Componente optice avansate - Multiplexer WDM
WDM Multiplexer este un dispozitiv care utilizează tehnologia WM (Multiplexing Division Wavelength Division) pentru a combina diferite lungimi de undă optice din două sau mai multe fibre optice într-o singură fibră optică. Această combinare sau cuplare a lungimilor de undă poate fi foarte utilă în creșterea lărgimii de bandă a unui sistem cu fibră optică. Multiplexoarele WDM sunt utilizate în perechi: una la începutul fibrei pentru a cupla intrările și una la capătul fibrei pentru a decupla și apoi a trasa lungimile de undă separate în fibre separate. Un multiplexer WDM poate fi considerat ca o autostradă cu fibră optică; autostrada poate suporta o lățime de bandă foarte mare, mărind astfel capacitatea sistemului.
Fiecare canal dintr-un multiplexer WDM este proiectat să transmită o lungime de undă optică specifică. Multiplexorul funcționează foarte mult ca un cuplor la începutul fibrei optice și ca filtru la sfârșitul fibrei optice. De exemplu, un multiplexor cu 8 canale ar avea capacitatea de a combina opt canale diferite sau lungimi de unda de fibre optice separate pe o fibră optică. Din nou, pentru a profita de lărgimea de bandă enormă la sfârșitul fibrei optice, un alt multiplexor (demultiplexer) va recupera lungimile de undă separate. Figura de mai jos prezintă un sistem WDM simplu compus din mai multe surse de lumină, un multiplexor WDM sau un combinator care combină lungimile de undă într-o fibră optică și un demultiplexor WDM sau un splitter optic care separă lungimile de undă de receptoarele respective.
Tipuri de multiplexoare WDM
Multiplexoare CWDM și DWDM
Multiplexoarele WDM sunt disponibile într-o varietate de dimensiuni, dar vor fi găsite cel mai frecvent cu configurații de 2, 4, 8, 16, 32 și 64 de canale. Tipurile de multiplexoare sunt bandă largă (sau bandă transversală), bandă îngustă și densă. Bandă largă sau multiplexoare cu bandă largă ( CWDM Multiplexer ) sunt dispozitive care combină o gamă largă de lungimi de undă, cum ar fi 1310 nm și 1550 nm. Un multiplexor cu bandă îngustă va combina mai multe lungimi de undă cu o distanță de canal de 1000 GHz. Un multiplexor dens combină lungimile de undă cu o distanță de canal de 100 GHz. Aici este prezentat un sistem WDM bazat pe bandă largă sau transversală.
Sistemele cu bandă îngustă WDM (DWDM) au canale cu distanțe de 1000 GHz sau aproximativ 8 nm. Iată o figură care prezintă un sistem WDM de bandă îngustă de bază.
Standardul industrial pentru multiplexoarele DWDM ( Dense Multiplexing Multiplexers Division), recomandat de Uniunea Internațională a Telecomunicațiilor (ITU), este o distanță de 100 GHz sau aproximativ 0,8 nm. Există multiplexoare DWDM cu bandă C, bandă S și bandă L. Banda C este banda de 1550 nm care utilizează lungimi de undă de la 1530 la 1565 nm. Banda S utilizează lungimi de undă de la 1525 la 1538 nm, iar banda L utilizează lungimi de undă de la 1570 la 1610 nm.
Cu cât canalele sunt mai apropiate, cu atât mai mare este numărul de canale care pot fi inserate într-o bandă. În prezent, este disponibil un interval de 50 GHz (multiplexoarele DWDM de 50 GHz sunt în general cu 64, 80, 88, 96 canale). Este important de observat că, pe măsură ce distanța sau lățimea fiecărui canal scade, cu cât lățimea spectrală este mai mică. Acest lucru este relevant deoarece lungimea de undă trebuie să fie stabilă sau durabilă suficient de lungă pentru a nu se deplasa într-un canal adiacent. Pe lângă faptul că are o lățime spectrală foarte îngustă, transmițătorul laser nu se poate deplasa (trebuie să existe aceeași lungime de undă în orice moment). Dacă lungimea de undă a emițătorului transmițătorului laser se modifică chiar și cu câteva zecimi dintr-un nanometru, acesta ar putea ajunge în următorul canal și ar cauza probleme de interferență.
Multiplexoare WDM unidirecționale și bidirecționale
Există configurații diferite de multiplexoare WDM. Tot ceea ce am acoperit până acum descrie un sistem WDM unidirecțional. Multiplexerul WDM unidirecțional este configurat astfel încât multiplexorul se conectează numai la emițătoare sau receptoare optice. Cu alte cuvinte, permite luminii să călătorească într-o singură direcție și oferă doar o comunicare simplex pe o singură fibră optică. Prin urmare, comunicațiile full-duplex necesită două fibre optice.
Un multiplexer WDM care este proiectat să se conecteze atât la transmițătoare cât și la receptoare se numește bidirecțional (BiDi); în esență, Multiplexerul BiDi WDM este proiectat pentru transmisia optică în ambele direcții, folosind o singură fibră optică. Două canale vor susține o legătură de comunicare full-duplex. Iată o figură care arată două multiplexoare WDM BiDi care comunică pe o singură fibră optică.
Sfaturi pentru utilizarea multiplicatorilor WDM
Ca și în cazul oricărui alt dispozitiv care este adăugat la o rețea de fibră optică, există factori care trebuie luați în considerare. Deoarece pierderile sunt un factor care trebuie luat în considerare, trebuie să rețineți că cu cât numărul de canale este mai mare, cu atât pierderile de inserție sunt mai mari atunci când se utilizează multiplexoare WDM. Alte specificații pe care trebuie să le aveți în vedere când utilizați multiplexoarele WDM sunt izolarea, PMD și lățimea de bandă spectrală.
rezumat
Multiplexoarele WDM sunt dispozitive utilizate pe scară largă, care oferă o modalitate de a utiliza capacitatea enormă de lățime de bandă a fibrelor optice, fără a fi nevoie de utilizarea celor mai rapide emițătoare și receptoare laser. Gândiți-vă: un sistem WDM cu 8 canale, care utilizează transmițătoare laser cu modulație directă de 2,5 Gbps, transportă de două ori mai multe date decât un singur transmițător laser de 10 Gbps modulate indirect. Sistemele WDM permit proiectanților să combine părți performante modeste și să creeze un sistem ultra-performant. Sistemele WDM dau cele mai multe bang-uri pentru dolar!
