Täiustatud optilised komponendid - WDM-multiplekser
WDM Multiplexer on seade, mis kasutab WDM (Wavelength Division Multiplexing) tehnoloogiat kahe või enama optilise kihi optiliste lainepikkuste ühendamiseks vaid üheks optiliseks kiuks. See lainepikkuste ühendamine või ühendamine võib olla väga kasulik kiudoptilise süsteemi ribalaiuse suurendamiseks. WDM multipleksereid kasutatakse paaridena: üks kiudude alguses, et ühendada sisendid ja üks kiudude otsas, et lahutada ja seejärel eraldada eraldatud lainepikkused eraldi kiududeks. WDM-i multiplekserit võib pidada optilise kiu maanteeks; maantee võib toetada väga suurt ribalaiust, suurendades seega süsteemi võimsust.
Iga WDM multiplekseri kanal on mõeldud konkreetse optilise lainepikkuse edastamiseks. Multiplekser töötab väga sarnaselt optilise kiu alguses olevale sidurile ja optilise kiu lõpus olevale filtrile. Näiteks 8-kanalilisel multiplekseril oleks võimalus ühendada kaheksa erinevat kanalit või lainepikkust eraldi optilistest kiududest ühele optilisele kiule. Jällegi taastab optilise kiu lõpus oleva tohutu ribalaiuse teise multiplekseri (demultiplekser) eraldi lainepikkused. Alloleval joonisel on kujutatud lihtsat WDM süsteemi, mis koosneb mitmest valgusallikast, WDM multiplekserist või kombinatsioonist, mis ühendab lainepikkused üheks optiliseks kiuks, ja WDM demultiplekserist või optilisest jaoturist, mis eraldab lainepikkused nende vastavatele vastuvõtjatele.
WDM-multiplekserite tüübid
CWDM & DWDM multiplekserid
WDM-multiplekserid on saadaval mitmes suuruses, kuid kõige sagedamini leidub neid 2, 4, 8, 16, 32 ja 64 kanali konfiguratsioonides. Multiplekserite tüübid on lairiba (või riba), kitsasribad ja tihe. Lairiba- või ristiühendusega multiplekserid ( CWDM Multiplexer ) on seadmed, mis ühendavad laia lainepikkuste vahemikku, näiteks 1310 nm ja 1550 nm. Kitsasriba multiplekser kombineerib mitmed lainepikkused 1000 GHz kanalite vahega. Tihe multiplekser ühendab lainepikkused 100 GHz kanalite vahega. Siin on näidatud lairiba baas- või ristiühendusega WDM-süsteem.
Kitsasriba WDM (DWDM) süsteemidel on 1000 GHz või ligikaudu 8 nm kaugusel paiknevad kanalid. Siin on joonis, mis näitab põhilist kitsasriba WDM süsteemi.
Rahvusvahelise telekommunikatsiooniliidu (ITU) soovitatud tihe lainepikkuse jaotamise multiplekserite ( DWDM Multiplexer ) tööstusstandard on 100 GHz või ligikaudu 0,8 nm kanalite vahe. Seal on C-band, S-band ja L-band DWDM multiplekserid. C-riba on 1550 nm sagedusriba, mis kasutab lainepikkusi 1530 kuni 1565 nm. S-sagedusala kasutab lainepikkusi 1525 kuni 1538 nm ja L-sagedusala kasutab lainepikkusi 1570 kuni 1610 nm.
Mida lähemal on kanalid üksteisega paigutatud, seda suurem on kanalite arv, mida saab ribasse sisestada. Praegu on saadaval 50 GHz vahekaugus (50 GHz DWDM multiplekserid on tavaliselt 64, 80, 88, 96 kanaliga). Oluline on märkida, et kuna iga kanali vahekaugus või laius väheneb, seda väiksem on spektraalne laius. See on asjakohane, sest lainepikkus peab olema piisavalt stabiilne või jätkusuutlik, et see ei läheks kõrvalasendisse. Lisaks väga kitsale spektrilaiusele ei saa laser saatja triivida (see peab alati olema sama lainepikkus). Kui laseri saatja väljundkiirguse lainepikkus muutub isegi mõni kümnendik nanomeetrist, võib see järgmisesse kanali sattuda ja põhjustada häireid.
Ühesuunalised ja kahesuunalised WDM-multiplekserid
WDM-multiplekserite konfiguratsioonid on erinevad. Kõik, mida me siiani oleme käsitlenud, kirjeldab ühesuunalist WDM-süsteemi. Unidirectional WDM Multiplexer on konfigureeritud nii, et multiplekser ühendub ainult optiliste saatjate või vastuvõtjatega. Teisisõnu, see võimaldab valgusel liikuda ainult ühes suunas ja annab ainult lihtsa kommunikatsiooni ühe optilise kiu kaudu. Seetõttu vajavad täisduplekssidet kaks optilist kiudu.
WDM-multiplekserit, mis on mõeldud ühendamiseks nii saatjate kui ka vastuvõtjatega, nimetatakse kahesuunaliseks (BiDi); sisuliselt on BiDi WDM multiplekser mõeldud optiliseks ülekandeks mõlemas suunas ainult ühe optilise kiu abil. Kaks kanalit toetavad ühte täielikku duplekssidet. Siin on joonis, mis näitab kahte BiDi WDM multiplekserit, mis suhtlevad ühe optilise kiu kaudu.
Näpunäiteid WDM multiplekserite kasutamiseks
Nagu iga teise kiudoptilise võrgu jaoks lisatud seadme puhul, tuleb arvestada ka teguritega. Kuna kahjum on tegur, mida tuleb arvesse võtta, siis peaksite meeles pidama, et mida suurem on kanalite arv, seda suurem on WDM-multiplekserite kasutamisel tekkinud kadu. Muud spetsifikatsioonid, mida WDM multiplekserite kasutamisel meeles pidada, on isolatsioon, PMD ja spektraalne ribalaius.
Kokkuvõte
WDM-multiplekserid on laialdaselt kasutatavad seadmed, mis pakuvad võimalust kasutada optilise kiu tohutut ribalaiust ilma kõige kiiremate laserlülitite ja -vastuvõtjate kuluta. Mõelge sellele: 8-kanaliline WDM-süsteem, mis kasutab otse moduleeritud 2,5 Gbps laserlülitit, kannab kaks korda rohkem andmeid kui üks kaudselt moduleeritud 10 Gbps laserlüliti. WDM-süsteemid võimaldavad disaineritel ühendada tagasihoidlikud jõudlusosad ja luua ultra-jõudlussüsteemi. WDM-süsteemid pakuvad kõige rohkem bangi!
