1 tecnologia WDM
Wavelength Division Multiplexing (WDM) si riferisce alla tecnologia di trasmissione di due o più segnali ottici di lunghezza d'onda attraverso diversi canali ottici nella stessa fibra ottica per trasmettere informazioni. WDM include multiplexing a divisione di frequenza (FDM) e multiplexing a divisione di lunghezza d'onda. In sostanza, non c'è una differenza significativa tra la tecnologia di multiplexing a divisione di frequenza ottica (FDM) e le tecnologie WDM perché le onde luminose fanno parte dello spettro elettromagnetico, c'è una corrispondenza biunivoca tra la frequenza e la lunghezza d'onda della luce. Di solito si può anche capire che il multiplexing a divisione di frequenza ottica si riferisce alla suddivisione delle frequenze ottiche, dove i canali ottici sono densamente imballati. Il multiplexing a divisione di lunghezza d'onda ottica si riferisce alla divisione grossolana delle frequenze ottiche, in cui i multiplex ottici sono molto distanti, anche in diverse finestre della fibra.
Il multiplexing ottico a divisione di lunghezza d'onda viene generalmente applicato a multiplexer e demultiplexer a divisione di lunghezza d'onda (noti anche come combinati/splitter) posti rispettivamente alle due estremità della fibra per ottenere l'accoppiamento e la separazione di diverse onde ottiche. I principi di questi due dispositivi sono gli stessi. I principali tipi di multiplexer a divisione di lunghezza d'onda ottica includono il tipo conico biconico fuso, il tipo a film dielettrico, il tipo a reticolo e il tipo piatto. Gli indicatori di prestazione primari perdita di inserzione e grado di isolamento. La perdita di inserzione si riferisce all'aumento della perdita del collegamento ottico causato dall'uso di apparecchiature multiplexing a divisione di lunghezza d'onda nel collegamento ottico. Quando le lunghezze d'onda 11 e 2 vengono trasmesse attraverso la stessa fibra, la differenza di potenza tra l'estremità di ingresso della potenza della lunghezza d'onda l2 del demultiplexer e l'estremità di uscita del multiplexer per la lunghezza d'onda 11 mista è chiamata grado di isolamento. Le caratteristiche tecniche e i vantaggi del multiplexing ottico a divisione di lunghezza d'onda sono i seguenti:
1.1 Sfruttare appieno la banda a bassa perdita della fibra ottica per aumentare la capacità di trasmissione della fibra, in modo che il limite fisico di una fibra per trasmettere informazioni sia raddoppiato più volte. Attualmente, stiamo utilizzando solo una parte molto piccola dello spettro a bassa perdita della fibra ottica (1310nm-1550nm), WDM può sfruttare appieno l'enorme larghezza di banda della fibra monomodale di circa 25 THz, garantendo una larghezza di banda di trasmissione sufficiente.
1.2 La capacità di trasmettere due o più segnali non sincroni nella stessa fibra ottica favorisce la compatibilità dei segnali digitali e analogici, indipendentemente dalla velocità dei dati e dalla modulazione. Fornisce inoltre flessibilità per rimuovere o aggiungere canali nel mezzo della linea.
1.3 per il sistema in fibra ottica costruito, in particolare quelli con un piccolo numero di nuclei di cavo in fibra ottica posati nelle prime fasi, purché il sistema originale abbia un margine di potenza, può aumentare ulteriormente la capacità di ottenere più segnali unidirezionali o trasmissione del segnale bidirezionale senza grandi modifiche al sistema originale, con una forte flessibilità.
1.4 A causa della significativa riduzione dell'uso della fibra ottica, i costi di costruzione sono stati notevolmente ridotti e, a causa del numero ridotto di fibre, è facile e veloce il ripristino in caso di guasto.
1.5 La natura condivisa delle apparecchiature ottiche attive riduce il costo delle trasmissioni di segnali multipli o dell'aggiunta di nuovi servizi.
1.6 Le apparecchiature attive nel sistema sono notevolmente ridotte, il che migliora l'affidabilità del sistema. Al momento, a causa degli elevati requisiti e della complessità tecnica di apparecchiature come trasmettitori ottici WDM ottici multiportante, ricevitori ottici e altre apparecchiature, l'effettiva applicazione del WDM non è molto diffusa. Inoltre, i tradizionali servizi di trasmissione televisiva non hanno dovuto affrontare una particolare carenza di utilizzo di cavi in fibra ottica multi-core. Tuttavia, con lo sviluppo dei servizi integrati di televisione via cavo, la crescente domanda di larghezza di banda della rete, l'implementazione di vari tipi di servizi selettivi, i costi economici degli aggiornamenti della rete, stanno gradualmente emergendo le caratteristiche e i vantaggi del WDM nel sistema di trasmissione CATV. Ciò dimostra ampie prospettive per la sua applicazione e può persino influenzare il modello di sviluppo delle reti CATV.
2 Principio della tecnologia
Nei sistemi di comunicazione portante analogici, il multiplexing a divisione di frequenza viene solitamente utilizzato per migliorare la capacità di trasmissione del sistema, sfruttando appieno le risorse di larghezza di banda del cavo. Ciò significa che i segnali provenienti da più canali vengono trasmessi simultaneamente sullo stesso cavo e, all'estremità ricevente, il segnale di ciascun canale può essere filtrato utilizzando un filtro passa-banda basato sulla differenza di frequenza di ciascuna portante. Allo stesso modo, il sistema di comunicazione in fibra ottica può essere utilizzato anche nel metodo di multiplexing a divisione di frequenza ottica per migliorare la capacità di trasmissione del sistema. Ciò comporta l'utilizzo di un demultiplexer (equivalente a un filtro passa-banda ottico) all'estremità ricevente per separare la portante ottica di ciascun segnale. La tecnologia WDM è quella di sfruttare appieno le enormi risorse di larghezza di banda nell'area a bassa perdita della fibra monomodale, in base alle diverse frequenze (o lunghezze d'onda) di ciascun canale, la finestra a bassa perdita della fibra può essere suddivisa in più canali, l'onda luminosa come portante del segnale. All'estremità del trasmettitore, WDM (Combiner) viene impiegato per unire le portanti del segnale di diverse lunghezze d'onda in un'unica fibra per la trasmissione. All'estremità ricevente, vengono utilizzati multiplexer a divisione di lunghezza d'onda (splitter) per separare queste portanti ottiche di diverse lunghezze d'onda che trasportano segnali diversi. Poiché i segnali portanti ottici di diverse lunghezze d'onda possono essere considerati indipendenti l'uno dall'altro (quando non si tiene conto della non linearità della fibra), è possibile ottenere il multiplexing dei segnali ottici in una singola fibra. Trasmettendo segnali in diverse lunghezze d'onda in due direzioni, è possibile ottenere una trasmissione bidirezionale. A seconda del multiplexer a divisione di lunghezza d'onda, il numero di lunghezze d'onda che possono essere multiplexate varia da due a diverse dozzine. In genere, i sistemi commerciali sono disponibili con 8 e 16 lunghezze d'onda, a seconda della spaziatura consentita tra le lunghezze d'onda della portante ottica.
WDM è essenzialmente una tecnologia FDM (Frequency Division Multiplexing) applicata alla frequenza ottica. Dal punto di vista della tecnologia di trasmissione applicata in Cina per decenni, la progressione ha seguito un percorso di FDM-TDM-TDM FDM. Nella fase iniziale della trasmissione analogica, i cavi coassiali venivano utilizzati con la tecnologia analogica FDM nel dominio elettrico, dove ogni segnale vocale aveva una larghezza di banda di 4 KHz e occupava una parte della larghezza di banda del mezzo di trasmissione (come il cavo coassiale). I sistemi PDH e SDH trasmettevano il segnale digitale in banda base TDM su fibra, con ciascun segnale vocale avente una velocità di 64kb/s; La tecnologia WDM, d'altra parte, è una tecnologia multiplexing a divisione di frequenza per fibre ottiche, il sistema WDM 16 (8) × 2.5 Gb/s combina la tecnologia analogica FDM a frequenza ottica con la tecnologia digitale TDM a frequenza elettrica.
WDM è essenzialmente una tecnologia FDM multiplexing a divisione di frequenza ottica, in cui ogni canale di lunghezza d'onda viene realizzato dividendo il dominio della frequenza. Ogni canale di lunghezza d'onda occupa una parte della larghezza di banda della fibra, che differisce dalla precedente tecnologia FDM utilizzata con il cavo coassiale.
2.1 Il mezzo di trasmissione è diverso, il sistema WDM esegue il multiplexing a divisione di frequenza sui segnali ottici, mentre il sistema coassiale esegue il multiplexing a divisione di frequenza sui segnali elettrici.
2.2 Su ciascun percorso, il sistema di cavi coassiali trasmette il segnale analogico del segnale vocale a 4KHz, mentre il sistema WDM attualmente trasmette segnali digitali, come SDH2.5Gb/s o sistemi digitali ad alta velocità, su ciascun canale di lunghezza d'onda.
