تعدد الإرسال بتقسيم الطول الموجي (WDM) بما في ذلك تعدد الإرسال بتقسيم الطول الموجي الخشن (CWDM) وتعدد الإرسال بتقسيم الطول الموجي الكثيف (DWDM). يشير إلى الإرسال المتزامن لإشارات متعددة بأطوال موجية مختلفة على ألياف ضوئية واحدة. الغرض الأساسي من WDM هو زيادة عرض النطاق الترددي المتاح للألياف الضوئية، مما يسمح بتوسيع السعة دون الحاجة إلى مد كابلات ألياف إضافية. ولذلك، يتم اعتماده على نطاق واسع من قبل شركات الاتصالات.
CWDM: تباعد الطول الموجي ≥ 20 نانومتر، عادةً ما يستخدم ثمانية نطاقات طول موجي بين 1470 و1610 نانومتر مع تباعد 20 نانومتر.
DWDM: تباعد الطول الموجي < 10 نانومتر، عادةً باستخدام نطاق الطول الموجي 1550-1570 نانومتر مع تباعد الطول الموجي 200 جيجا هرتز (1.6 نانومتر)، 100 جيجا هرتز (0.8 نانومتر)، 0r 50 جيجا هرتز (0.4 نانومتر).
بشكل عام، بالنسبة لـ CWDM، يتم استخدام ثنائيات الليزر غير المبردة، بينما DWDM، يتم استخدام الثنائيات الليزرية المبردة. تستخدم ثنائيات الليزر المبردة ضبط درجة الحرارة، بينما تستخدم ثنائيات الليزر غير المبردة الضبط الإلكتروني.
نظرًا للمستوى العالي من التكامل بين معدات تعدد الإرسال بتقسيم الطول الموجي الكثيف (DWDM)، DWDM يمكن للأجهزة الإرسال عبر مسافات أطول مقارنة بأجهزة CWDM.
لا تستطيع أجهزة تعدد الإرسال بتقسيم الطول الموجي CWDM حاليًا تحقيق إرسال لمسافة غير محدودة، حيث تقتصر مسافة الإرسال القصوى على 160 كيلومترًا، بينما يمكن لأجهزة DWDM تحقيق مسافات إرسال أكبر بكثير من أجهزة CWDM.
يعمل نظام مضاعفة تقسيم الطول الموجي DWDM، بسبب التوزيع غير المتساوي لدرجة الحرارة عبر نطاق واسع من الطول الموجي، على زيادة تكلفة التشغيل عند استخدام تقنية التبريد بالليزر لتنظيم درجة الحرارة.
علاوة على ذلك، تكلف أنظمة تعدد الإرسال بتقسيم الطول الموجي DWDM عادةً ما بين أربعة إلى خمسة أضعاف تكلفة أنظمة تعدد الإرسال بتقسيم الطول الموجي CWDM. ومع ذلك، نظرًا لأن DWDM أصبح أكثر انتشارًا، فإن أسعار الوحدات الضوئية DWDM أصبحت الآن أقل بنسبة 20٪ إلى 25٪ تقريبًا من الوحدات الضوئية CWDM.
بالمقارنة مع DWDM، تكمن المزايا الأساسية لأنظمة CWDM في انخفاض تكلفتها، حيث تتمثل مكونات التكلفة الرئيسية في المرشحات والليزر. يتطلب التباعد الأوسع للطول الموجي البالغ 20 نانومتر لـ CWDM مواصفات فنية أقل صرامة لليزر ويبسط بنية معددات الإرسال/مزيلات الإرسال الضوئية، مما يزيد من إنتاجية الإنتاج ويقلل التكاليف.
من ناحية أخرى، يعتبر DWDM مناسبًا للإرسال لمسافات طويلة. بفضل تباعد الطول الموجي الأضيق، يمكن لـ DWDM أن يستوعب من 8 إلى 160 طولًا موجيًا على ألياف بصرية واحدة، مما يجعلها أكثر ملاءمة للإرسال لمسافات طويلة. بمساعدة مضخمات الألياف المشبعة بالإربيوم (EDFAs)، يمكن لأنظمة DWDM العمل على مدى آلاف الكيلومترات.
CWDM وDWDM لهما سيناريوهات تطبيق مختلفة بسبب خصائصهما المميزة.
يتم استخدام CWDM للوصول إلى شبكة المناطق الحضرية، والاتصالات، وشبكات المؤسسات، وشبكات الحرم الجامعي، وسيناريوهات الاتصالات ذات المسافات القصيرة الأخرى. إنه يوفر نقلًا أساسيًا لشبكة الألياف الضوئية ويمكنه تلبية احتياجات الاتصالات العامة.
يعتبر DWDM مناسبًا للإرسال لمسافات طويلة، أو شبكات المسافات الطويلة ذات السعة العالية، أو العقد الأساسية ذات السعة العالية جدًا في شبكات المناطق الحضرية.
نظرًا للطلب المتزايد على عرض النطاق الترددي، حققت DWDM خطوات كبيرة في خفض التكلفة، مما جعلها تحظى بشعبية متزايدة في السوق. ومع ذلك، لا يزال CWDM يحتفظ بميزة سعرية، لا سيما في السيناريوهات ذات معدلات الاتصال أقل من 10G والنقل لمسافات قصيرة. في عمليات نشر شبكة البيانات المنخفضة، يظل CWDM هو الخيار الأكثر جدوى المتاح.
تتمتع كل من معدات CWDM ومعدات DWDM بمزاياها الخاصة في شبكات OTN. تكمن ميزة معدات CWDM في قدرتها على استخدام ليزر ردود الفعل الموزعة غير المبردة والمرشحات السلبية غير المكلفة. وهذا يجعله معتمدًا حاليًا على نطاق واسع في الأنظمة التي تعتبر فيها التكلفة أحد الاعتبارات الرئيسية مقارنة بمعدات DWDM.
في حين أن اعتماد تقنية CWDM في أنظمة DWDM يسمح باستخدام وحدات بصرية أكثر فعالية من حيث التكلفة، فإن التباعد الأكبر بين قنوات CWDM يؤدي إلى انخفاض عدد الأطوال الموجية المتاحة في النظام. يقيد هذا القيد قدرة نقل النظام إلى حد ما، مما يجعله غير متساوٍ تمامًا مع معدات DWDM غير الهجينة.
بناءً على التحليل المقدم أعلاه، من الواضح أنه في المستقبل، ستكمل معدات CWDM وDWDM بعضها البعض بدلاً من استبدال بعضها البعض.
تنفيذ الإرسال من نقطة إلى نقطة DWDM
في طوبولوجيا من نقطة إلى نقطة، تستخدم الأجهزة موارد ألياف ضوئية محدودة لتعدد وتجميع خدمات متعددة ثنائي الاتجاه بين نقطتين، مما يحقق عدة أضعاف سعة عرض النطاق الترددي الأصلي، ويتجاوز CWDM من حيث سعة عرض النطاق الترددي.
تنفيذ الشبكة الحلقية OADM
باستخدام المعدات الطرفية لتعدد الإرسال بتقسيم الطول الموجي (Mux/Demux) بالتزامن مع أجهزة تعدد الإرسال الضوئية الإضافية (OADM)، يتم استخدام أطوال موجية متعددة بطريقة أعلى وأسفل لإنشاء شبكة طوبولوجيا حلقية في الاتصالات الضوئية الحضرية.
استخدام قنوات ذات أطوال موجية متعددة في إعداد ثنائي الألياف لإنشاء شبكة حلقية متناظرة للخدمات. في حالة فشل المسار الرئيسي، يتم تحويل الخدمات تلقائيًا إلى المسار الاحتياطي، مما يضمن الحماية على مستوى الخدمة ومستوى تعدد الإرسال. وهذا يضمن نقلًا مستقرًا للخدمة ويعزز موثوقية النظام.
بالإضافة إلى ذلك، فإن قنوات DWDM مستقلة عن بعضها البعض، مما يتيح الاتصال الخالي من التداخل وزيادة السعة مع الحفاظ على موارد الألياف الضوئية. ويضمن هذا النهج أمان واستقرار إشارات الخدمة، مع تسليط الضوء على مزايا تعدد الإرسال بتقسيم الطول الموجي.
استخدام تقنية التضخيم البصري لمضخم الألياف المشبع بالإربيوم (EDFA) جنبًا إلى جنب مع DWDM لتمكين النقل لمسافات طويلة. بالإضافة إلى النظر في مسألة التشتت وتنفيذ تعويضات التشتت.
في الأصل، نظرًا لمتطلبات أربعة ألياف ضوئية تربط كل عقدة بمفتاح الطبقة الأساسية، كانت هناك حاجة إلى قدر كبير من موارد الألياف الضوئية. باستخدام الشبكة ثنائية النجوم التي تستخدم مكونات DWDM، يمكن تحقيق نفس الوظيفة باستخدام عدد قليل جدًا من الألياف الضوئية. يسمح هذا الأسلوب أيضًا بوصول أكبر للمستخدم إلى موارد الألياف الضوئية المحدودة.
حتى الآن، إذا كان المستخدمون بحاجة إلى المزيد من القنوات في شبكة WDM الخاصة بهم، فقد اضطروا إلى الانتقال إلى استخدام معدات DWDM. تسمح معدات DWDM بزيادة كبيرة في عدد القنوات بسبب صغر طول الموجة. ولكنه أيضًا يزيد بشكل كبير من التكلفة لكل قناة. لذلك، يحتاج المستخدمون إلى تقييم نمو أعمالهم المستقبلية وتحديد ما إذا كانوا يريدون تركيب معدات CWDM أقل مرونة بتكلفة أولية أقل أو اختيار معدات DWDM أكثر مرونة بتكلفة أولية أعلى.
