprojektowany do przesyłania określonej długości fali optycznej. Multiplekser działa bardzo podobnie jak sprzęgacz na początku światłowodu i jako filtr na końcu światłowodu. Na przykład 8-kanałowy multiplekser miałby możliwość połączenia ośmiu różnych kanałów lub długości fal z oddzielnych światłowodów na jedno włókno światłowodowe. Ponownie, aby skorzystać z ogromnej przepustowości na końcu światłowodu, kolejny multiplekser (demultiplekser) odzyska oddzielne długości fal. Poniższy rysunek przedstawia prosty system WDM złożony z wielu źródeł światła, multipleksera lub sumatora WDM, który łączy długości fal w jedno włókno światłowodowe oraz demultiplekser WDM lub rozdzielacz optyczny, który oddziela długości fal od odpowiednich odbiorników.
Rodzaje multiplekserów WDM
Multipleksery CWDM i DWDM
Multipleksery WDM są dostępne w różnych rozmiarach, ale najczęściej można je znaleźć w konfiguracjach 2, 4, 8, 16, 32 i 64 kanałów. Typy multiplekserów to szerokopasmowe (lub crossband), wąskopasmowe i gęste. Multipleksery szerokopasmowe lub krzyżowe (multiplekser CWDM ) to urządzenia łączące szeroki zakres długości fal, takich jak 1310 nm i 1550 nm. Multiplekser wąskopasmowy połączy wiele długości fal z odstępem między kanałami 1000 GHz. Zwarty multiplekser łączy długości fal z odstępem między kanałami 100 GHz. Tutaj pokazano podstawowy system WDM szerokopasmowy lub crossband.
Systemy wąskopasmowego WDM (DWDM) mają kanały oddalone od siebie o 1000 GHz lub o około 8 nm. Oto rysunek przedstawiający podstawowy wąskopasmowy system WDM.
Standardem przemysłowym dla multiplekserów z multipleksowaniem z podziałem długości fali (Multiplekser DWDM ), zgodnie z zaleceniami Międzynarodowego Związku Telekomunikacyjnego (ITU), jest 100 GHz lub około 0,8 nm. Istnieją multipleksery DWDM z pasmem C, pasmem S i pasmem L. Pasmo C to pasmo 1550 nm, które wykorzystuje długości fal od 1530 do 1565 nm. Pasmo S wykorzystuje długości fal od 1525 do 1538 nm, a pasmo L wykorzystuje długości fal od 1570 do 1610 nm.
Im bliżej kanałów znajdują się razem, tym większa liczba kanałów, które można wstawić do pasma. Obecnie dostępny jest odstęp 50 GHz (multipleksery DWDM 50 GHz mają zazwyczaj 64, 80, 88, 96 kanałów). Ważne jest, aby pamiętać, że wraz ze zmniejszaniem się odległości lub szerokości każdego kanału, staje się mniejsza szerokość widmowa. Jest to istotne, ponieważ długość fali musi być stabilna lub trwała wystarczająco długo, aby nie dryfować do sąsiedniego kanału. Poza tym, że ma bardzo wąską szerokość widmową, nadajnik laserowy nie może dryfować (musi zawsze osiągać tę samą długość fali). Jeśli wyjściowa długość fali nadajnika laserowego zmienia nawet kilka dziesiątych nanometra, może dryfować do następnego kanału i powodować problemy z zakłóceniami.
Jednokierunkowe i dwukierunkowe multipleksery WDM
Istnieją różne konfiguracje multiplekserów WDM. Wszystko, co omówiliśmy do tej pory, opisuje jednokierunkowy system WDM. Jednokierunkowy multiplekser WDM jest skonfigurowany tak, że multiplekser łączy się tylko z nadajnikami lub odbiornikami optycznymi. Innymi słowy, pozwala to światłu podróżować tylko w jednym kierunku i zapewnia tylko komunikację simpleksową za pośrednictwem pojedynczego światłowodu. Dlatego komunikacja w trybie pełnego dupleksu wymaga dwóch światłowodów.
Multiplekser WDM zaprojektowany do połączenia z nadajnikami i odbiornikami jest nazywany dwukierunkowym (BiDi); w istocie, multiplekser BiDi WDM jest przeznaczony do transmisji optycznej w obu kierunkach przy użyciu tylko jednego światłowodu. Dwa kanały będą obsługiwać jedno pełne łącze komunikacyjne. Oto rysunek przedstawiający dwa multipleksery BiDi WDM komunikujące się za pomocą pojedynczego światłowodu.
Wskazówki dotyczące korzystania z multiplekserów WDM
Tak jak w przypadku każdego innego urządzenia dodanego do sieci światłowodowej, istnieją czynniki, które należy wziąć pod uwagę. Ponieważ straty są czynnikiem, który należy wziąć pod uwagę, należy pamiętać, że im większa liczba kanałów, tym większe są straty podczas wstawiania multiplekserów WDM. Inne specyfikacje, o których należy pamiętać podczas korzystania z multiplekserów WDM, to izolacja, PMD i szerokość pasma widmowego.
streszczenie
Multipleksery WDM są powszechnie stosowanymi urządzeniami, które umożliwiają wykorzystanie ogromnej przepustowości światłowodu bez kosztów korzystania z najszybszych nadajników i odbiorników laserowych. Pomyśl tylko: 8-kanałowy system WDM wykorzystujący bezpośrednio modulowane nadajniki laserowe 2,5 Gb / s przenosi dwa razy więcej danych niż pojedynczy, modulowany pośrednio nadajnik laserowy 10 Gb / s. Systemy WDM pozwalają projektantom łączyć skromne części wydajności i tworzyć ultra wydajny system. Systemy WDM zapewniają najwyższy zwrot z każdej zainwestowanej kwoty!
