Napredne optične komponente - WDM Multiplexer
WDM Multiplexer je naprava, ki uporablja tehnologijo multipleksiranja z valovno razdaljo (WDM) za združevanje različnih optičnih valovnih dolžin iz dveh ali več optičnih vlaken v samo eno optično vlakno. To združevanje ali povezovanje valovnih dolžin je lahko zelo koristno pri povečanju pasovne širine sistema optičnih vlaken. WDM multiplekserji se uporabljajo v parih: eden na začetku vlakna za povezavo vhodov in eden na koncu vlakna za ločitev in nato usmerjene ločene valovne dolžine v ločena vlakna. WDM multiplekser lahko razumemo kot avtocesto optičnih vlaken; avtocesta lahko podpira zelo veliko pasovno širino in tako poveča zmogljivost sistema.
Vsak kanal v WDM multipleksorju je zasnovan za prenos specifične optične valovne dolžine. Multipleksor deluje zelo podobno kot spojnik na začetku optičnega vlakna in kot filter na koncu optičnega vlakna. Na primer, 8-kanalni multiplekser bi lahko združil osem različnih kanalov ali valovnih dolžin iz ločenih optičnih vlaken na eno optično vlakno. Še enkrat, da bi izkoristili ogromno pasovno širino na koncu optičnega vlakna, bo drugi multiplekser (demultiplekser) obnovil ločene valovne dolžine. Spodnja slika prikazuje preprost WDM sistem, sestavljen iz več svetlobnih virov, multipleksorja WDM ali kombinatorja, ki združuje valovne dolžine v eno optično vlakno in demultiplekser WDM ali optični razdelilnik, ki ločuje valovne dolžine od njihovih sprejemnikov.
Vrste multiplekserjev WDM
Multiplekserji CWDM in DWDM
WDM multiplekserji so na voljo v različnih velikostih, vendar se najpogosteje najdejo v konfiguracijah 2, 4, 8, 16, 32 in 64 kanalov. Vrste multiplekserjev so širokopasovni (oz. Širokopasovni), ozkopasovni in gosto. Širokopasovni ali crossband multipleksorji (CWDM Multiplexer) so naprave, ki združujejo širok razpon valovnih dolžin, kot je 1310 nm in 1550 nm. Ozkopasovni multiplekser bo združil več valovnih dolžin s 1000 GHz razmikom med kanali. Gosto multiplekser združuje valovne dolžine s 100 GHz razmikom med kanali. Tukaj je prikazan osnovni širokopasovni ali prečni WDM sistem.
Sistemi ozkopasovnih WDM (DWDM) imajo kanale na razdalji 1000 GHz ali približno 8 nm. Tukaj je slika, ki prikazuje osnovni ozkopasovni WDM sistem.
Industrijski standard za multipleksorje multipleksiranja z razpršeno valovno dolžino (DWDM Multiplexer) je po priporočilih Mednarodne telekomunikacijske zveze (ITU) 100 GHz ali približno 0,8 nm razmik med kanali. Obstajajo C-band, S-band in L-band DWDM multiplekserji. C-pas je pas 1550 nm, ki uporablja valovne dolžine od 1530 do 1565 nm. S-pas uporablja valovne dolžine od 1525 do 1538 nm, L-pas pa uporablja valovne dolžine od 1570 do 1610 nm.
Bližje so kanali skupaj, večje je število kanalov, ki jih je mogoče vstaviti v pas. Trenutno je na voljo razmik 50 GHz (50 GHz DWDM multiplekserji so običajno 64, 80, 88, 96 kanalov). Pomembno je omeniti, da se razmik ali širina vsakega kanala zmanjša, manjša je spektralna širina. To je pomembno, ker mora biti valovna dolžina dovolj stabilna ali trajnostna, da se ne sme premikati v sosednji kanal. Poleg tega, da ima zelo ozko spektralno širino, laserski oddajnik ne more odnašati (mora vedno preseči isto valovno dolžino). Če se izhodna valovna dolžina laserskega oddajnika spremeni celo nekaj desetink nanometra, se lahko premakne v naslednji kanal in povzroči motnje.
Enosmerni in dvosmerni WDM multiplekserji
Obstajajo različne konfiguracije WDM multiplekserjev. Vse, kar smo do te točke pokrili, opisuje enosmerni WDM sistem. Enosmerni WDM multiplekser je konfiguriran tako, da se multiplekser poveže samo z optičnimi oddajniki ali sprejemniki. Z drugimi besedami, omogoča, da svetloba potuje le v eno smer in zagotavlja samo simpleks komunikacijo preko enega optičnega vlakna. Zato je za popolno obojestransko komunikacijo potrebna dva optična vlakna.
WDM multiplekser, ki je zasnovan za povezavo z obema oddajnikoma in sprejemniki, se imenuje dvosmerni (BiDi); V bistvu je BiDi WDM Multiplexer zasnovan za optični prenos v obe smeri z uporabo samo enega optičnega vlakna. Dva kanala bosta podpirala eno polno dupleksno komunikacijsko povezavo. Tukaj je slika, ki prikazuje dva BiDi WDM multiplekserja, ki komunicirata prek enega optičnega vlakna.
Nasveti za uporabo WDM multiplekserjev
Kot pri vsaki drugi napravi, ki je dodana omrežju z optičnimi vlakni, je treba upoštevati dejavnike. Ker so izgube dejavnik, ki ga je treba upoštevati, ne pozabite, da večje število kanalov pomeni večje izgube pri vstavljanju WDM multiplekserjev. Druge specifikacije, ki jih morate upoštevati pri uporabi multipleksorjev WDM, so izolacija, PMD in spektralna pasovna širina.
Povzetek
WDM multiplekserji so široko uporabljene naprave, ki omogočajo uporabo ogromne zmogljivosti pasovne širine optičnih vlaken brez stroškov uporabe najhitrejših laserskih oddajnikov in sprejemnikov. Samo pomislite: 8-kanalni WDM sistem, ki uporablja neposredno modulirane 2,5 Gbps laserske oddajnike, prenaša dvakrat več podatkov kot en posredno moduliran 10 Gbps laserski oddajnik. Sistemi WDM omogočajo oblikovalcem, da združijo skromne dele zmogljivosti in ustvarijo ultra zmogljiv sistem. Sistemi WDM zagotavljajo največ bang za denar!