Vlnový multiplex

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie

V optických sítích představuje vlnový multiplex (WDM) technologii, kterou se při přenosu multiplexuje více optických signálů v jednom optickém vlákně s použitím rozdílných vlnových délek (barev) LED nebo laserů. Je tak umožněno rozšířit kapacitu média nebo provést obousměrnou komunikaci na jednom optickém vlákně.

Vlnový multiplex je nejčastěji používán jako optická nosná vlna (obvykle popsaná svojí vlnovou délkou), zatímco frekvenční multiplex je typicky použit v rádiových sítích. Stejně jako se při frekvenčním mulitplexu pro různé signály používají různé frekvence, tak pro komunikaci po optickém vlákně je použit WDM za použití nosných různých vlnových délek.

Obsah 1 WDM 2 Coarse WDM 3 Dense WDM 3.1 DWDM Systémy 3.2 Wavelength Converting Transponders 3.3 The Reconfigurable Optical Add-Drop Multiplexer 4 Související články 5 Také 6 Externí odkazy

[editovat] WDM

WDM používá multiplexer ve vysílači pro spojení signálů dohromady a demultiplexer v přijímači pro následné rozděleni. Se správným typem vlákna je možné mít zařízení, které umožňuje oboje současně a funguje jako optický add-drop multiplexer. Zařízení pro optickou filtraci používáná v modemech jsou obvykle etalony, stálé jednofrekvenční interferometry (Fabry-Perot) fungující na principu optických skel, na nichž je nanesen tenký film.

Koncept byl poprvé publikován v roce 1970 a v roce 1978 byl WDM realizován v laboratořích. Prvni WDM umělo kombinovat dva signály. Moderní systémy umožňují až 160 signálů a umožňují rozšířit 10 Gbit/s optický systém na teoretickou kapacitu 1.6 Tbit/s přes jeden optický pár.

WDM je populární v telekomunikačních společnostech, protože jim umožňuje rozšiřovat kapacitu sítě bez nutnosti pokládání dalších optických vláken. Při použité WDM a optických zesilovačů, můžou umístit více generaci technologie v jejich optické infrastruktuře, bez nutnosti renovace páteřní sítě. Kapacita může být navyšována jednoduchým rozšířením multiplexu na každém konci.

Nejčastěji se používaji opticko-elektricko-optické převodníky na samém okraji transportní sítě, čímž je zachována interoperabilita s existujícími zařízení s optickými rozhraními.

Většina WDM systému pracuje na single mode optických vlákech, které mají průměr jádra 9 µm.

Některé typy WDM pracují i na multi-mode optických vláknech (známe také jako prostorové kabely) které mají průměr jádra 50 nebo 62,5 µm.

Prvotní WDM systémy byly hodně drahé a komplikované. Nicméně standardizace, lepší porozumění dynamice WDM systémů, měla za následek nasazování WDM systémů a jejich zlevňování.

Optické přijímače, kontrastující s laserovými zdroji, směřují k širokopásmovým zařízením.

[editovat] Coarse WDM

„Coarse Wavelength Division Multiplexing“ byl docela všeobecný pojem a znamenal mnoho rozdílných věcí.

Před ITU standatizaci, bylo považováno za Coarse WDM dva (nebo více) signálů multiplexovaných do jednoho optického vlákna, kde jeden signál mel pásmo 1550-nm nebo 1310 nm pásmo.

ITU standardizovala 20 nm kanálové rozteče pro použití s CWDM za použití vlnových délek mezi 1270 nm a 1610 nm. Širší kanál 20 nm může využívat teplotně nestabilizovaný laser (DFB) a z tohoto důvodu jsou tyto systémy levnější než multiplexy s hustým dělením (DWDM). V současné době se převážně využívá pásmo 1470 nm až 1610 nm. Vlnové délky mezi 1350 nm až 1450 nm se nepoužívají z důvodu nasazení na optická vlákna G.652.B, která mají zvýšený útlum vlivem „waterpeeku“ v okolí vlnové délky 1383 nm a tyto zvyšené hodnoty zasahují i do dalších kanálů. Též kanály v okolí 1310 nm nejsou obvyklé. S nástupen nových vláken standardu G.652.C a G.652.D (eliminace zvýšení útlumu v okolí 1383 nm) lze očekávat využití celého pásma od 1270 nm do 1610 nm (20 kanálů). Připravují se i aplikace CWDM pro projekty FTTx.

Ethernet standard LX-4 fyzické vrstvy je příkladem CWDM systemu, který na čtyřech vlnových délkách blízko 1310 nm, kde na nosné je 3,125 gbps a jsou použity pro přenos 10 gbps agregovaných dat.

[editovat] Dense WDM

[editovat] DWDM Systémy

[editovat] Wavelength Converting Transponders

Zesilovače, které musí být přítomny v signálové cestě kvůli ztrátám a postupnému "oslabování" signálu. Využívá se většinou převod na elektrickou vličinu, následuje úprava signálu a poté opět převod zpět na optický signál. Někdy se tyto zesilovače také označují jako O/E/O (optical-electrical-optical) zesilovače. Podle typu úpravy signálu rozlišujeme tři typy zesilovačů.

1R

Pouhé zesílení signálu. Žádné dodatečné úpravy signálu neprobíhají. V anlické verzi je takovýto zesilovač označován jako "smetí dovnitř/smetí ven", což plně vystihuje funkci, kdy výstup je pouze zesílenou podobou vstupu.

2R

Po převodu na elektrickou veličinu, většinou se jedná o napětí, se signál zesílí a zároveň pomocí vhodného tvarovacího obvodu dojde k obnově tvaru signálu. Vhodným tvarovačem může být i klopný obvod s hysterezí. Tento typ zesilovačů není příliš běžný a předpokládá signál s digitální modulací.

3R

Po převodu z optického na elektrický signál dojde k zesílení signálu, úpravě tvaru pomocí tvarovače a ke korekci časových poloh signálu. Poslední zmíněná korekce se provádí z důvodu proměnného zpoždění signálu procházejícího vláknem.

[editovat] The Reconfigurable Optical Add-Drop Multiplexer

[editovat] Související články

• Spektrometr
• Time-division multiplexing (TDMA)
• Code-division multiple access (CDMA)
• Temné vlákno
• SFP
• XFP
• XFI
• GBIC
• Polarizační vidová disperze (PMD)
• Differential Quadrature Phase Shift Keying

[editovat] Také

1. Tomlinson, W. J.; Lin, C., „Optical wavelength-division multiplexer for the 1-1.4-micron spectral region“, Electronics Letters, vol. 14, May 25, 1978, p. 345-347. http://adsabs.harvard.edu/cgi-bin/nph-bib_query?bibcode=1978ElL....14..345T&db_key=PHY&data_type=HTML&format=
2. Ishio, H. Minowa, J. Nosu, K., „Review and status of wavelength-division-multiplexing technology and its application“, Journal of Lightwave Technology, Volume: 2, Issue: 4, Aug 1984, p.448- 463
3. First discussion: O. E. Delange, ‘Wideband optical communication systems, Part 11-Frequency division multiplexing,” hoc. IEEE, vol. 58, p. 1683, Oct. 1970.

[editovat] Externí odkazy

• WDM Blog Daily updates on the business and technology of wavelength division multiplexing
• Google Search: G.652.C
• Google Search: G.652.D
• Services Lucent Technologies
• Optical Internetworking Forum Tunable Laser Interoperability Agreement
• Introducing DWDM