Pokročilé optické komponenty - WDM multiplexer
WDM Multiplexer je zariadenie, ktoré využíva technológiu WDM (Wavelength Division Multiplexing), ktorá kombinuje rôzne optické vlnové dĺžky od dvoch alebo viacerých optických vlákien do jedného optického vlákna. Toto kombinovanie alebo spájanie vlnových dĺžok môže byť veľmi užitočné pri zvýšení šírky pásma systému s optickými vláknami. WDM multiplexery sa používajú v pároch: jeden na začiatku vlákna na spojenie vstupov a jeden na konci vlákna na oddelenie a potom smerovanie oddelených vlnových dĺžok do samostatných vlákien. Multiplexer WDM môže byť považovaný za diaľnicu optického vlákna; diaľnica môže podporovať veľmi veľkú šírku pásma, čím sa zvýši kapacita systému.
Každý kanál v multiplexore WDM je navrhnutý na prenos špecifickej optickej vlnovej dĺžky. Multiplexor pracuje veľmi podobne ako spojka na začiatku optického vlákna a ako filter na konci optického vlákna. Napríklad 8-kanálový multiplexor by mal schopnosť kombinovať osem rôznych kanálov alebo vlnových dĺžok od samostatných optických vlákien na jedno optické vlákno. Opäť, aby sa využila obrovská šírka pásma na konci optického vlákna, iný multiplexor (demultiplexor) obnoví oddelené vlnové dĺžky. Obrázok nižšie ukazuje jednoduchý WDM systém zložený z viacerých svetelných zdrojov, multiplexora WDM alebo kombinátora, ktorý kombinuje vlnové dĺžky do jedného optického vlákna a demultiplexora WDM alebo optického splittera, ktorý oddeľuje vlnové dĺžky od ich príslušných prijímačov.
Typy multiplexorov WDM
Multiplexery CWDM a DWDM
Multiplexery WDM sú dostupné v rôznych veľkostiach, ale najčastejšie sa nachádzajú v konfiguráciách 2, 4, 8, 16, 32 a 64 kanálov. Typy multiplexorov sú širokopásmové (alebo krížové), úzkopásmové a husté. Širokopásmové alebo krížové multiplexory ( CWDM Multiplexer ) sú zariadenia, ktoré kombinujú široký rozsah vlnových dĺžok, ako napríklad 1310 nm a 1550 nm. Úzkopásmový multiplexor bude kombinovať viac vlnových dĺžok s rozstupom kanálov 1000 GHz. Hustý multiplexer kombinuje vlnové dĺžky s kanálovým odstupom 100 GHz. Tu je znázornený základný širokopásmový alebo krížový systém WDM.
Úzkopásmové systémy WDM (DWDM) majú kanály od seba vzdialené 1000 GHz alebo približne 8 nm. Tu je obrázok, ktorý zobrazuje základný úzkopásmový WDM systém.
Priemyselný štandard pre multiplexné multiplexné zariadenia s delením delením vlnovej dĺžky ( DWDM Multiplexer ), ako to odporúča Medzinárodná telekomunikačná únia (ITU), je 100 GHz alebo približne 0,8 nm kanálový odstup. Existujú multiplexery typu D-band, S-band a L-band DWDM. C-pásmo je 1550 nm pásmo, ktoré využíva vlnové dĺžky od 1530 do 1565 nm. S-pásmo využíva vlnové dĺžky od 1525 do 1538 nm a L-pásmo využíva vlnové dĺžky od 1570 do 1610 nm.
Čím bližšie sú kanály oddelené, tým vyšší je počet kanálov, ktoré môžu byť vložené do pásma. V súčasnosti je k dispozícii odstup 50 GHz (multiplexery 50 GHz DWDM sú všeobecne 64, 80, 88, 96 kanálov). Je dôležité poznamenať, že ako sa rozstup alebo šírka každého kanálu zmenšuje, tým menšia je spektrálna šírka. To je dôležité, pretože vlnová dĺžka musí byť stabilná alebo udržateľná dostatočne dlho na to, aby sa drift do susedného kanála nesmeroval. Okrem toho, že má veľmi úzku spektrálnu šírku, laserový vysielač sa nemôže posunúť (musí vždy vyžarovať rovnakú vlnovú dĺžku). Ak výstupná vlnová dĺžka laserového vysielača zmení aj niekoľko desatín nanometra, môže sa posunúť do ďalšieho kanála a spôsobiť problémy s interferenciou.
Jednosmerné a obojsmerné multiplexery WDM
Existujú rôzne konfigurácie multiplexorov WDM. Všetko, čo sme do tohto bodu zahrnuli, opisuje jednosmerný WDM systém. Unidirectional WDM Multiplexer je konfigurovaný tak, že multiplexor sa pripája len na optické vysielače alebo prijímače. Inými slovami, umožňuje svetlu cestovať len jedným smerom a poskytuje iba simplexnú komunikáciu cez jediné optické vlákno. Preto plne duplexná komunikácia vyžaduje dve optické vlákna.
Multiplexer WDM, ktorý je určený na spojenie s vysielačmi aj prijímačmi, sa nazýva obojsmerný (BiDi); Multiplexer BiDi WDM je v podstate určený na optický prenos v oboch smeroch s použitím len jedného optického vlákna. Dva kanály budú podporovať jedno plne duplexné komunikačné spojenie. Tu je obrázok, ktorý ukazuje dva BiDi WDM multiplexory komunikujúce cez jedno optické vlákno.
Tipy na používanie multiplexorov WDM
Rovnako ako u iných zariadení, ktoré sa pridávajú do optickej siete, existujú faktory, ktoré treba zvážiť. Keďže straty sú faktorom, ktorý treba vziať do úvahy, mali by ste pamätať na to, že čím väčší je počet kanálov, tým väčšie sú straty vkladania pri použití multiplexorov WDM. Ďalšie špecifikácie, ktoré treba mať na pamäti pri používaní multiplexorov WDM, sú izolácia, PMD a spektrálna šírka pásma.
zhrnutie
Multiplexery WDM sú široko používané zariadenia, ktoré poskytujú spôsob využitia obrovskej kapacity šírky pásma optického vlákna bez nákladov na použitie najrýchlejších laserových vysielačov a prijímačov. Len o tom premýšľajte: 8-kanálový WDM systém využívajúci priamo modulované 2,5 Gbps laserové vysielače nesie dvakrát toľko dát ako jeden nepriamo modulovaný 10 Gbps laserový vysielač. Systémy WDM umožňujú dizajnérom kombinovať skromné výkonové časti a vytvoriť ultra výkonný systém. Systémy WDM dodávajú najviac peňazí za babku!