Cunoștințe profesionale

Multiplexarea prin diviziune a lungimii de undă

2022-08-24
Multiplexarea prin diviziune în lungime de undă se referă la o tehnologie în care semnalele de lungimi de undă diferite sunt transmise împreună și separate din nou. Cel mult, este folosit în comunicațiile cu fibră optică pentru a transmite date pe mai multe canale cu lungimi de undă ușor diferite. Utilizarea acestei metode poate îmbunătăți considerabil capacitatea de transmisie a legăturii de fibră optică, iar eficiența utilizării poate fi îmbunătățită prin combinarea dispozitivelor active, cum ar fi amplificatoarele cu fibră optică. În plus față de aplicațiile din telecomunicații, multiplexarea prin diviziune a lungimii de undă poate fi aplicată și în cazul în care o singură fibră controlează mai mulți senzori cu fibră optică.

WDM în sistemele de telecomunicații
Teoretic, rata de transmisie a datelor extrem de mare pe un singur canal poate atinge limita capacității de transmisie a datelor pe care o poate suporta o singură fibră, ceea ce înseamnă că lățimea de bandă a canalului corespunzătoare este foarte mare. Cu toate acestea, datorită lățimii de bandă foarte mare a ferestrei de transmisie cu pierderi reduse a fibrei monomodale de siliciu (zeci de THz), rata de date în acest moment este mult mai mare decât rata de date pe care o pot accepta transmițătorul și receptorul fotoelectric. În plus, diferitele dispersii în fibra de transmisie au efecte foarte negative asupra canalului cu lățime de bandă largă, ceea ce va limita foarte mult distanța de transmisie. Tehnologia de multiplexare a diviziunii în lungime de undă poate rezolva această problemă, menținând în același timp rata de transmisie a fiecărui semnal la un nivel adecvat (10 Gbit/s), o rată de transmisie a datelor foarte mare poate fi obținută prin combinarea mai multor semnale.
Conform standardelor Uniunii Internaționale de Telecomunicații (ITU), WDM poate fi împărțit în două tipuri:
În Coarse Wavelength Division Multiplexing (CWDM, standardul ITU G.694.2 [7]), numărul de canale este mic, cum ar fi patru sau opt, iar distanța dintre canale de 20 nm este relativ mare. Intervalul de lungime de undă nominală este de la 1310 nm la 1610 nm. Toleranța lungimii de undă a emițătorului este relativ mare, ±3 nm, astfel încât se pot utiliza lasere cu feedback distribuit fără măsuri de stabilizare. Ratele de transmisie pentru un singur canal variază de obicei între 1 și 3,125 Gbit/s. Rata totală de date rezultată este, prin urmare, utilă în zonele metropolitane în care nu este implementată fibră până la casă.
Multiplexarea cu diviziune densă a lungimii de undă (DWDM, ITU Standard G.694.1 [6]) este un caz de extindere la o capacitate de date foarte mare și este, de asemenea, utilizată în mod obișnuit în rețelele principale de internet. Conține un număr mare de canale (40, 80, 160), deci distanța dintre canale corespunzătoare este foarte mică, respectiv 12,5, 50, 100 GHz. Frecvențele tuturor canalelor sunt raportate la un anumit 193,10 THz (1552,5 nm). Transmițătorul trebuie să îndeplinească cerințele de toleranță a lungimii de undă foarte înguste. De obicei, transmițătorul este un laser cu feedback distribuit, stabilizat la temperatură. Rata de transmisie a unui singur canal este între 1 și 10 Gbit/s și este de așteptat să ajungă la 40 Gbit/s în viitor.
Datorită lățimii de bandă mari de amplificare a amplificatoarelor cu fibră dopată cu erbiu, toate canalele pot fi amplificate în același dispozitiv (cu excepția cazului în care se aplică intervalul de lungimi de undă CWDM la scară completă). Problemele apar, totuși, atunci când câștigul este dependent de lungimea de undă sau când există interacțiune neliniară a fibră-canal de date (diafonie, interferență de canal). Combinând diferite tehnici, cum ar fi dezvoltarea amplificatoarelor cu fibră în bandă largă (dual-band), filtre de aplatizare a câștigului, feedback neliniar de date etc., această problemă a fost mult îmbunătățită. Parametrii sistemului, cum ar fi lățimea de bandă a canalelor, distanța dintre canale, puterea de transmisie, tipurile de fibră și amplificatoare, formatele de modulație și mecanismele de compensare a dispersiei trebuie să fie luați în considerare pentru a obține cel mai bun nivel de performanță generală.
Deși legătura actuală de fibră optică conține doar un număr mic de canale într-o singură fibră, este, de asemenea, necesară înlocuirea emițătorului și receptorului care pot satisface funcționarea simultană a mai multor canale, ceea ce este mai ieftin decât înlocuirea întregului sistem pentru a obține date mai mari. capacitate o mulțime de. Deși această soluție îmbunătățește foarte mult capacitatea de transmisie a datelor, nu este nevoie să adăugați fibre optice suplimentare.
Pe lângă creșterea capacității de transmisie, multiplexarea prin diviziune a lungimii de undă face și sistemele complexe de comunicații mai flexibile. Pot exista canale de date diferite în diferite locații din sistem, iar alte canale pot fi extrase în mod flexibil. În acest caz, este necesar un multiplexor add-drop, iar această perioadă poate fi inserată în canal sau extrasă din canal în funcție de lungimea de undă a canalului de date. Multiplexoarele Add-Drop pot reconfigura în mod flexibil sistemul pentru a oferi conexiuni de date pentru un număr mare de utilizatori în diferite locații.
În multe cazuri, multiplexarea pe diviziune în lungime de undă poate fi înlocuită cu multiplexarea pe diviziune în timp (TDM). Multiplexarea cu diviziune în timp este în cazul în care diferitele canale se disting mai degrabă în funcție de timpul de sosire decât de lungimea de undă.
X
We use cookies to offer you a better browsing experience, analyze site traffic and personalize content. By using this site, you agree to our use of cookies. Privacy Policy
Reject Accept