Od O po L: Evolúcia pásiem optickej vlnovej dĺžky
V optickom vláknovom komunikačnom systéme bolo definovaných a štandardizovaných niekoľko prenosových pásiem, od pôvodného O-pásma až po pásmo U / XL. E- a U / XL-pásmam sa typicky zabránilo, pretože majú oblasti s vysokou stratou prenosu. E-pásmo predstavuje oblasť píku vody, zatiaľ čo pásik U / XL sa nachádza na samom konci prenosového okna pre oxid kremičitý.
Intercity a metro ring vlákno už prenášajú signály na viacerých vlnových dĺžkach, aby sa zvýšila šírka pásma. Vlákna vstupujúce do domu čoskoro urobia to isté. V súčasnosti existuje niekoľko typov optických telekomunikačných systémov, z ktorých niektoré sú založené na multiplexovaní s časovým delením (TDM) a iné na multiplexovaní s delením vlnovej dĺžky (WDM), buď s multiplexom s hustým delením vlnovej dĺžky (DWDM) alebo multiplexovaním s hrubým vlnovým delením (CWDM). Tento článok môže predstavovať vývoj pásiem optických vlnových dĺžok hlavne opisom týchto troch vysoko výkonných systémov.
Multiplexovanie s hustou vlnovou dĺžkou
Systémy DWDM boli vyvinuté na riešenie rastúcich potrieb šírky pásma chrbticových optických sietí. Úzka vzdialenosť (zvyčajne 0,2 nm) medzi pásmami vlnových dĺžok zvyšuje počet vlnových dĺžok a umožňuje prenosové rýchlosti niekoľkých terabitov za sekundu (Tbps) v jednom vlákne.
Tieto systémy boli najprv vyvinuté pre vlnové dĺžky laserového svetla v pásme C a neskôr v pásme L, pričom sa využili vlnové dĺžky s najnižšou mierou útlmu v sklenenom vlákne, ako aj možnosť optického zosilnenia. Erbium-dopované vláknové zosilňovače (EDFA, ktoré pracujú na týchto vlnových dĺžkach) sú kľúčovou technológiou pre tieto systémy. Pretože WDM systémy používajú súčasne mnoho vlnových dĺžok, čo môže viesť k veľkému útlmu. Preto je zavedená optická zosilňovacia technológia. Ramanove zosilňovače a zosilňovače s vláknom dopované erbiom sú dva bežné typy používané v systéme WDM.
S cieľom uspokojiť dopyt po „neobmedzenej šírke pásma“ sa predpokladalo, že DWDM by sa musel rozšíriť na viac kapiel. V budúcnosti sa však ukáže ako užitočné aj L-pásmo. Pretože EDFA sú menej účinné v L-pásme, bude re-adresované použitie Ramanovej amplifikačnej technológie, s príslušnými čerpacími vlnovými dĺžkami blízkymi 1485 nm.
Multiplexovanie hrubého vlnového delenia
CWDM je nízkonákladová verzia WDM. Všeobecne tieto systémy nie sú zosilnené, a preto majú obmedzený rozsah. Typicky používajú lacnejšie svetelné zdroje, ktoré nie sú teplotne stabilizované. Potrebné sú väčšie medzery medzi vlnovými dĺžkami, zvyčajne 20 nm. To samozrejme znižuje počet vlnových dĺžok, ktoré môžu byť použité, a tým tiež znižuje celkovú dostupnú šírku pásma.
Súčasné systémy používajú S-, C- a L-pásy, pretože tieto pásma obývajú prirodzenú oblasť pre nízke optické straty v sklenených vláknach. Aj keď je možné rozšírenie do pásma O a E (1310 nm až 1450 nm), dosah systému (vzdialenosť, ktorú môže svetlo prechádzať vláknami a stále poskytuje dobrý signál bez zosilnenia) bude trpieť v dôsledku strát spôsobených používaním 1310 nm v moderných vláknach.
Časovo delené multiplexovanie
TDM systémy používajú buď jedno vlnové pásmo alebo dva (s jedným vlnovým pásmom prideleným každému smeru). Riešenia TDM sú v súčasnosti v centre pozornosti pri zavádzaní technológií FTTH (fiber-to-the-home). EPON aj GPON sú systémy TDM. Štandardná alokácia šírky pásma pre GPON vyžaduje medzi 1260 a 1360 nm upstream, 1440 až 1500 nm downstream a 1550 až 1560 nm pre video káblovej televízie.
Na splnenie nárastu dopytu po šírke pásma budú tieto systémy vyžadovať modernizáciu. Niektorí predpovedajú, že TDM a CWDM (alebo dokonca DWDM) budú musieť existovať v rovnakých inštalovaných sieťových vláknach. Na dosiahnutie tohto cieľa sa v rámci orgánov pre normalizáciu pracuje na definovaní filtrov, ktoré blokujú vlnové dĺžky iných ako GPON pre aktuálne nainštalovaných zákazníkov. To bude vyžadovať, aby časť CWDM používala pásma vlnových dĺžok vzdialených od pásiem vyhradených pre GPON. V dôsledku toho budú musieť použiť pásmo L alebo pásmo C a L a poskytnuté video sa nepoužije.
záver
V každom prípade sa preukázal dostatočný výkon, aby sa zabezpečil vysoký výkon pre dnešné a zajtrajšie systémy. Z tohto článku vieme, že pôvodný O-band už nespokojoval rýchly rozvoj vysokej šírky pásma. A evolúcia pásiem optických vlnových dĺžok znamená, že sa bude vyžadovať viac a viac pásiem. V budúcnosti, s rastom aplikácií FTTH, niet pochýb o tom, že pásma C a L budú hrať čoraz dôležitejšie úlohy v optickom prenosovom systéme.
