Από το Ω έως το Λ: η εξέλιξη των οπτικών ζωνών μήκους κύματος
Στο σύστημα επικοινωνιών οπτικών ινών έχουν οριστεί και τυποποιηθεί διάφορες ζώνες μετάδοσης, από την αρχική ζώνη Ο έως τη ζώνη U / XL. Οι ζώνες E- και U / XL έχουν συνήθως αποφευχθεί επειδή έχουν μεγάλες περιοχές απώλειας μετάδοσης. Η ζώνη E αντιπροσωπεύει την περιοχή κορυφής νερού, ενώ η ζώνη U / XL βρίσκεται στο άκρο του παραθύρου μετάδοσης για γυαλί πυριτίου.
Οι ινστιτούτο δακτυλίων Intercity και Metro φέρουν ήδη σήματα σε πολλαπλά μήκη κύματος για να αυξήσουν το εύρος ζώνης. Οι ίνες που εισέρχονται στο σπίτι σύντομα θα κάνουν το ίδιο. Τώρα υπάρχουν αρκετοί τύποι οπτικών τηλεπικοινωνιακών συστημάτων που έχουν αναπτυχθεί, μερικά βασισμένα σε πολυπλεξία διαίρεσης χρόνου (TDM) και άλλα σε πολυπλεξία διαίρεσης κύματος μήκους κύματος (WDM), είτε σε πολυπλεξία πυκνής πολυπλεξίας διαίρεσης κύματος (DWDM) είτε σε πολυπλεξία διαίρεσης κύματος μεγάλου μήκους κύματος (CWDM). Αυτό το άρθρο μπορεί να αντιπροσωπεύει την εξέλιξη των ζωνών οπτικού μήκους κύματος κυρίως με την περιγραφή αυτών των τριών συστημάτων υψηλής απόδοσης.
Πυκνική πολυπλεξία διαίρεσης μήκους κύματος
Τα συστήματα DWDM αναπτύχθηκαν για να αντιμετωπίσουν τις αυξανόμενες ανάγκες εύρους ζώνης των οπτικών δικτύων. Η στενή απόσταση (συνήθως 0,2 nm) μεταξύ των ζωνών μήκους κύματος αυξάνει τον αριθμό των μηκών κύματος και επιτρέπει ταχύτητες δεδομένων πολλών Terabits ανά δευτερόλεπτο (Tbps) σε μία μόνο ίνα.
Αυτά τα συστήματα αναπτύχθηκαν αρχικά για μήκη κύματος ακτίνων λέιζερ στη ζώνη C και αργότερα στη λωρίδα L, αξιοποιώντας τα μήκη κύματος με τους χαμηλότερους ρυθμούς εξασθένησης στις ίνες γυαλιού καθώς και τη δυνατότητα οπτικής ενίσχυσης. Οι ενισχυτές ίνας που είναι εφοδιασμένοι με Erbium (EDFAs, οι οποίοι λειτουργούν σε αυτά τα μήκη κύματος) αποτελούν βασική τεχνολογία για τα συστήματα αυτά. Επειδή τα συστήματα WDM χρησιμοποιούν ταυτόχρονα πολλά μήκη κύματος, πράγμα που μπορεί να οδηγήσει σε πολύ εξασθένηση. Επομένως, εισάγεται η τεχνολογία οπτικής ενίσχυσης. Ο ενισχυτής Raman και οι ενισχυτές ίνας που είναι εφοδιασμένοι με έρβιο είναι δύο συνήθεις τύποι που χρησιμοποιούνται στο σύστημα WDM.
Προκειμένου να ανταποκριθεί στη ζήτηση για "απεριόριστο εύρος ζώνης", πιστεύεται ότι το DWDM θα πρέπει να επεκταθεί σε περισσότερες μπάντες. Στο μέλλον, όμως, η L-μπάντα θα αποδειχθεί χρήσιμη. Επειδή τα EDFAs είναι λιγότερο αποτελεσματικά στη ζώνη L, η χρήση της τεχνολογίας ενίσχυσης Raman θα επαναληφθεί, με σχετικά μήκη κύματος άντλησης κοντά στα 1485 nm.
Πολυπλεξία διαίρεσης χονδρών κυμάτων
Το CWDM είναι η έκδοση χαμηλού κόστους του WDM. Γενικά, αυτά τα συστήματα δεν ενισχύονται και επομένως έχουν περιορισμένη εμβέλεια. Χρησιμοποιούν συνήθως λιγότερο δαπανηρές πηγές φωτός που δεν έχουν σταθεροποιηθεί σε θερμοκρασία. Μεγαλύτερα κενά μεταξύ των μηκών κύματος είναι απαραίτητα, συνήθως 20 nm. Φυσικά, αυτό μειώνει τον αριθμό των μηκών κύματος που μπορούν να χρησιμοποιηθούν και έτσι μειώνει το συνολικό διαθέσιμο εύρος ζώνης.
Τα υπάρχοντα συστήματα χρησιμοποιούν τις ζώνες S, C και L επειδή αυτές οι ζώνες ζουν στην φυσική περιοχή για χαμηλές οπτικές απώλειες σε ίνες γυαλιού. Παρόλο που είναι δυνατή η επέκταση της ζώνης Ο και Ε (1310 nm έως 1450 nm), η προσέγγιση του συστήματος (η απόσταση που μπορεί να μεταφέρει το φως στις ίνες και εξακολουθεί να παρέχει καλό σήμα χωρίς ενίσχυση) θα έχει ως αποτέλεσμα απώλειες λόγω χρήσης του 1310 nm σε σύγχρονες ίνες.
Χρονική πολυπλεξία
Τα συστήματα TDM χρησιμοποιούν είτε μία ζώνη μήκους κύματος είτε δύο (με μια ζώνη μήκους κύματος που κατανέμεται σε κάθε κατεύθυνση). Οι λύσεις TDM βρίσκονται επί του παρόντος στο προσκήνιο με την ανάπτυξη τεχνολογιών fiber-to-the-home (FTTH). Τόσο το EPON όσο και το GPON είναι συστήματα TDM. Η τυπική κατανομή του εύρους ζώνης για GPON απαιτεί μεταξύ 1260 και 1360 nm ανάντη, 1440 έως 1500 nm προς τα κάτω και 1550 έως 1560 nm για βίντεο καλωδιακής τηλεόρασης.
Για να ανταποκριθούν στην αύξηση της ζήτησης εύρους ζώνης, τα συστήματα αυτά θα απαιτήσουν αναβάθμιση. Μερικοί προβλέπουν ότι το TDM και το CWDM (ή ακόμα και το DWDM) θα πρέπει να συνυπάρχουν στις ίδιες εγκατεστημένες ίνες δικτύου. Για να επιτευχθεί αυτό, βρίσκονται σε εξέλιξη εργασίες στους οργανισμούς τυποποίησης για τον ορισμό φίλτρων που αποκλείουν μήκη κύματος εκτός GPON για εγκατεστημένους πελάτες. Αυτό θα απαιτήσει το τμήμα CWDM να χρησιμοποιεί ζώνες μήκους κύματος μακριά από εκείνα που προορίζονται για το GPON. Κατά συνέπεια, θα πρέπει να χρησιμοποιούν τις ζώνες L ή C και L και με την προϋπόθεση ότι το βίντεο δεν χρησιμοποιείται.
συμπέρασμα
Σε κάθε περίπτωση, έχει αποδειχθεί επαρκής απόδοση για να εξασφαλιστεί υψηλή απόδοση για τα συστήματα του σήμερα και του αύριο. Από αυτό το άρθρο, γνωρίζουμε ότι η αρχική Ο-μπάντα δεν έχει ικανοποιήσει την ταχεία ανάπτυξη του υψηλού εύρους ζώνης πια. Και η εξέλιξη των ζωνών οπτικού μήκους κύματος σημαίνει ότι όλο και περισσότερες ζώνες θα καλούνται. Στο μέλλον, με την ανάπτυξη εφαρμογών FTTH, δεν υπάρχει αμφιβολία ότι οι ζώνες C και L θα διαδραματίσουν όλο και πιο σημαντικούς ρόλους στο οπτικό σύστημα μετάδοσης.