Усовершенствованные оптические компоненты - мультиплексор WDM
Мультиплексор WDM - это устройство, использующее технологию мультиплексирования с разделением по длине волны (WDM) для объединения оптических волн различной длины от двух или более оптических волокон в одно оптическое волокно. Такое объединение или соединение длин волн может быть очень полезным для увеличения ширины полосы волоконно-оптической системы. Мультиплексоры WDM используются парами: один в начале волокна, чтобы соединить входы, и один в конце волокна, чтобы отделить и затем направить разделенные длины волн в отдельные волокна. Мультиплексор WDM можно рассматривать как магистраль оптоволокна; Шоссе может поддерживать очень большую пропускную способность, что увеличивает пропускную способность системы.
Каждый канал в мультиплексоре WDM предназначен для передачи определенной оптической длины волны. Мультиплексор работает очень похоже на ответвитель в начале оптического волокна и в качестве фильтра на конце оптического волокна. Например, 8-канальный мультиплексор мог бы объединять восемь разных каналов или длин волн от отдельных оптических волокон на одном оптическом волокне. Опять же, чтобы воспользоваться преимуществами огромной полосы пропускания на конце оптического волокна, другой мультиплексор (демультиплексор) восстановит отдельные длины волн. На рисунке ниже показана простая система WDM, состоящая из нескольких источников света, мультиплексора или объединителя WDM, который объединяет длины волн в одно оптическое волокно, и демультиплексора WDM или оптического разветвителя, который разделяет длины волн на соответствующие приемники.
Типы мультиплексоров WDM
Мультиплексоры CWDM и DWDM
Мультиплексоры WDM доступны в различных размерах, но чаще всего их можно найти с конфигурациями каналов 2, 4, 8, 16, 32 и 64. Типы мультиплексоров: широкополосный (или кросс-полосный), узкополосный и плотный. Широкополосные или кросс-полосные мультиплексоры ( CWDM Multiplexer ) - это устройства, которые объединяют широкий диапазон длин волн, таких как 1310 нм и 1550 нм. Узкополосный мультиплексор будет объединять несколько длин волн с разносом каналов 1000 ГГц. Плотный мультиплексор сочетает в себе длины волн с разносом каналов 100 ГГц. Здесь показана базовая широкополосная или кросс-полосная система WDM.
Узкополосные системы WDM (DWDM) имеют каналы, разнесенные на 1000 ГГц или приблизительно на 8 нм друг от друга. Вот рисунок, который показывает базовую узкополосную систему WDM.
Отраслевой стандарт для мультиплексоров с плотным разделением по длине волны ( DWDM Multiplexer ), рекомендованный Международным союзом электросвязи (ITU), составляет 100 ГГц или приблизительно 0,8 нм разнесение каналов. Существуют мультиплексоры DWDM C-диапазона, S-диапазона и L-диапазона. С-полоса - это полоса 1550 нм, которая использует длины волн от 1530 до 1565 нм. В S-диапазоне используются длины волн от 1525 до 1538 нм, а в L-диапазоне используются длины волн от 1570 до 1610 нм.
Чем ближе расположены каналы друг к другу, тем больше количество каналов, которые можно вставить в полосу. В настоящее время доступно разнесение 50 ГГц (DWDM-мультиплексоры 50 ГГц обычно имеют 64, 80, 88, 96 каналов). Важно отметить, что с уменьшением расстояния или ширины каждого канала ширина спектра уменьшается. Это важно, потому что длина волны должна быть стабильной или устойчивой достаточно длинной, чтобы не дрейфовать в соседний канал. Помимо очень узкой спектральной ширины, лазерный передатчик не может дрейфовать (он должен постоянно излучать одну и ту же длину волны). Если выходная длина волны лазерного передатчика изменится даже на несколько десятых нанометра, он может сместиться в следующий канал и вызвать проблемы с помехами.
Однонаправленные и двунаправленные мультиплексоры WDM
Существуют разные конфигурации мультиплексоров WDM. Все, что мы рассмотрели до этого момента, описывает однонаправленную систему WDM. Однонаправленный мультиплексор WDM настроен так, что мультиплексор подключается только к оптическим передатчикам или приемникам. Другими словами, он позволяет свету распространяться только в одном направлении и обеспечивает только симплексную связь по одному оптическому волокну. Поэтому для полнодуплексной связи требуются два оптических волокна.
Мультиплексор WDM, предназначенный для соединения как с передатчиками, так и с приемниками, называется двунаправленным (BiDi); по сути, мультиплексор BiDi WDM предназначен для оптической передачи в обоих направлениях с использованием только одного оптического волокна. Два канала будут поддерживать одну полнодуплексную линию связи. Вот рисунок, который показывает два мультиплексора BiDi WDM, взаимодействующих по одному оптическому волокну.
Советы по использованию мультиплексоров WDM
Как и для любого другого устройства, добавляемого в оптоволоконную сеть, существуют факторы, которые необходимо учитывать. Поскольку потери являются фактором, который необходимо принимать во внимание, следует помнить, что чем больше количество каналов, тем больше вносимые потери при использовании мультиплексоров WDM. Другие спецификации, которые следует учитывать при использовании мультиплексоров WDM, - это изоляция, PMD и ширина полосы спектра.
Резюме
Мультиплексоры WDM - это широко используемые устройства, которые позволяют использовать огромную пропускную способность оптического волокна без использования самых быстрых лазерных передатчиков и приемников. Подумайте об этом: 8-канальная система WDM, использующая лазерные передатчики с прямой модуляцией 2,5 Гбит / с, несет вдвое больше данных, чем один лазерный передатчик с прямой модуляцией 10 Гбит / с. Системы WDM позволяют дизайнерам комбинировать скромные рабочие характеристики и создавать сверхэффективную систему. Системы WDM обеспечивают максимальную отдачу!
