Προηγμένα οπτικά στοιχεία - Πολυλειτουργικός εκτυπωτής WDM
Ο πολυπλέκτης WDM είναι μια συσκευή που χρησιμοποιεί την τεχνολογία πολυπλεξίας διαίρεσης κύματος (WDM) για να συνδυάσει διαφορετικά οπτικά μήκη κύματος από δύο ή περισσότερες οπτικές ίνες σε μία μόνο οπτική ίνα. Αυτός ο συνδυασμός ή σύζευξη των μηκών κύματος μπορεί να είναι πολύ χρήσιμος στην αύξηση του εύρους ζώνης ενός συστήματος οπτικών ινών. Οι πολυπλέκτες WDM χρησιμοποιούνται σε ζεύγη: ένα στην αρχή της ίνας για να συνδέσει τις εισόδους και ένα στο τέλος της ίνας για να αποσυνδεθεί και στη συνέχεια να κατευθύνει τα διαχωρισμένα μήκη κύματος σε ξεχωριστές ίνες. Ένας πολυπλέκτης WDM μπορεί να θεωρηθεί ως αυτοκινητόδρομος οπτικών ινών. ο αυτοκινητόδρομος μπορεί να υποστηρίξει ένα πολύ μεγάλο εύρος ζώνης, αυξάνοντας έτσι την ικανότητα του συστήματος.
Κάθε κανάλι σε πολυπλέκτη WDM έχει σχεδιαστεί για τη μετάδοση συγκεκριμένου οπτικού μήκους κύματος. Ο πολυπλέκτης λειτουργεί πολύ σαν ένα ζεύκτη στην αρχή της οπτικής ίνας και ως φίλτρο στο τέλος της οπτικής ίνας. Για παράδειγμα, ένας πολυπλέκτης 8 καναλιών θα έχει τη δυνατότητα να συνδυάζει οκτώ διαφορετικούς διαύλους ή μήκη κύματος από ξεχωριστές οπτικές ίνες σε μία οπτική ίνα. Και πάλι, για να επωφεληθεί από το τεράστιο εύρος ζώνης στο τέλος της οπτικής ίνας, ένας άλλος πολυπλέκτης (αποπολυπλέκτης) θα ανακτήσει τα χωριστά μήκη κύματος. Το σχήμα που ακολουθεί δείχνει ένα απλό σύστημα WDM που αποτελείται από πολλαπλές πηγές φωτός, έναν πολυπλέκτη ή συνδυαστή WDM που συνδυάζει τα μήκη κύματος σε μία οπτική ίνα και έναν αποπολυπλέκτη WDM ή έναν οπτικό διαχωριστή που χωρίζει τα μήκη κύματος στους αντίστοιχους δέκτες τους.
Τύποι πολυπλεκτών WDM
Πολυπλέκτες CWDM & DWDM
Οι πολυπλέκτες WDM είναι διαθέσιμοι σε ποικίλα μεγέθη, αλλά συνήθως συναντώνται με διαμορφώσεις 2, 4, 8, 16, 32 και 64 καναλιών. Οι τύποι πολυπλεκτών είναι ευρυζωνικές (ή διασυνοριακές), στενές ζώνες και πυκνές. Οι πολυπλέκτες ευρείας ζώνης ή πολλαπλής ζώνης ( CWDM Multiplexer ) είναι συσκευές που συνδυάζουν ένα ευρύ φάσμα μηκών κύματος, όπως 1310 nm και 1550 nm. Ένας πολυδιαυλωτής στενής ζώνης θα συνδυάζει πολλαπλά μήκη κύματος με απόσταση καναλιών 1000 GHz. Ένας πυκνός πολυπλέκτης συνδυάζει μήκη κύματος με διαστήματα καναλιών 100 GHz. Εδώ εμφανίζεται ένα βασικό σύστημα WDM ευρείας ζώνης ή διασταύρωσης.
Τα συστήματα Narrowband WDM (DWDM) έχουν κανάλια χωρητικότητας 1000 GHz, ή περίπου 8 nm. Ακολουθεί ένα σχήμα που δείχνει ένα βασικό σύστημα στενής ζώνης WDM.
Το βιομηχανικό πρότυπο στους πολυπλέκτες πολυπλεξίας DWDM (Dense Density Wavelength Division Multiplexing Multiplexing Multiplexers ), όπως συνιστάται από τη Διεθνή Ένωση Τηλεπικοινωνιών (ITU), είναι 100 GHz ή περίπου 0,8 nm. Υπάρχουν πολυπλέκτες DWDM C-band, S-band και L-band. Η ζώνη C είναι η ζώνη 1550 nm που χρησιμοποιεί μήκη κύματος από 1530 έως 1565 nm. Η ζώνη S χρησιμοποιεί μήκη κύματος από 1525 έως 1538 nm και η ζώνη L χρησιμοποιεί μήκη κύματος από 1570 έως 1610 nm.
Όσο πιο κοντά βρίσκονται τα κανάλια σε απόσταση, τόσο μεγαλύτερος είναι ο αριθμός των καναλιών που μπορούν να εισαχθούν σε μια ζώνη. Επί του παρόντος υπάρχει απόσταση 50 GHz (οι πολυπλέκτες DWDM 50 GHz είναι γενικά με 64, 80, 88, 96 κανάλια). Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι καθώς η απόσταση ή το πλάτος κάθε καναλιού μειώνεται, τόσο μικρότερο είναι το φασματικό πλάτος. Αυτό είναι σημαντικό, διότι το μήκος κύματος πρέπει να είναι σταθερό ή βιώσιμο αρκετά και να μην παρασύρεται σε παρακείμενο κανάλι. Εκτός από το πολύ στενό φασματικό πλάτος, ο πομπός λέιζερ δεν μπορεί να παρασύρει (πρέπει να βγάζει το ίδιο μήκος κύματος ανά πάσα στιγμή). Εάν το μήκος κύματος εξόδου του πομπού λέιζερ αλλάζει ακόμη και μερικά δέκατα ενός νανομέτρου, θα μπορούσε να μεταφερθεί στο επόμενο κανάλι και να προκαλέσει προβλήματα παρεμβολής.
Μονόδρομοι και αμφίδρομοι πολυπλέκτες WDM
Υπάρχουν διαφορετικές διαμορφώσεις πολυπλεκτών WDM. Όλα όσα καλύψαμε μέχρι τώρα, περιγράφουν ένα μονοκατευθυντικό σύστημα WDM. Ο Πολυπλέκτης πολλαπλών καναλιών WDM έχει διαμορφωθεί έτσι ώστε ο πολυπλέκτης να συνδέεται μόνο με οπτικούς πομπούς ή δέκτες. Με άλλα λόγια, επιτρέπει στο φως να ταξιδεύει μόνο σε μία κατεύθυνση και παρέχει μόνο απλή επικοινωνία μέσω μίας μόνο οπτικής ίνας. Επομένως, οι επικοινωνίες πλήρους αμφίδρομης επικοινωνίας απαιτούν δύο οπτικές ίνες.
Ένας πολυπλέκτης WDM που έχει σχεδιαστεί για σύνδεση με πομπούς και δέκτες καλείται αμφίδρομη (BiDi). στην ουσία, ο πολυδιαυλωτής WDM BiDi έχει σχεδιαστεί για οπτική μετάδοση και προς τις δύο κατευθύνσεις χρησιμοποιώντας μόνο μία οπτική ίνα. Δύο κανάλια θα υποστηρίξουν μια σύνδεση αμφίδρομης επικοινωνίας. Εδώ υπάρχει ένα σχήμα που δείχνει δύο πολυδιαυλωτές BiDi WDM που επικοινωνούν σε μία μόνο οπτική ίνα.
Συμβουλές για τη χρήση πολυπλεκτών WDM
Όπως συμβαίνει με οποιαδήποτε άλλη συσκευή που προστίθεται σε δίκτυο οπτικών ινών, υπάρχουν παράγοντες που πρέπει να ληφθούν υπόψη. Δεδομένου ότι οι απώλειες είναι ένας παράγοντας που πρέπει να ληφθεί υπόψη, θα πρέπει να θυμάστε ότι όσο μεγαλύτερος είναι ο αριθμός των καναλιών, τόσο μεγαλύτερες είναι οι απώλειες εισαγωγής όταν χρησιμοποιούνται πολυπλέκτες WDM. Άλλες προδιαγραφές που πρέπει να έχετε κατά νου όταν χρησιμοποιείτε πολυπλέκτες WDM είναι η μόνωση, το PMD και το φασματικό εύρος ζώνης.
Περίληψη
Οι πολυπλέκτες WDM είναι ευρέως χρησιμοποιούμενες συσκευές που παρέχουν έναν τρόπο να αξιοποιήσουν την τεράστια χωρητικότητα των οπτικών ινών χωρίς το κόστος χρήσης των ταχύτερων πομπών και δεκτών λέιζερ. Απλά σκεφτείτε: ένα σύστημα WDM 8 καναλιών που χρησιμοποιεί απευθείας μεταγωγικούς πομπούς λέιζερ 2,5 Gbps φέρει διπλάσια δεδομένα από έναν απλό μεταδότη λέιζερ 10 Gbps με έμμεση διαμόρφωση. Τα συστήματα WDM επιτρέπουν στους σχεδιαστές να συνδυάζουν μέτρια στοιχεία απόδοσης και να δημιουργούν ένα σύστημα εξαιρετικής απόδοσης. Τα συστήματα WDM προσφέρουν το μεγαλύτερο κτύπημα για το buck!