Kiudoptiliste edastuste multipleksimise meetodid
Kiudoptilises kommunikatsioonis peetakse multipleksimist peamiseks vahendiks olemasolevate kiudoptiliste võrkude inseneri laiendamiseks. Kuna optilisi andmeid saab kanda erinevate füüsiliste mõõtmete, näiteks aja, sageduse, ruumi, polaarsuse jne abil, on võimalik kasutada erinevaid multipleksimismeetodeid ühe optilise kiu andmeedastuse suurendamiseks. Praegu kasutatakse optilise innovatsiooni edenemisel juba mõningaid multipleksimismeetodeid, ning arvatakse, et mõned lähenemisviisid on potentsiaalsed, et saada rohkem teavet kiirendamaks rohkem teavet. Käesolevas artiklis käsitletakse kahte peamist multipleksimise tehnikat - lainepikkuse jagamise multipleksimist (WDM) ja optilist ajajaotuse multipleksimist (OTDM) - kasutatud ja potentsiaalset multipleksimise tehnikat - ruumijaotuse multipleksimist (SDM) ja alamkandja jagamise multipleksimist - mida pole laialdaselt kasutatud optilise side puhul.
Praegused kasutatavad multipleksimismeetodid
Praegu on multipleksimise tehnoloogiad optilise ülekandesüsteemi võimsuse suurendamiseks fikseeritud ribalaiusega kasutanud mitmeid mõõtmeid. Kaks peamist meetodit on WDM ja OTDM.
Lainepikkuse jagamine
WDM on üks multipleksimise tehnikatest, mis suurendab ribalaiust, mitmekordistades erinevaid optilisi kandesignaale ühele optilisele kiule erinevate lainepikkuste abil. Iga signaal WDM lainepikkustel on sõltumatu mis tahes protokollist ja kiirusest. WDM-tehnoloogia võimaldab ühekordset sidet ühel optilisel kiul. WDMi alus lihtsustab võrku ühe virtuaalse kiudoptilise võrguga, selle asemel et kasutada erinevaid kiude ja teenuseid sisaldavaid signaale. Sel viisil suurendab WDM ribalaiust ja vähendab vajalikke kiude vähendades võrgukulusid. WDM-süsteemidel on kaks erinevat lainepikkuse mustrit, jämedad (CWDM) ja tihedad (DWDM). CWDM ja DWDM põhinevad ühel ja samal kontseptsioonil mitme valguslainepikkuse kasutamisel ühes kihis, kuid erinevad lainepikkuste, kanalite arvu ja optilise ruumi multipleksitud signaalide võimendamise poolest. WDM-süsteemis kombineeritakse (mitmekordistatakse) erinevad optilised signaalid optilise kiu ühes otsas ja eraldatakse (demultipleksitakse) erinevates kanalites teises otsas.
Optilist kandjat WDM peetakse sageli analoogseks sagedusjaotuse multipleksimise meetodiks, mis tavaliselt kehtib raadiosaatja suhtes. Siiski ei ole nende vahel olulist erinevust, kuna nad edastavad sama teavet.
Optiline ajajaotuse multipleksimine
OTDM on multipleksimise tehnika, mis põhiliselt multipleksib mitmeid madala bitikiirusega optilisi kanaleid ajapiirkonnas. Mitmed väikese kiirusega optilised kanalid multipleksitakse fikseeritud elektrilise kellaajaks, suurendades seega ülekandekiirust. Iga signaal edastatakse ühe sidekanali kaudu, jagades ajaraami piludeks - ühe pilu iga sõnumi signaali jaoks. Aegade järgi on iga väikese kiirusega kanal eraldatud konkreetsele positsioonile, kus see töötab sünkroniseeritud režiimis. See tähendab, et multiplekser ja demultiplekser sünkroniseeritakse õigeaegselt ja lülitatakse samal ajal järgmisele kanalile.
Tavaliselt lühendatakse optilist impulsi laiust, et mitme kanali mitmekordistumine fikseeritud kellaaja jooksul. Lisaks võib lühendatud impulsi laius vähendada kanalite vahelist läbipääsu, kuna bittikiirus on rohkem. Siiski põhjustab lühike pulsilaius tugevat dispersiooni, kui sõiduteekond suureneb. Seetõttu tuleb OTDM-i dispersiooniefekti vähendamiseks kasutada transformeeritult piiratud impulsi ja dispersiooni kalde kompenseerimise tehnikat.
Võimalikud mitmekordistamismeetodid tulevikus
Kuigi kahte ülalkirjeldatud multipleksimise tehnikat on optilises kommunikatsioonis optilise kiu optimeerimiseks kasutatud, on praeguste tehnoloogiate piirangud endiselt piiratud ja pidevalt suureneva andmevajadusega on vaja uusi multipleksimismeetodeid.
Space Division Multipleksimine
SDM on tehnoloogia, mis kasutab ruumilist mõõdet samaaegselt erinevate andmevoogude edastamiseks paralleelsete ruumikanalite loomisega. Seda tehnoloogiat kasutatakse tavaliselt mitme sisendiga (MIMO) süsteemis. MIMO sisaldab vähemalt kahte antenni saatja poolel ja vähemalt kahte antenni vastuvõtja poolel. Ja MIMO signaali töötlemist kasutatakse juba laialdaselt praegustes koherentsetes optilise ülekandesüsteemides, millel on polariseerimisjaotuse multipleksimine (PDM) standardsete ühemoodiliste kiudude abil. Arvatakse, et mitme südamiku ja mutil-režiimi kiudude kasutamisel on võimalik saavutada suure läbilaskvusega SDM-i abil kaugekõnede kaugus ja kiire kiirus.
Järeldus
Kõigist multipleksimise tehnoloogiatest on WDM optimaalses kommunikatsioonis kõige levinum. Kuna erinevatel multipleksimismeetoditel on teatud aspektide piirangud, soovitatakse optimaalsete ülekandevõimsuste saavutamiseks tavaliselt kasutada rohkem kui ühte tehnikat kiudoptilistes võrkudes.