1 تقنية WDM
يشير تعدد الإرسال بتقسيم الطول الموجي (WDM) إلى تقنية إرسال اثنتين أو أكثر من إشارات الطول الموجي الضوئية عبر قنوات بصرية مختلفة في نفس الألياف الضوئية لنقل المعلومات. تتضمن WDM مضاعفة تقسيم التردد (FDM) وتعدد الإرسال بتقسيم الطول الموجي. في جوهرها ، لا يوجد فرق كبير بين تقنية تعدد الإرسال بتقسيم التردد البصري (FDM) وتقنيات WDM لأن موجات الضوء جزء من الطيف الكهرومغناطيسي ، فهناك تطابق واحد لواحد مع تردد الضوء وطول موجة الضوء. عادةً ما يمكن فهم أن تعدد الإرسال بتقسيم التردد البصري يشير إلى التقسيم الفرعي للترددات الضوئية ، حيث تكون القنوات الضوئية معبأة بكثافة. يشير تعدد الإرسال بتقسيم الطول الموجي البصري إلى التقسيم الخشن للترددات الضوئية ، حيث تكون مضاعفات الإرسال البصري متباعدة ، حتى في النوافذ المختلفة للألياف.
يتم تطبيق تعدد الإرسال بتقسيم الطول الموجي البصري عمومًا على معددات تقسيم الطول الموجي ومزيلات تعدد الإرسال (المعروفة أيضًا باسم المجمعة / الفاصل) الموضوعة على طرفي الألياف ، على التوالي ، لتحقيق الاقتران والفصل بين الموجات الضوئية المختلفة. مبادئ هذين الجهازين هي نفسها. تشمل الأنواع الرئيسية لمضاعفات تقسيم الطول الموجي البصري نوع المستدق ثنائي الاتجاه المنصهر ، ونوع الفيلم العازل ، والنوع المقضب والنوع المسطح. مؤشرات الأداء الأولية وفقدان الإدراج ودرجة العزلة. تشير خسارة الإدراج إلى الزيادة في فقدان الارتباط البصري الناتج عن استخدام معدات تعدد إرسال بتقسيم الطول الموجي في الارتباط البصري. عندما يتم إرسال الطول الموجي 11 و l2 من خلال نفس الألياف ، فإن الفرق في القدرة بين نهاية الإدخال لقدرة الطول الموجي لمزيل تعدد الإرسال l2 ونهاية الإخراج لمضاعف الإرسال للطول الموجي 11 المختلط يسمى درجة العزل. الميزات والمزايا التقنية لتعدد الإرسال بتقسيم الطول الموجي البصري هي كما يلي:
1.1 الاستفادة الكاملة من النطاق المنخفض الخسارة من الألياف الضوئية لزيادة قدرة إرسال الألياف ، بحيث يتضاعف الحد المادي للألياف لنقل المعلومات إلى عدة مرات. حاليًا ، نحن نستخدم فقط جزءًا صغيرًا جدًا من طيف الألياف الضوئية منخفض الفقد (1310 نانومتر-1550 نانومتر) ، يمكن لـ WDM الاستفادة الكاملة من عرض النطاق الترددي الضخم للألياف أحادية الوضع التي تبلغ حوالي 25 هرتز ، مما يضمن عرض نطاق نقل كافٍ.
1.2 تساعد القدرة على إرسال إشارتين غير متزامنتين أو أكثر في نفس الألياف الضوئية على توافق الإشارات الرقمية والتناظرية ، بغض النظر عن معدل البيانات والتشكيل. كما يوفر مرونة في إزالة القنوات أو إضافتها في منتصف الخط.
1.3 لنظام الألياف الضوئية المدمج ، خاصة تلك التي تحتوي على عدد صغير من نوى كابل الألياف الضوئية الموضوعة في المراحل المبكرة ، طالما أن النظام الأصلي به هامش طاقة ، يمكن أن يزيد من السعة لتحقيق إشارة متعددة أحادية الاتجاه أو إرسال إشارة ثنائية الاتجاه دون إجراء تغييرات كبيرة على النظام الأصلي ، مع مرونة قوية.
1.4 بسبب الانخفاض الكبير في استخدام الألياف الضوئية ، تم تخفيض تكاليف البناء بشكل كبير ، وبسبب قلة الألياف ، يمكن استردادها بسرعة وسهولة في حالة حدوث عطل.
1.5 تقلل الطبيعة المشتركة للمعدات البصرية النشطة من تكلفة إرسال إشارات متعددة أو إضافة خدمات جديدة.
1.6 يتم تقليل المعدات النشطة في النظام بشكل كبير ، مما يحسن موثوقية النظام. في الوقت الحالي ، نظرًا للمتطلبات العالية والتعقيد التقني للمعدات مثل أجهزة الإرسال الضوئية متعددة الحامل WDM وأجهزة الاستقبال البصرية وغيرها من المعدات ، فإن التطبيق الفعلي لإدارة الطلب على المياه ليس واسع الانتشار. بالإضافة إلى ذلك ، لم تواجه خدمات البث التلفزيوني التقليدي نقصًا خاصًا في استخدام كبلات الألياف البصرية متعدد النواة. ومع ذلك ، مع تطور خدمات تلفزيون الكابل المتكاملة ، فإن الطلب المتزايد على النطاق الترددي للشبكة ، وتنفيذ أنواع مختلفة من الخدمات الانتقائية ، والتكاليف الاقتصادية لترقيات الشبكة ، وخصائص ومزايا WDM في نظام الإرسال CATV آخذ في الظهور تدريجياً. يوضح هذا آفاقًا واسعة لتطبيقه وقد يؤثر حتى على نمط تطوير شبكات CATV.
2 مبدأ التكنولوجيا
في أنظمة اتصالات الموجة الحاملة التناظرية ، عادةً ما يتم استخدام تعدد الإرسال بتقسيم التردد لتعزيز قدرة إرسال النظام ، والاستفادة الكاملة من موارد النطاق الترددي للكابل. هذا يعني أن الإشارات من قنوات متعددة يتم إرسالها في وقت واحد عبر نفس الكابل ، وفي الطرف المستقبِل ، يمكن تصفية إشارة كل قناة باستخدام مرشح ممر النطاق استنادًا إلى اختلاف التردد لكل ناقل. وبالمثل ، يمكن أيضًا استخدام نظام اتصالات الألياف الضوئية في طريقة مضاعفة تقسيم التردد البصري لتحسين قدرة إرسال النظام. يتضمن ذلك استخدام مزيل تعدد الإرسال (مكافئ لمرشح ممر النطاق البصري) عند الطرف المستقبل لفصل الموجة الحاملة الضوئية لكل إشارة. تهدف تقنية WDM إلى الاستفادة الكاملة من موارد النطاق الترددي الضخم في منطقة الخسارة المنخفضة للألياف أحادية الوضع ، وفقًا للترددات المختلفة (أو الأطوال الموجية) لكل قناة ، يمكن تقسيم نافذة الخسارة المنخفضة للألياف إلى عدة القنوات ، الموجة الضوئية كحامل للإشارة. في نهاية جهاز الإرسال ، يتم استخدام WDM (Combiner) لدمج حاملات الإشارة ذات الأطوال الموجية المختلفة في ليف واحد للإرسال. عند الطرف المستقبِل ، تُستخدم مُضاعِفات تقسيم الطول الموجي (الفاصل) لفصل هذه الموجات الحاملة الضوئية ذات الأطوال الموجية المختلفة التي تحمل إشارات مختلفة. نظرًا لأنه يمكن اعتبار إشارات الموجات الحاملة الضوئية ذات الأطوال الموجية المختلفة مستقلة عن بعضها البعض (عندما لا تؤخذ الألياف اللاخطية في الاعتبار) ، يمكن تحقيق تعدد إرسال الإشارات الضوئية في ليف واحد. من خلال إرسال الإشارات بأطوال موجية مختلفة في اتجاهين ، يمكن تحقيق الإرسال ثنائي الاتجاه. اعتمادًا على مُضاعِف تقسيم الطول الموجي ، يختلف عدد الأطوال الموجية التي يمكن مضاعفتها من اثنين إلى عدة عشرات. عادة ، تتوفر الأنظمة التجارية مع 8 و 16 أطوال موجية ، اعتمادًا على التباعد المسموح به بين أطوال الموجات الحاملة الضوئية.
WDM هي في الأساس تقنية تعدد إرسال بتقسيم التردد (FDM) مطبقة على التردد البصري. من منظور تكنولوجيا الإرسال المطبقة في الصين لعقود ، اتبع التقدم مسار FDM-TDM-TDM FDM. في المرحلة المبكرة من الإرسال التناظري ، تم استخدام الكابلات المحورية مع التكنولوجيا التناظرية FDM في المجال الكهربائي ، حيث كان لكل إشارة صوتية عرض نطاق ترددي قدره 4 كيلو هرتز واحتلت جزءًا من عرض النطاق الترددي لوسيط الإرسال (مثل الكبل المحوري). ترسل أنظمة PDH و SDH إشارة رقمية للنطاق الأساسي TDM عبر الألياف ، مع معدل 64 كيلو بايت / ثانية لكل إشارة صوتية ؛ تقنية WDM ، من ناحية أخرى ، هي تقنية تعدد إرسال بتقسيم التردد للألياف البصرية ، ويجمع نظام WDM 16 (8) × 2.5 جيجابت / ثانية بين التكنولوجيا التناظرية للتردد البصري FDM مع التكنولوجيا الرقمية TDM للتردد الكهربائي.
WDM هي في الأساس تقنية FDM لتقسيم التردد البصري ، حيث تتحقق كل قناة طول موجي بقسمة مجال التردد. تحتل كل قناة طول موجي جزءًا من عرض النطاق الترددي للألياف ، والذي يختلف عن تقنية FDM السابقة المستخدمة مع الكبل المحوري.
2.1 يختلف وسيط الإرسال ، حيث يقوم نظام WDM بإجراء تعدد إرسال بتقسيم التردد على الإشارات الضوئية ، بينما يقوم النظام المحوري بتعدد إرسال بتقسيم التردد على الإشارات الكهربائية.
2.2 في كل مسار ، يرسل نظام الكبل المحوري الإشارة التناظرية للإشارة الصوتية 4KHz ، بينما ينقل نظام WDM حاليًا الإشارات الرقمية ، مثل SDH2.5Gb / s أو الأنظمة الرقمية عالية السرعة ، على كل قناة ذات طول موجي.
